閆琨 鄭雨

【摘要】隨著科技的發(fā)展，信息技術不斷地飛躍，信號分析、圖像處理等技術日趨成熟，GPS技術在測量領域的應用越來越凸顯其優(yōu)越性和適應性。本文主要分析了GPS測量技術特點、優(yōu)勢以及其在工程測量中的應用和存在的不足。

【關鍵詞】GPS技術 工程測量 應用

隨著通信技術的廣泛應用，GPS與通信技術也實現(xiàn)了高效的結合，三維坐標的測定從原來的靜態(tài)逐漸變?yōu)閯討B(tài)，定位與導航也開始變成了實時測量，不再需要通過數(shù)據(jù)處理而得到，GPS技術的廣度與深度都得到了極大擴展。目前，GPS技術在地形、土地的測量中應用十分廣泛，同時，在一些工程、地表沉陷等的監(jiān)測中，也有著十分廣泛的應用。

一、GPS系統(tǒng)特點與優(yōu)勢分析

1、GPS系統(tǒng)特點

GPS指的是全球定位系統(tǒng)，具有無線導航的特征，發(fā)射上天的衛(wèi)星構成了該系統(tǒng)運作的基礎，GPS經(jīng)過測量地表上展示的三維坐標來完成對地表物質(zhì)的導航或定位工作。

（1）快速定位。GPS技術是一種先進的技術手段，其每一項配置都比較完善，在定位時采用的是實時動態(tài)定位模式，定位速度快，而且可以實現(xiàn)實時定位，提供三維坐標，在實際應用的過程中效率較高。同時，觀測站之間不需要通視，在選點上可以更加靈活，但是需要注意確保觀測站上空的開闊性，以免影響到GPS衛(wèi)星信號的接收。

（2）全天候觀測。GPS技術的特點決定了GPS的觀測可以在任何地點、任何時間下實現(xiàn)連續(xù)觀測，而且通常情況下也不會受天氣狀況的影響。而且，GPS測量技術的觀測時間非常短，GPS控制網(wǎng)下各觀測站的觀測時間一般在30min左右，通常都不會超過40min，如果在觀測時選擇快速靜態(tài)定位法，將會進一步縮短GPS測量技術的觀測時間。

（3）定位精度高。定位精度高是GPS測量技術的主要特點，一般情況下，雙頻GPS接收機的精度約為5mm+1×D，與紅外儀表的5mm+5×D相比，精度不相上下，但是在長距離定位上，GPS定位精度的優(yōu)越性會逐漸顯現(xiàn)出來，距離越長越能夠顯現(xiàn)出GPS定位的高精度、高準確性等特點。

（4）操作簡單、便捷。GPS測量技術目前具備極高的自動化程度，在GPS接收機的發(fā)展上，越來越趨向于操作簡單化、體積小型化，在進行觀測時，只需要對中天線并進行整平，在掌握天線高度之后將電源打開，GPS測量技術能夠?qū)崿F(xiàn)自動觀測，自動接收到測量信息，從而得到被測點的三維坐標，為觀測工作帶來了極大的便利。

2、相比其他傳統(tǒng)工程測量儀器和測量方法，GPS測量具有如下的技術優(yōu)勢：

（1）采用GPS技術測設方格網(wǎng)，比常規(guī)方法適應性更強。

（2）GPS方格網(wǎng)點位精度高、誤差分布均勻，不但能夠滿足規(guī)范要求，而且具有較大的精度儲備。

（3）采用點位中誤差作為方格網(wǎng)測量精度指標是可行的，它比用相對中誤差表示精度指標更為合理。

（4）采用GPS方法布設大地控制網(wǎng)，因其圖形強度系數(shù)高，能夠有效地提高點位趨近速度。網(wǎng)形優(yōu)化比較方便。

（5）采用GPS-RTK測設建筑方格網(wǎng)與常規(guī)測量法相比，效率可提高一倍以上，并能大幅度降低作業(yè)人員的勞動強度。一個參考站可有多臺流動站作業(yè)，流動站不需基準站指揮，單人即可獨立作業(yè)。

二、GPS測量技術在工程測量上的應用

因GPS測量技術可隨時提供精確的三維坐標位置、三位速度及時間信息等數(shù)據(jù)，因而在工程測量上其應用也極為廣泛，如石油開采、道路勘察、工程施工等領域，且目前取得顯著成效。

1、GPS測量在工程上的技術運用

工程測量對GPS技術的應用主要從靜態(tài)及動態(tài)功能出發(fā)，靜態(tài)功能主要是利用地面上多臺接收設備對待觀測點同步進行觀測，然后由專業(yè)人員對數(shù)據(jù)加以統(tǒng)計分析，而動態(tài)功能則是以精確度較高的控制點為基準，通過地面上安裝的接收設備連續(xù)對衛(wèi)星上的動態(tài)信號進行分析處理。其在精確度及運行效率上較靜態(tài)測量更有優(yōu)勢。

2、GPS在工程測量上的技術應用注意事項

工程上GPS的應用首先是測站點位置的選擇，其應優(yōu)先考慮建在安裝方便、視野較為開闊的位置，且視場內(nèi)周圍障礙物的高度應大于10°～15°，以防信號屏蔽;此外，測站點的選擇應盡量避開大功率無線電發(fā)射基地、高壓輸電線等，以避免強電磁波對衛(wèi)星信號進行干擾，從而保障信號在傳輸過程中的準確性;另外測站點應盡量處于交通方便、地基穩(wěn)定處，從而便于與其他觀測方法相配合使用，提高系統(tǒng)定位的精確度，并提高其使用效率。

三、GPS技術在工程測量中存在的不足

（1）測量地域不空曠造成信號接收出現(xiàn)干擾現(xiàn)象，從而信息不準，造成測量一定的誤差，甚至導致信號的非線性傳播與影響，計算時引入一定的誤差。

（2）GPS-RTK測量技術的實施過程中，必須先符合起算基準點的精度，該起算點應該為高等級的控制點，且起算基準點和觀測點之間具有較好的位置關系，進行觀測時，基準點的精度要經(jīng)過若干個高等級控制點的連續(xù)測算、復核，要求基準點的坐標在各個方位觀測情況下具有一直的精度，這個要求較高，工作量很大。

（3）在進行小型工程測量過程中，由于區(qū)域范圍很小，GPS測量技術的優(yōu)勢得不到體現(xiàn)，最終還是要用傳統(tǒng)測量方法和常規(guī)測量儀器進行聯(lián)測，增大工程測量的工作量。

（4）GPS測量過程中，所選擇的控制點位置的差異也會直接影響到觀測點位的精度。開發(fā)的電子地圖，這些電子地圖相互不兼容，從而影響測量成果共享和交流等。

四、結語

綜上所述，GPS技術以其自身獨特而強大的定位功能在工程測量的應用中，能夠?qū)崿F(xiàn)快速定位與實時定位以及天候觀測，并且定位精度較高、操作起來十分簡便，在實際的測量工作中比常規(guī)控制測量具有更大的優(yōu)越性和適應性。對于在實際應用中仍存在的不足之處，相信隨著科技的發(fā)展和進步，會不斷將其完善，進而將GPS測量技術應用到更加廣泛的范圍中去。