GPS测量技术在工程测量中的运用

摘 要：由于GPS测量技术具有测量精度高、定位准确、测量时间短等特点,GPS测量技术越来越广泛地应用在工程测量中,GPS测量技术在工程测量的也发挥着越来越重要的作用.本文分析了GPS系统的组成和GPS测量技术的特点,介绍了GPS测量技术在工程测量中的应用.

关 键 词：GPS测量技术；工程测量；运用

近年来,随着GPS测量技术的不断发展,它在工程测量领域发挥着越来越重要的作用,给工程测量技术带来了历史性的变革.GPS测量技术在接收卫星发射的信号后,通过数据处理软件得到测量点的准确位置.GPS不仅具有全球性、全天候、连续精密实时的三维导航与定位能力,而且具有良好的抗干扰能力和保密能力,这使得GPS测量技术受到广大工程测量工作者的青睐,GPS测量技术在工程测量中发挥着越来越大的作用.

一、GPS系统的组成

GPS全球定位系统主要由空间卫星群、地面监控系统和卫星接收设备组成.24颗20万公里高的卫星组成空间卫星群,均匀地分布在地球的6个轨道面上,每颗卫星的运行周期是11小时58分钟,这样的空间卫星群可以使地面的上监控系统随时随地同时接收4～11颗卫星发出的信号,保证了全球性、全天候、连续精密湿湿的三维导航和定位能力.

二、GPS测量技术的特点

1.定位精度较高

GPS测量精度远远高于普通的测量精度,在小于50km的基线上,定位精度可以达到,在100～500km的基线范围内,定位精度可以达到,实验证明,基线越长,GPS测量技术的定位精度越高.另外,GPS测量技术不受地形地势等环境因素的影响,可以满足测量工程的需要,适用于各种测量工程.

2.测站之间不需要相互通视

GPS测量技术不要求测站之间互相通视,这样使得在选择测量点的时候更加灵活,为测量工作节省了大量的时间,减少了经济投入.

3.自动化水平较高

目前,GPS测量技术的自动化水平非常高,在进行测量工作时,测量人员只需要调整天线,就可以实现GPS接收设备自动监测,接收到卫星发送的信号后,数据处理软件实时地处理数据获得测量点的精确三维坐标.

4.可以全天候进行工作

由于空间卫星群均匀地分布在了地球的6个轨道面上,地球面被连续全面地覆盖,因此应用GPS测量技术可以在任何时间、任何地点进行测量工作,并且现代的GPS卫星定位装置和接收机都有防水功能,所以GPS测量技术基本不受天气的影响.

5.提供精确的三维坐标

GPS测量技术可以为测量点提供精确的三维坐标,满足各种测量工程的要求.

三、GPS测量技术在工程测量中的应用

静态GPS相对定位是指通过两台或者两台以上的地面接收机同时接收卫星发送的信号,经过数据处理软件进行数据处理,获得测量点精确的三维坐标,并且可以根据其中一点的坐标,精确计算出其他点的坐标.静态GPS相对定位技术具有很高的计算精度,最适合应用在野外的测量工程中.

静态GPS相对定位测量技术在我国的公路工程测量中发挥了巨大的作用.在高速公路的建设中,需要对线路的勘探有着很高的精度,高速公路绵延数千里,需要进行测量的点数不胜数,常规的工程测量方式和手段,不能满足高速公路工程高精度的测量要求,给我国的公路工程带来很多麻烦,静态GPS相对定位测量技术正好解决了这一难题.

通过静态GPS相对定位测量技术在我国的公路工程中建设高精度的控制网.静态GPS相对定位测量技术可以实时地定位公路的测量点,几十公里的测量距离,出现的误差仅仅在2cm之内,这极大地满足了我国公路工程的建设要求.另外,静态GPS相对定位测量技术几乎不受外界环境的影响,操作简单,使用方便,可以随时随地全天候连续地进行测量工程,并且具有较高的测量精度,这样大大提高了测量工程的工作效率和质量,在测量工程中有着突出的作用.

静态GPS相对定位测量技术还被广泛地应用于我国的大型桥梁测量工程和隧道测量工程中.静态GPS相对定位测量技术可以提供清晰的图像画面,不需要全线通视,这点在桥梁和隧道测量工程的支点测量中有着重要的作用.例如在建设江阴长江大桥时,在进行边角网的检测时变应用了静态GPS相对定位测量技术,最终建立了高精度的边角网.

动态GPS相对定位测量技术是指通过GPS实时地获得测量目标相对于某一参照系的位置、速度、形态等数据参数,这个过程是通过GPS定位系统实时监测来自于安装在测量目标上的GPS接收装置的天线位置来确定测量目标的状态信息的,这个过程称之为动态GPS相对定位测量.相对于静态GPS相对定位测量技术,动态GPS相对定位测量技术可以实时地动态的测量目标的准确信息,通一台固定GPS接收机,以此为基站,实时接收运动中的另一台GPS接收机的信息,通过数据处理软件进行处理获得各个动态的测量目标的位移和准确的位置.动态GPS相对定位测量技术在处理接收数据时主要有两种方式：及时处理和滞后处理.及时处理主要应用实时地导航和定位中,通过实时地传送信息,形成实时地数据链；对于滞后处理主要是不需要及时地将数据进行传送,后期再进行数据处理.

在测量工程的放样应用中,动态GPS相对定位测量技术有着重要的作用.测量工程中的放样主要是指把设计图纸上的坐标在实地标定出来,之前主要是利用全站仪和棱镜放样进行放样测量,这时需要放样点和测站点进行同时,需要多个人合作完成这项工作.应用动态GPS相对定位测量技术进行放样工作,只需要将放样的点输入到GPS系统中,测量员带着GPS接受装置,GPS系统会自动根据测量员目前的位置指导测量员找到放样点的位置,这种高精度的放样,给测量工程的顺利实施奠定了基础.

由于动态GPS相对定位测量技术可以进行实时定位并且可以达到厘米级的高精度测量,使得动态GPS相对定位测量技术很好地被应用在地形测量中,之前地形测量主要是利用全站仪采集测量点和地形地貌,再利用电脑绘图软件将地形测绘成图,这要求测站点和测量点相互通视,并且需要3个人或者3个以上的人来完成.动态GPS相对定位测量技术应用在地形测量方面有很大的优势,在进行地形测量时,只需要一个人在基准站安装好GPS接收机,另一个人背着GPS装置在每一个测量点立杆并输入相关数据,测定完测量区域中的地形后,用传输线将数据输送到电脑中,通过专业的绘图软件编制成地形图,动态GPS相对定位测量技术给地形测量工作带来了极大地便利.

应用动态GPS相对定位测量技术可以在地籍测量中精确地测绘地籍图,精确地标定权属界址点.由于动态GPS相对定位测量技术的采集数据的精度非常高,把采集的数据经过数据处理软件处理后,直接输送到GPS系统中,便可以获得高精度的地籍图.在对建设用地进行勘探界定测量时,动态GPS相对定位测量技术不仅可以实时地精确确定界桩的位置,还可以对确定土地的使用界限,计算建设用地的面积,在检测土地的动态利用中,动态GPS相对定位测量技术可以随时对土地进行检测,提供准确地土地利用状况,提高了土地检测的精度和速度.

结束语：

GPS测量技术具有全球性、全天候、连续精密实时测量特点、给测量工程带来了极大地便利,节约了大量的人力、物力和财力,GPS技术已经在各个领域发挥着越来越大的作用.