试析工程测绘中GPS技术的应用和改进

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【摘 要】随着国家经济的发展和科学技术的不断提高，测绘技术也开始得到了推动和更新。工程测绘工作的内容具有多样性，其要求具备较高的测量精度，因此也对测绘技术提出了更高的要求。在工程测绘技术中，gps技术是其中一项主要内容，其应用相对广泛，具有较高的精度以及准确性，且对外界因素不存在过高的要求。本文就工程测绘中GPS技术的应用以及未来发展和改进进行分析和探讨。

【关键词】工程测绘；GPS技术；应用；改进

在目前，GPS技术日益得到了发展，并获得了更多人的关注和认可，得到了广泛的应用。在工程测量中，GPS技术显露出了自身的优势和特点，其具有较广的测量范围，并且具有较高的数据精度，有效减少了测量过程的误差，提高了工程的测量效率。可见GPS技术的应用和发展，很大程度上推动了工程测绘的发展，加快了国家的发展步伐。

1 GPS测量技术

GPS系统主要包括了地面监控、空间星座以及用户接受器，其主要通过测量过程的距离交会定点进行工作的。GPS的使用，大大提高了工程测绘技术的准确性以及可靠性，有利于测绘工作的开展。

2 GPS技术的优点

（1）定位准确

GPS技术在定位精度上相对较高，能够在50千米的范围内实现准确定位，相对定位精度高达1×10-6，随着观测技术的发展，其测量精度也不断提高，满足了各种测绘工作的实际需要。

（2）三维坐标获取

GPS测量技术能够准确获取平面位置坐标的同时，也能够对三维平面的坐标进行获取，具有较高的实用性。

（3）全天候作用

GPS技术在多卫星分布系统下，能够在很大范围内进行测量，并且实现全天候工作，有利于对观测对象展开实时监测，并提供准确的测量数据。雷雨天气则不宜进行作业。

（4）观测时间短

测量技术能够在15千米范围内对静态对象进行观测，观测时间仅仅需要1分钟，大大缩短了观测时间，提高了工程测绘的效率。

（5）测站之间无需通视

对于一般的工程测量，测站与测站之间的通视一直是一个难题，这对测量的准确性造成了严重的影响。GPS技术是一种全球定位系统，其在进行作业的同时，不需要测站之间的通信，而能够结合实际需求进行定位观测，具有较高的操作灵活性以及测量准确性。

3 GPS技术在工程测绘中的应用

3.1 GPS定位技术的应用

GPS定位技术结合了一系列的几何知识以及物理知识，利用了卫星以及接收装置实现对物体的多角度的定位。在目前，工程测绘中的GPS技术包括了静态相对定位以及动态相对定位两种，其中静态相对定位对地面接收装置的数量要求较多，装置根据一定的方式进行排列，并进行约为45分钟的实时监测，对监测数据进行处理后即可得出所需定位数据。而对于动态相对定位，则需要在载波相对观测量的基础上进行作业，其需要设置较多的控制点，选择中点位较准确的控制点作为基本控制基站，并通过地面接收装置对物体进行实时监测。

在一般情况下，GPS技术的三维定位需要保证接收机能够同时接收四颗卫星的信号，另外对于精度要求较高的定位，则需要加大卫星的数量。GPS系统包括了24颗卫星，在水平角大于10度的情况下，GPS系统能够接收7颗卫星的信号，如果定位地势存在较多的山峦以及建筑物，卫星信号的接收会受到影响，因此需要结合惯性导航技术进行处理，从而实现正常作业。

3.2 虚拟现实技术的应用

在传统的工程测绘中，大多数工作需要人工进行，因此难免存在较多的误差，甚至引发一系列的安全事故。因此，在工程测绘中，对于观测环境较为复杂的地势，需要采用GPS虚拟现实技术进行环境创设，实现虚拟环境真实交互的同时，也对测绘过程进行了三维模拟。利用GPS虚拟现实技术，有效提高了工程测绘的效果，并且解决了一系列的问题和难点。在目前，GPS虚拟技术广泛应用在测绘工作的后期调试中，并对其中的问题进行解决，有效保障了测绘工作的质量。

3.3 施工临时水准点的测量

在工程测绘的水准测量中，传统的测绘方法的测量结果与水准点之间的相对距离较远，这是因为设计过程中缺乏实际预算和实地考察造成的。设计单位的水准点之间的距离一般保持在500米到1000米，在实际情况下，这个距离具有一定的难度，施工过程中需要对临时水准点进行测量和确定，一般通过GPS接收机对卫星信号进行接收，过程包括了天线的安装、接收机的操作以及观察和记录。观测需要结合观测计划进行作业，从而防止过程出现失误，提高测绘结果的准确性以及效率。例如在对公路工程进行测绘作业时，通过GPS技术，工作人员能够通过卫星图像对整个路基的高度进行分析，并根据实地考察，对工程的临时水准点进行设置，水准点与水准点之间的距离一般保持在200米到250米，位置可以是附近的建筑物，也可以结合实际情况进行埋设，之后对水准点的位置进行记录。

3.4 工程变形监测方面的应用

在工程建设中，工程变形是一种常见的问题，即人为因素等导致的建筑物变形或者移位等。GPS测量在三维定位中具有较高的精度，因此其对于工程变形的测量具有显著的效果。在工程建设中，变形类型多种多样，包括了建筑变形、建筑缺陷、地面沉降、建筑沉陷以及建筑位移等。在对大坝变形的监测中，水电站的大坝会因为水流的作用引起变形，从而引发一系列的安全事件。为了防止大坝变形导致事故的出现，需要对大坝进行密切的连续性监测。GPS技术的应用，有效保证了大坝监测工作的精度，实现了监测工作的自动化。在对大坝变形进行监测的过程中，需要在离坝体一定距离的位置设置基准站，并对变形区的监测点进行选择。之后将GPS接收机安装在基准站以及监测点上进行连续性自动观测。同时可以采用数据传输技术，将监测数据进行实时传输，有利于对数据的及时分析和处理。

4 GPS技术在工程测绘中的改进和发展

对于工程测量而言，其要求获取数据的准确性以及精度更高。在目前，GPS技术在实际的使用中仍然会存在一系列的误差，因此为了将数据的误差减至最小，需要将系统人工智能化与机器人测量相结合，从而将测量技术的范围扩大，改进数据和信息的获取技术，提高数据的处理能力。

多传感器的混合测量系统也是今后需要发展的一个方向，例如GPS接收机与测量机器人或者电子全站仪集成，其有利于扩大测量的区域，实现无控制网络的一系列测量，为测绘工作提供了更多便利。然而，GPS技术是美国首先发展起来的，我国的研发技术还相对不成熟，因此在之后的研发探索过程中需要提高自主创新的能力，从而研发出适合我国的GPS技术。

结束语：

GPS技术在工程测量中存在较高的应用价值，具有较高的测量准确度以及可靠性，有效提高了测绘工程的工作效率，缩短了工程的工期。然而GPS技术目前还存在一些缺陷和漏洞，因此需要对其采取改进措施，提高GPS技术的测量质量。

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