浅析GPS技术在工程测绘中的应用及技术优势

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1、浅析GPS技术在工程测绘中的应用及技术优势 浅析GPS技术在工程测绘中的应用及技术优势 摘要：GPS测量技术能够快速、高效、准确地提供点、线、面要素的精确三维坐标以及其他相关信息，具有全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点，除广泛应用于军事、民用交通导航等方面外，还能在地籍测量、摄影测量、野外考察探险、土地利用调查等测绘工程领域发挥出无可比拟的测量优势。利用GPS技术进行测量可以在特定情况下不受通视、气候、白昼等条件的限制，提高了测量工作的效率，降低了劳动强度。因此，测绘工程的发展离不开GPS技术的应用。 关键词：工程测绘;GPS测量技术;应用 中图分类号： P2 文献标识码： A 1、GP

2、S技术的概论 GPS又称为全球定位系统（Global Positioning System），由美国在20世纪70年代进行相关系统研制，在1994年全面完善，是海、陆、空全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。 1.1GPS系统组成 卫星空间部分、地面控制系统和用户终端设备就是GPS系统的组成成分。卫星空间部分是由21颗工作卫星以及3颗在轨备用卫星组成的，这些卫星采用与运行轨道倾角55。平均分布在6个距离地球表面2.02*107m的轨道面的方式，借以覆盖整个地球表面空间，便于全方位的定位；地面控制系统设施主要有监测站、主控制站点以及地表电线等等；用户设备有GPS接收机、数据处理

3、软件和终端设备等构件组成的。现阶段我国采用的是WGS84坐标系统。 1.2 GPS技术定位原理 此系统的运行原理为：卫星不间断地发送自身的星历参数和时间信息用户接收到这些信息后经过计算求出接收机的三维位置三维方向以及运动速度和时间信息；将高速运动卫星顺势位置当做已知的起算数据，运用空间距离后方交会的形式，达到确定待测位置的目的。 2、GPS技术的优势 与传统的测量技术相比，GPS定位技术有以下特点： 2.1观测站之间无需通视。由于GPS接收机接收的是GPS卫星信号，只要测站上空保持开阔，保证接收机接收卫星信号不受干扰即可。GPS技术的这一优点大大的减少了测量工作的时间、经费和劳动强度，也使得点

4、位的选择更加灵活，极大的提高了作业效率。 2.2定位精度高。GPS定位技术比传统测量技术定位精度要高很多，尤其是长距离基线。通过以往的大量实验，GPS技术定位精度高的特点已经得到了广泛的认同。 2.3观测时间短。利用静态或快速静态的方法，完成一条基线的相对定位所需要的时间比传统的测量方法要节省很多，一般一到两个小时就能完成，如用快速静态的方法，通常仅需几分钟的时间。 2.4操作简便。由于GPS用户接受机的自动化程度很高，且有各种指示灯指示操作，使得测量工作操作起来非常简便，甚至只需开关机就能完成测量工作。 2.5全天候作业。GPS接收机可以在任何地方、任何时间连续运行，一般不受天气状况的影响。

5、但是，雷雨天气可能会对接收机造成损坏，在没有防护措施下，要避免雷雨天气时作业。 3GPS测绘技术在工程测绘中的实际应用 3.1RTK技术 GPS在测绘领域不断发展中，经历了静态、快速静态、动态等阶段，但这些测量方法需要解算后才能进一步精确化。为实现人们对快速高精度定位的需求，必须采用载波相位观测值，而TK技术则是将一种实时动态差分法，通过对GPS载波相位观测量以及参考站、移动站间观测误差的空间相关性的使用，在野外勘测时就可将误差去除，完成厘米级精确定位。 该方法使得外业作业效率大幅提升，在实际应用时，基准站在采集相关信息后，连带测站信息通过数据链输送至流动站;流动站在接收这些数据的同时，也采集

6、GPS观测数据，然后对观测值进行实时处理，给出精确结果。 3.2实际应用 (1)在大地控制中的应用。在以往的大地控制测量中，建立大地控制网常依靠常规的测角、测距方法实现，效率和精确度都较低。而GPS凭借自身快速、高精度、操作方便、成本低等优势很快就取代了传统方法。利用GPS卫星定位技术建立的控制网叫GPS网。GPS网可分为两类:一是全国范围或全球范围内的高精度GPS网，其范围较广，相邻点之间可能有着上千或上万公里的距离。此类网多作为全国性或全球性高精度坐标框架，为人类科学提供必要的服务，如用于地球动力、板块运动、空间科学等研究;二是区域性的GPS网，如城市GPS网、GPS工程网等，范围相对较小

7、，相邻点之间的距离保持在几公里到几十公里范围内，主要是为国民经济建设服务。日本拓普康公司、美国天宝导航公司，以及国内的华测、南方测绘等在GPS技术的开发应用方面成绩较为显著。 (2)在城市规划建设中的应用。随着城市化进程加快，为优化土地资源配置，需对规划区和建成区进行详细测绘。城市控制网使用颇为频繁，控制面板广，且对精确度要求很高。级、级、级导线多位于地面，在城市快速发展中经常遭到破坏，以至于工程测量进度受到影响。为提高工作效率，必须快速精确地提供控制点，如果采用导线测量等一般的方法，需要实现点间的通视，费时费力，而且精度难以保证;GPS静态测量虽然精度高而且无需点间通视，但效率慢、实时性差，

8、采集数据时间过长，要经过处理后才能获取结果;TK测绘技术则可解决以上问题，其测量效率及精度都要良好的保障。 (3)在地籍、房地产工程测绘中的应用。地籍测量和房地产测量对界址点、地物点有着严格要求，利用TK技术需要对每一块土地的权届界址点进行厘米级的高精度测量，并绘制地籍图。在采集有效数据信息后，直接输入GIS系统，系统内部软件经过实时分析处理，可获得高精度的地基图及房产图。实际应用中可能会有些地方将GPS卫星信号遮蔽了，此时应借助经纬仪、全站仪等工具，通过解析法完成细部的测量工作。在城市建设用地中，TK技术可对界桩位置进行实时精确地测定，明确划分土地使用界限，然后计算用地面积。勘测定界放样工作

9、设计是坐标的直接放样，建设用地勘测定界中的面积量算，实际上是由GPS软件中的面积计算功能直接计算并加以检核。如此可有效解决一般方法较为复杂的问题，使得工作程序更加简化。此外，GPS技术还可用于土地利用动态检测。以往野外动态检测时以平板仪补测法、简易补测法为主，要使用钢尺等工具进行实测丈量。速度较慢、且容易出现误差。而GPS技术不但省时省工，还有利于监测效率、精度的提高，真正实现了动态监测。 (4)在公路工程设计中的应用。公路选线时，应减少农田占用量、减少房屋拆迁量，依据勘测设计的规范行事。为使中线的选用达到要求，保障道路中线的精确性，可采用TK技术，以TK接收机为流动站，隔一定的距离收集相关数

10、据，以另一个已知点作为参考，准确定位重要物质，把得到的数据输入接收机后，就可以利用CAD软件选线。传统的放样方法很多，如全站仪边角放样、经纬仪交会放样等，效率不高，难度偏大。如果采用GPSTK放样技术。只需输入点位坐标，靠接收机的提醒能到达任一放样点，不但快捷方便，而且精确度也高。在进行纵断面放样时，先在电子手簿中输入变坡点桩号、竖曲线半径和直线正负坡度值等放样数据，并将其生成的文件保存。横断面放样，先确定横断面的形式是填是挖还是半填半挖，然后在电子手簿中输入边坡边度、路幅宽度、路肩宽度等数据信息，将其生成的文件保存。与此同时，要做好“戴帽”工作，可利用相关软件和地面线自动联接，并运用断面法计算土方量。利用绘图软件画出各点的横断面和沿线的纵断面，这些数据都是已得的，因此大大较少了工作量。 结束语 卫星导航将在众多领域如航空、海路、铁路、建筑、电信、电力等方面的应用都会有很大的发展空间。由于GPS技术所具有的全天候、高精度和自动测量的特点，作为先进的测量手段和新的生产力，已经融入了国民经济建设、国防建设和社会发展的各个应用领域，进而体现了的社会效益与经济效益。 参考文献 【2】吕坎辉，陈鹏浅析工程测绘中的GPS测蚤技术田.门窗，2012,07:56.