GPS测绘技术在工程测绘中的应用分析
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作者: 黄珏靖
摘 要：文章以GPS技术的主要内容和现在工程测绘的发展情况为基础，研究探讨了GPS工作原理和特点，并且着重分析了GPS布网工作、实时动态测绘、GPS外业测绘三方面的运用。本文主要对GPS测绘技术在工程测绘的应用进行分析与思考。
关键词：GPS；测绘技术；工程测绘；应用分析；思考
1 GPS技术概述及其在工程测绘中发展现状
现阶段工程测绘的重要性已经引起人们的关注，很多人一直在找寻合适的测绘方法与测绘技术。现在经济发展很快，许多测绘器材与测绘方法被研究出来，GPS技术在这种形势下形成并发展。工程测绘过程中经常运用GPS技术，因为运用它工程测绘效率增高、精准增高、成本降低，最重要的是不需要通视就可以完成，所以它越来越受到人们的喜爱，在工程测绘中占有重要地位。
GPS是GlobalPositioningSystem的缩写，中文名字是全球卫星定位系统。它要依靠地球卫星完成操作，系统是无线定位。它工作的基本原理就是利用卫星上的无线电发射台，来形成一个卫星导航定位提醒，然后利用无线电测距交会的基本原理，如果确定了三颗以上的卫星空间的话，在这个条件下就可以确定某个物体的具体位置[1]。GPS具有一定的实时性导航定时、定位的功能，同时也可以持续性、全天、全球性地进行测量和定位，这样做测量的精确度上更加地精确，而且在提供时间、三维坐标、速度时也具有一定的精密性。实践证明，GPS相对定位精度在50km以内可达10-6，100km～500km可达10-7，1000km可达10-9。在300m～1500m工程精密定位中，1小时以上观测的解其平面其平面位置误差小于1mm，我国主要通过地球卫星采集地面三维坐标来完成定位或者导航，其运用的地球卫星有二十四颗，是美国发射的。
2 GPS工作原理及其特点
2.1 GPS技术工作原理
GPS系统又叫做卫星定位地位系统，运用的主要方法是距离交会法，这种方法的原理是：把GPS接收机安装在一地方的一个点上，这个点其实是有要求的。GPS卫星随时都会发出定位信息，在某一个时间，接收机会接收到卫星的定位信息，最低接收卫星是三颗。然后在运用一些方法与方式对接收的信息进行处理，计算出这一时间，GPS接收机结和接收GPS卫星之间的路程是：aNS，bNS，cNS。得到它们之间的路程距离，还要得到这一时间被接收卫星在地球的某个位置，也就是三维坐标，这主要要用到接收卫星星历来完成[2]。
GPS测绘大多数运用的坐标系统有两类，一是空间固定坐标系统，二是地固坐标系统。还有可以根据具体事情具体分析，两种坐标系统可以相互转换运用，运用转换可以得到控制点的具体位置，增强观察测量的结果。
2.2 GPS技术的特点
GPS测绘技术的特点有很多，其中最重要的有七个。其主要有七大特点，各种天气都可以进行工作、功能多、作用广、操作简单快捷、三维坐标随时运用、测站两者不用通视、观察测量时间不长、定位精确度高是七大特点。其中定位精确度高是有依据的，在三百米和一千五百米之间进行工程导航，高于一小时的工程测量计算，得到的数据和实际数据只有一毫米差距，甚至小于一毫米。其中测站两者不用通视这一特点用途最广，不仅可以测量速度，也可以测量时间。操作简单快捷这一特点主要体现在GPS系统的自动化程度上。这些优点保证了GPS测绘技术的领先地位。
3 GPS技术在工程测绘中的应用
现在经济发展迅速，市政道路工程中也运用到工程测绘工作。工程测绘中运用GPS测绘技术有很多优势，这也是它越来越多地运用到工程测绘中的原因。城市化公路建设当中，纵横断面设计需要对其从横断面进行测量，同时也要进行中桩放样。在公路建设当中首先根据设计的坐标线路进行中桩放样，之后利用水准仪进行抄平工作，以及测量线路左端面。以往中桩放样主要用到的是全站仪，但GPS技术高精度日益发展，逐步取代了全站仪的放样。为了解决这个实时性的问题，就运用到了GPS技术，通过精准的实时测量，进而避免了数据滞后无法准确定位的结果，从而推动整个测量过程的进程。
GPS测绘技术在工程测绘中运用有初、中、高级，初级主要是快速静态或GPS静态的方法建设成立沿线整体控制。中级主要运用在堤坝、闸门、渠道等场所，并且这些场所建设成立施工控制。高级主要是在工程测绘中运用RTK技术，也就是人们常说的实时动态定位技术。从而可以看出，GPS测绘技术在工程测绘中的发展机遇很可观。其实有机遇就有挑战，GPS测绘技术要抓住机遇，面对挑战，做出相应的对策。
现在很多行业中都可以看到GPS技术的身影，其中运用最多的是工程测绘。我国著名的小浪底工程、三峡工程在工程测绘中都运用了此项技术。对于流动站的接收机来说，这样可以更好地采集GPS观测数据，还可以接收到基准站抓获的信息，同时能够及时处理系统内组成的差分观测值，之后就可以计算出来自基准站和流动站的基线向量[4]。GPS技术在水利工程运用也是很广泛的，其中主要包括如下几个方面：GPS的外业测绘，GPS的布网工作及其实时动态测绘方法的应用等等。
3.1 GPS外业测绘
GPS用在室外工程测绘中的重要工作是选择点。因为测绘结果的准确程度隔阂和选择点密不可分，所以选择点之前要做好准备，包括分析测量地的具体位置、坐标架、坐标型号是否有损坏等。这些都是选择点之前必须要完成的工作。无线安装设置与开机观察测量和平常的测绘是不一样的，都要用到GPS的观察测量。无线安装设置工作的时候，无线应该架在三脚架标志中心的上方，要直接对准定位的正常点，无线基座上面的圆水准气泡要放平。如果遇到有风的时候，要把无线固定，最好是固定成三角形。
3.2 GPS布网工作
GPS布网工作的程序：引水工程等线状路和成片工程测绘，一般要运用边连式和点连式连成三角形。可是对一些工程的中心环节比较多的网状与片状地区，一般运用的方法是网连式与边连式，可以提高网状地区的几何结构，增强GPS控制网的精确程度与可靠程度。
3.3 实时动态测绘方法
RTK工作的程序：把一个已经知道的点上面设为基准站，并且安装一台GPS接收机，对可以看到的卫星进行现场观察测量，并且运用无线电器材进行传输信息，把观察测量得到的数值与测量站信息进行连接，然后把数据传递到流动站。流动站的作用很多，不仅可以接收GPS卫星信号，而且还可以运用无线电器材接收基准站传递的数值，根据导航的基本原理，对基准站和流动站的数值和本身观察测量得到的数值进行对比，然后得到流动站与基准站之间的位置，计算出流动站位置的三维坐标并且定时储存和传递。
4 结束语
综上所述，GPS测绘技术有很多的优势，而且在很多行业都得到运用。本文主要讲解了工程测绘中运用到的GPS测绘技术，了解了GPS测绘技术的运用经过与方法，为以后GPS的应用打下良好的基础。与此同时，在将来GPS技术运用发展过程中，要着重发展它的功能和性能，以最好的功能服务完成工程测绘工作。
参考文献
[1]钟飞.GPS在工程测绘中的应用[J].科技资讯，2011（12）.
[2]叶毕升.浅谈GPS测绘在水利水电工程中的应用[J].科技创新导报，2012（15）.
[3]王力赓.RTK技术在工程测绘中的应用与研究[J].治淮，2013（7）.
[4]洪海.GPS在工程中的应用综述[J].水利科技与经济，2012（2）.
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