摘要：GPS技术是一种定位精确度高，并且操作方便、适应力强的先进技术，将其用于物理大地测量可以为我国大地测量工作提供巨大便利。本文从GPS技术的概念入手，讨论大地测量中GPS技术的应用特点，阐述GPS 大地测量的局限性，并分析如何在物理大地测量中利用GPS技术，希望对提升大地测量精确度具有帮助。
关键词：物理大地测量；GPS；应用
当前人们进行大地测量更加规范，已经从地面测量发展到空中测量，该情况下传统的测量技术已经无法满足实际测量需求，在GPS快速发展的背景下，已经开始用于当前物理大地测量，显著的提升了测量的可靠性和准确性，以下对相关内容进行分析。
一、GPS技术的概念
GPS技术也就是全球定位技术，是一种新型空间卫星导航定位系统，该技术可以测量现有位置的卫星到用户接收机距离，通过多个卫星的数据确定接收机的具体位置。如今GPS技术已经广泛用于科学、军事以及生活。GPS系统空间卫星主要由24颗卫星构成，其科学布局可以有效保证GPS定位准确性，在地面观测部分包括主控、地面天线以及监控站三个部分其中主控站，主要是起到控制和调整作用，其位于美国空军基地可以对整个地球表面的监控系统进行管理，监测站主要是起到数据采集的作用，其中包括GPS卫星数据、监测站位置环境数据，然后把相关数据发送到主控站。其定位原理主要是借助卫星不间断发送参数和时间，在接受信息和计算后，确定接收机的接收时间、三维位置和运动速度，在GPS实际测量过程中，主要是利用4台接收机和两台仪器进行测量[1]。
二、大地测量中GPS技术的应用特点
（一）定位精确度高
GPS技术最显著的特点就是高精度的定位，该技术可以直接接收卫星信号，然后收集到准确的测量点三维定位信息，同时可以根据用户的具体需求对测量精度进行调整。
（二）测量布点灵活方便
在物理大地测量中，以往利用全距仪和光电测距仪可以准确测量出两点之间距离，但是其限制条件在于利用在表面宽阔、无遮挡物的地区，所以进行测量布点的过程中需要确保测量地点上空视野开阔。通过对GPS系统进行有效利用，对被测量地区表面要求不高，要保证测量区域上空宽阔，就可以发挥出GPS技术测量的作用，对于提升测量设计以及控制网选点十分有利。
（三）适应性强
GPS技术在利用的过程中对环境要求不高，即使是在地形复杂的无论是高山、沙漠深处，还是有狂风暴雨的海面，或者偏远地区的情况下都可以顺利开展测量工作，并且整个测量过程可以抵御诸多不良因素的干扰，确保测量结果准确[2]。
（四）操作较为便捷
进行物理大地测量的过程中，测量人员只需要把相关设备和仪器安装好，并且在测量工作完成后进行相关监视工作即可，整个工作都可以通过仪器自动完成，因此整个测量过程十分便捷。
三、GPS 大地测量的局限性
（一）多路径效应的影响
如果在物理大地测量中存在多路径效应将会直接或间接的影响测量效果，在借助GPS测量过程中，对三维坐标建立时会产生分米量级，导致分析与整合数据的过程中存在难题。如果观察时间较为充足，可以利用平均计算的方法，以此防止卫星出现几何位置变动，最终造成数据不准确，如果数据分析时间较短就会造成平均效应弱化，多路径效应会受到很大影响，通过对该技术的分析，利用相关软件和设备可以减轻多路径效应带来的不利影响。不过对多路径控制点的选择，还存在局限性，并且会受到外界因素的影响[3]。
（二）大地水平模型的影响
进行大地测量过程中利用GPS技术，可以获取准确的测量数据，进行测量高层的过程中通常可以得到椭球形高度，然后获得异常指数，确定高程范围。在长距离的测量过程中，容易受到大地水准面以及高层基准面干扰，使得椭球高度受到影响，进而出现误差。在GPS技术应用过程中会受到网络因素的影响，很多网络模型由于不够完善，会导致测量相对精度以及绝对精度存在误差，所以通常需要借助大地高程模型进行计算，以此提升测量精度，期间需要对重力值进行计算，分析不同高度差。
（三）高程基准面的影响
在很多区域，高程基准面定义体现在普通高度，如果出现其它特殊区域，不同高程基准面需要利用不同源点计算，或确定海平面分析高程值，由于测量过程中存在一些误差，因此高程基准面参考价值会降低，建立重力模型的过程中也会受到海洋以及水准面测量误差的影响，最终造成重力模型数据也存在一些误差。为解决这一问题，需要加强高层的信息化管理，建立数据库，让正常高与椭球高结合。技术人员在观测的过程中需要加强观察，这样可以避免观测效果模糊。
四、如何在物理大地测量中利用GPS技术
（一）大比例绘制地图
在物理大地测量中，前期准备工作十分关键，这就是地图比例绘制。传统的大比例地图绘制存在绘制速度慢，准确率、精确率不能得到保证的问题。相较于传统大比例地图绘制来说，这种绘制方法会显著降低工作量，工作效率会得到显著提升，并且绘制的速度可以得到保证，这主要依托于计算软件和信息处理技术，以此降低绘制的难度。
（二）公路放线放样
进行实地测量期间，为了确保公路放样放线工作的准确性和可靠性，需要对GPS技术进行有效利用，期间需要借助计算机软件系统，进而满足自动化放线放样的工作需求，通过GPS技术进行公路放线放样可以降低放样的误差，实现测量准确性的提升，进行公路放线放样的同时，如何对纵断面横断面和中线面进行测量是一大难题。借助GPS技术，只需要把中线坐标数据录入到处理系统中，就可以分析出中线放样的位置信息和数据对于纵断面以及横断面放样测量时同样可以将数据录入处理，系统进而得到放样的数据样本，显著提升公路放线放样测量水平[4]。
（三）工程计算
在物理大地测量中利用GPS技术还可以实现工程测量和计算等复杂的工作，其中对土石方总量计算最具有代表性，同时还可以对桥梁结构进行放样测量，具体说来对土石方量计算的过程中，借助GPS系统和地面公路线，就可以自动计算出土石方总量，这样不仅显著节约了工程人员的计量和测量时间，同时还显著地减少了人力投入以及资源浪费，最终让资源有效利用率得到提升。此外，对大跨度桥梁工程，测量同样可以利用GPS技术完成，但是测量工作通常要在水面或江面上进行，该阶段如果遇到雾气的影响，在对桥梁结构放样之前要借助空间3点的后方距离交汇原理进行定位，这样可以让测量平面坐标精确度提升之后，可以保证测量工作的有效开展，桥梁工程中利用GPS技术可以弥补传统测量技术存在的缺陷，最终整体上提升测量精确度。
结束语：
综上所述，大地测量过程中，GPS技术已经可以代替原有的诸多测量技术，发挥出其便捷性、准确性、快速性的特点，用于公路放线放样、大比例绘制地形图，不过还需要解决多路径效应、大地水平模型和高程基准面影响问题，随着我国科学技术的不断发展，今后大地测量还需要对原有的GPS网络进行补充，做好网络的加密处理，还需要加强对已有网络的检测、改造和升级，进而为测量事业的发展提供支持。
参考文献：
[1]牛刚.GPS在物理大地测量中的应用及GPS边值问题[J].黑龙江科技信息,2017(7).
[2]李建成,宁津生.卫星测高在物理大地测量应用中的若干问题[J]. 武汉测绘科技大学学报(1期):9-14.
[3]陆宇航.大地测量中的GPS技术的应用浅谈[J].科技展望,2016,26(10).
[4]翟元帅.GPSRTK大地测量技术在公路中的应用[J]. 城市地理,2016(20).