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GPS测绘技术在工程测绘中的应用刘方亮

发表时间：2020/10/20 来源：《基层建设》2020年第19期作者：刘方亮

[导读] 摘要：随着我国科学技术水平的逐年提升，测绘技术也实现了创新和升级，而GPS测绘技术就是近年来出现的一种全新的技术手段。

        蚌埠市勘测设计研究院安徽蚌埠 233000
        摘要：随着我国科学技术水平的逐年提升，测绘技术也实现了创新和升级，而GPS测绘技术就是近年来出现的一种全新的技术手段。它弥补了传统测绘技术的不足，具有耗时短、效率高、精确度高、操作便捷等诸多优势，因此，这项新技术在工程测绘中具有较高的应用价值。
        关键词：GPS测绘技术；工程测绘；应用
        工程测绘对数据的准确性与精度要求较高，如果数据误差较大，就会给工程建设带来诸多风险。近年来，测绘领域引入了GPS测绘技术，不但有效解决了这一问题，而且进一步提升了工作效率，也为测绘机构创造了经济价值与社会价值。
        一、GPS测绘技术的原理
        GPS（全球定位系统）主要由空间部分的卫星星座、地面部分的监测系统以及用户设备的GPS接收器构成。在工程测绘中，对于接收装置的设定位置根据工程需要而定，当确定了地面接收器的位置，接收装置就会接收到定位系统的数据信息，同时对数据信息进行及时处理，进而得到准确的工程位置信息以及该项工程的详细地理坐标数值。从接收数据到后期处理所需的时间较短，测绘人员可以及时获取精确数据，为后续工作的开展节省了大量时间。
        GPS测绘技术的工作原理主要涵盖了单点定位、相对定位以及差分定位。
        单点定位通常被称作绝对定位，是指针对某一项工程，选取一个待测点，测绘人员在操作时只需要使用一台接收机即可完成对GPS卫星的跟踪过程，进而得到地心坐标的准确数值。由于部分测绘人员对精确码（P码）不甚了解，这就导致导航电文测量的卫生位置有所偏差，加之受到空气阻力等外界因素的影响，使电波传输受到阻力加大，也会影响测量数据的准确性。因此，单点定位的测量精度相对较低，并不适用于工程测绘[1]。
        相对定位是使用两台地面接收器对传输电波进行接收，然后对卫星反馈的数据信息进行处理，实现待测点的准确定位。在这一过程中，必须选择同一型号的地面接收器对卫星信号进行实时跟踪。在接收电波的过程中，只要确定一台接收器的位置就能够快速计算出另一个待测点的位置坐标。如果两台接收器的距离较远，而两台接收机同时观测同一个卫星时产生的时钟误差、星历误差与电波空气传播误差基本上没有区别，因此，相对定位完全可以忽略误差的影响，使测量精度达到最佳值。在工程测绘当中，一般会选择相对定位的方法开展测绘工作。
        而差分定位则是使用两台以上的地面接收机，首先将一台接收器安置在地面基准点，其它的接收器安置在待测点。这时，所有的接收器根据单点定位原理对传输电波进行接收，通过已知的坐标以及测量所得坐标就能够导算出定位结构的位置差分或者伪距差分。差分定位恰恰利用了单点定位与相对定位的优势，弥补了这两种方法的不足，使测量结果更加准确。
        二、GPS测绘技术的优势
        （一）误差小，精确度高
        GPS测绘技术所使用的仪器设备均处于静止状态，测绘过程也是在静态条件下进行，因此，应用GPS测绘技术获取的数据能够精确到毫米，误差较小，这也是传统测绘技术无法实现的。
        （二）操作便捷，易于掌控
        随着智能化、自动化技术的迅猛发展，GPS技术也实现了长足发展，在实际应用当中，测绘人员往往只需要一键操作便可以完成测绘过程，完全替代了过去繁琐的人为操作过程。此外，只要在工程测绘现场安装相对应的接收仪器，接通电缆，注意观察当地的天气现象，就可以快速的获得所需数据信息[2]。
        （三）工作效率高，测量速度快
        目前，大量的应用软件与GPS技术相匹配，测绘人员只要熟练掌握软件原理，就能够独立完成测绘任务。而传统的测绘技术必须由团队配合才能完成，这就大大增加了工作量，另外，每一个测绘人员对测量结果都有不同的想法和观点，意见不统一导致测量结果出现较大误差。而运用GPS技术可以减少人员的工作量，而且测量速度快，为测绘工作节省了大量时间，提升了工作效率。
        （四）无须通视
        传统的测量技术，必须对全部完成的工作进行全程通视，无形当中就给测绘人员加大了工作量，而GPS测绘技术不需要繁琐的通视过程，就可以得到精确的数据信息，不仅缩短测绘时长，而且也为测绘机构带来了间接的经济效益[3]。

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        三、GPS测绘技术的实际应用
        （一）GPS测绘技术的应用现状
        由于我国应用GPS测绘技术的起步时间较晚，在诸多技术层面还存在许多问题。首先，应用GPS测绘技术必须在工程竣工后才能进行，缺少事前与事中控制机制，这就导致事后控制的各个环节中存在的问题不能及时得到解决，而增加了工程建设的风险性。其次，由于人为原因，在对工程测绘结果的检查过程中，严谨性不高，对于工程建设关键节点的检查程序落实不到位，最后出现测量单位失误的情况，使测绘过程流于形式。
        （二）GPS测绘技术的应用策略
        1.正确选点与标志建立
        由于GPS技术所涉及到仪器设备需要占据一定的空间，因此，测绘人员在前期选择安置点位时，应遵循交通便利、场地开阔的原则，确保地面接收器的静态安装效果。此外，GPS系统当受到外界无线电波或者电磁波的影响，而出现数据不准确的情况，为了有效避免这一情况的出现，在选点时应避开外界的干扰性物体或建筑。
        2.外业观测
        外业观测是测绘工作中的重要一环，主要观测内容包括观测作业、天线安置以及记录观测数据等。安置天线时应遵循整平、对中、定向的原则。将天线固定在三角架上，而三角架所在的位置必须保持地面平整，以免影响测量精度，天线安装完成后，测绘人员对测绘仪器的水准气泡位置进行观测，如果气泡不居中，则要进行反复调试，直到满足测绘要求。GPS测绘装置的定向就是指天线的标志线应始终指向正北方向，正向误差值不得超过± 3°～5°。在外业观测阶段，测绘人员主要负责获取GPS卫星信号，同时对信号进行接收、跟踪与处理，进而得到准确的位置信息。当电源接通、接收器安置妥当后，启动地面接收器进行实时观测作业，而观测记录则有两种方式，其是由地面接收机直接自动获取，数据信息与观测结果会直接储存到系统当中，便于工作人员随时随地查询处理。其二是人工填制的测量手册，尤其是初始数据的记录，其应用价值最高，因此，测绘人员必须做好这一阶段的记录工作，以确保得到真实准确的数据信息[4]。
        3.数据的最终处理与校核
        当外业观测工作结束后，测绘人员应对所得数据进行反复校核，这样可以保证外业观测质量满足预期要求。针对工程测绘，相关部门也制订了行业标准规范，测绘人员应根据标准要求对观测结果进行检查与评测，如果发现数据误差较大，或者观测结果不合格，必须对该项工程重新进行测量或者对于发现问题点的部位实施补测。如果检查中未发现问题，测绘人员与相关技术人员应对观测数据进行集中处理，这一过程主要是对数据进行预处理、平差计算、坐标系统的转换以及已经存在地面网的联合平差。
        4.GPS定位技术的灵活应用
        GPS技术高科技含量高，除了运用在测绘行业外，人们的日常生活也离不开GPS技术。比如我们常用的导航地图、车载定位系统等，都很好的应用了这一技术。而在测绘行业中的实际应用则冲破了传统测绘技术的瓶颈，在实际测绘工作中占据着举足轻重的位置。GPS测绘技术在实现静态定位的基础上，还能够实现动态跟踪，基于这一点，才使得测绘工作的开展没有任何局限性。此外，GPS测绘技术的网精度与GPS的网络结构没有丝毫关联，测量网精度完全不受网络结构的影响便可以独立完成跟踪测绘任务，而且测量内容更新及时，使之更好的服务于测绘人员。
        结束语
        熟练掌握GPS测绘技术需要测绘人员进一步夯实专业知识基础，提升专业技能，在测绘领域不断探索和学习新知识，积累更多的实际测绘经验。随着GPS技术的日益纯熟，它在工程测绘中所体现的应用价值也将越来越高，通过GPS测绘技术的实际应用，我国的测绘行业也将翻开崭新一页。
        参考文献：
        [1]陈建峰.GPS测绘技术在工程测绘中的应用研究[J].大科技，2018（33）：223.
        [2]蒋大宇.GPS测绘技术在工程测绘中的应用[J].工程技术研究，2018（11）：194-195.
        [3]陈向阳，吴有清，赵虎.GPS测绘技术在测绘工程中的应用[J].工程技术研究，2018（11）：253-254.
        [4]刘镇.浅析GPS测绘技术在工程测绘中的应用[J].建材与装饰，2018（44）：200-201.