GPS测量技术及其在工程测量中的应用分析

王敏涛

摘要：GPS测量技术具有测量速度快、跨度大、精度高、操作简单的优势，目前广泛应用在工程测量中，并且发挥了巨大的作用。随着当前工程建设规模增加，以及对工程建设质量要求提升，使得目前对GPS测量技术的需求也明显增加，测量人员需要充分了解GPS技术，以便有效开展相关测量工作。本文对GPS技术在工程测量中的应用优势进行分析，探讨静态测量和RTK技术2种GPS测量技术，最后分析如何在工程建设中使用GPS测量技术。帮助工程测量优化测量方法，有效发挥GPS技术的优势，满足工程建设需求。

关键词：GPS测量技术；工程测量；应用

引言

工程测量工作是开展工程建设工作的基础，决定了施工方式、工程设计的合理性。在计算机、通信技术、定位技术逐渐完善的背景下，GPS技术开始被广泛应用在工程测量中，并且发挥着十分重要的作用。GPS技术会利用人造卫星、观测站的相互作用，进行完成的观测网建设，可以精准获得测量数据，给工程项目建设提供有效的参考数据和信息支持，可以帮助工程进行项目设计方案的优化，以及获得工程建设区域内的地形信息，减少项目建设的风险，提升工程的质量。

1 GPS技术在工程测量中的应用优势

1.1 测量速度快

近年来，工程建设规模在逐渐增大，让很多工程都具有工期紧、任务重的特点，使得快速进行工程测量工作成为工程建设中的刚需。传统的测量方法可能需要花费大量时间进行数据采集和处理，需要进行繁重的数据修正工作，很难满足目前对测量工作的效率要求。使用GPS技术可以同时接收多颗卫星信号，可实现多点同时定位，从而显著提高了测量速度。由于GPS技术能够获取卫星载波为基础的实时坐标，能够短时间内获得信息。

1.2 定位精度高

GPS设备通过接收卫星信号并计算其位置，能够实现高精度的定位。由于GPS卫星的覆盖范围很广，并且目前北斗等系统都拥有多颗卫星，所以在测量工作中可以实现多颗卫星同时负责测量工作，通过接收多颗卫星传输的信号，能够保证测绘的精度。不同的卫星也可以进行误差修正，目前GPS测绘技术平均误差已经达到厘米级别，能保证建设人员准确知晓位置信息，方便开展建筑物的放样和定位、道路的测量等工作，确保工程设计和施工的准确性。

1.3 操作简单

相比传统的测量设备，GPS设备的操作更加简单直观，方便人员进行日常使用。目前，很多GPS测量技术都具备较高的自动化水平和智能化水平，进行了十分严格的人机交互设计，工作人员可以根据需求进行调整。进行静态测量时，测量人员只需在合适的位置放置接收器，然后进行简单的设备启动和参数设置，就可以自动化完成测量工作。测量完成后，远程关闭按钮，系统会自动进行数据的整理和保存。

2 工程测量主要GPS测量技术

2.1 GPS静态测量

GPS静态测量是一种适用于对位置精度要求较高的工程测量方法，GPS接收器会在观测点上静止一段时间，有效接收来自卫星的信号，提高定位精度。GPS静态测量的优势在于其较高的精度和相对较长的观测时间，能够满足对位置精度有严格要求的工程任务，但是该方法所消耗的时间比较长，不适合时间比较紧张的测绘项目。常用的静态测量技术包括绝对定位和相对定位两种方式。

静态GPS测量技术应用要点。静态GPS测量技术应用中，需要合理建立工程控制网，通过其他测量方法获得附和导线的测量。控制网一般使用涵盖三角、导线测量的方式进行测量，保证能够对控制网点进行提前布设，以及满足国家对高等级控制网点的要求。次级控制网点布设时需要进行加密，并且使用全站仪和棱镜等完成。要保证对外业作业的掌握，保证测量结果的精度。进入GPS静态相对定位测量后，就不需要考虑各点之间的通视问题。

2.2 RTK测量

（1）RTK测量原理。RTK全称是实时运动定位测量，利用GPS载波相位观测值（如图1所示），进行实时动态相对定位的技术，具有实时、高精度的特点。测绘时，需要利用两个观测站的载波相位信息，通过在基准站和移动站之间传递观测数据，RTK技术可以在几秒钟内提供高精度的位置信息。测量过程中，由基准站通过数据链将载波观测值和基准站坐标信息传给用户，用户可以接收GPS卫星的载波相位信息，并进行相位差观测。

（2）RTK测量要点。①测量放样。RTK测量工作中，需要合理利用移动站进行测量放样工作，工程测量可以在移动站的作用下，使用驱动接收设备进行放样测量。测量初期，可以获得接收机初始化完成的信息，然后会提供区域内的垂直精度、水平精度等参数。在进行正式放样之前，需要将DTM、点位、曲线、道路放样等数据导入测量设备，之后启动测量图表，选择RTK放样选项。在放样的过程中，RTK能够显示放样的位置、水平距离、观测值等信息，如果发现有放样点、移动站距离太小的情况，可以采用RTK控制器进行实测。②控制测量。使用RTK测量技术能够在20km范围内获得3cm的测量精度，可以较好地满足工程测量的需求。进行桥梁工程放桩测量时，RTK能够检核基准站5km范围内的4个GPS控制点，对高程的控制误差为5cm。

3 GPS测量技术在工程测量中的应用措施

3.1 定位信息采集和处理

在采集定位信息时，利用不同数据综合分析进行定位，能够获得比较准确的测量结果，使用GPS技术时，就可以利用多模态数据融合的方法提高定位的准确性。在定位时，除了GPS卫星信号，也可以使用传感器提供的数据，比如，利用惯性导航、地面测站等，融合这些数据后，可以进一步减少不同环境和天气条件对测量精度的影响，从而获得更加可靠和准确的位置信息。

3.2 精确工程施工地点

在工程施工中，往往需要进行大范围的数据测量工作。如果使用传统测量技术，进行大范围测量时可能会出现失误，导致测量结果存在缺陷。使用GPS测量技术可以提供高精度的地理坐标，帮助实现精确的工程施工地点，准确定位工程施工地点，不仅能保证工程建设的顺利进行，也能确保施工的质量和安全。

4 GPS测量技术在工程中的具体应用

4.1 城市测绘中的应用

目前，很多城市都开展了高层建筑的建设，城市的绿化水平也逐渐提升，建筑、树木等都会影响开展测绘工作的通视条件，导致传统测绘技术应用巨大限制。为了继续推动我国的城市化进程，推动发展，就需要使用GPS技术进行测绘工作，为城市建设提供精确有效的数据信息，方便开展城市建设项目的规划。我国城市建设环境比较复杂，城市中存在很多，使用传统方法测绘时，需要确定控制网和可控制点，而且要保证各个点之间保持通视，所以采用传统测量方法会消耗较多的人力和物力，也会影响测量精度。使用GPS技术能够直接使用卫星信号，不会受到通视情况的限制，可以保证测绘效率，也能减少投入。而且使用GPS技术也能在短时间内就进行大量数据的采集，通过融合RTK技术，可以提升工程测绘的速度。

4.2 水下地形测绘

水下地形的测绘对于水域工程、海洋勘测等具有重要意义，使用GPS技术能够让水下地形的测绘变得更为精准和高效。在使用GPS技术进行水下地形测绘，需要建立水下定位系统，确保在水下环境也能获得位置信息，通过综合使用声呐、激光测距等技术的水下定位系统能够测量水下物体的位置坐标，实现对水下地形的高精度测绘。

结语

使用GPS测绘技术相比传统测绘技术拥有更高的测绘效率和精度，操作也相对简单，不会受到通视条件等因素的限制，因此具有较好的测量效果。测量人员需要充分了解静态测量、RTK等GPS测量技术的使用方法，加强测量精度的控制和优化，针对不同类型的测量工作合理使用对应的测量技术，满足当前对工程测量精度、测量效率的需求，提升工程测量的整体效益。

参考文献：

[1]邓林辉.GPS测量技术及其在工程测量中的应用要点分析[J].城市建设理论研究(电子版),2023,(17):136-138.

[2]阮靖文.GPS测量技术及其在工程测量中的应用要点分析[J].工程建设与设计,2022,(15):164-166.