四川省地矿局四0二队测绘公司 611730
摘要：在新时期背景下，GPS定位技术越来越成熟，广泛应用在各行各业当中，很大程度上推动了我国工程事业的发展。大量工程实例表明，工程测绘结果的准确度，对工程项目质量的影响程度高达30%~40%。因此，本文基于工程实例，对工程测绘中GPS定位测量技术的优势和应用做了如下分析。
关键词：建筑工程；工程测量；GPS定位测量技术；优势应用
引言：近年来，随着我国社会经济的快速发展，科学技术水平也不断提高，在GPS定位测量技术中应用了很多先进的科学技术，极大了提高了工程测量的准确性和效率。但我国对工程测绘中GPS定位测量技术的优势与应用的研究还有待进一步深入，因此，本文在阐述GPS定位测量原理的基础上，提出GPS定位测量技术在工程测绘中应用的优势，以及具体的应用方法，希望对相关单位有一定帮助。
一、工程实例
某建筑工程，总面积142450平方米，总高84米，属于大型建筑工程综合体。位于G市市中心，受到周围建筑和交通的影响，大大提高了工程测绘的难度，传统测量技术难以满足此工程实际测绘需求，因此施工单位决定采用GPS定位测量技术，预计30天的工程测量，在23天就全部完成，并取得了良好成绩，并且其测量精度和准确度都达到预期规定要求，和普通测量技术相比，GPD测量技术可以实现全天作业，在进行数据监测中，可以轻易实现全天监测。通过三维定位系统，就可以实现任意地点和任意时间的检测，无论是操作技术方面还是监测方面都是具有独特的优势，因此被广泛应用在工程测量当中。
二、GPS定位测量原理
GPS定位系统主要由三部分构成，即：GPS卫星星座也就是工程测量的“眼睛”；地面监控系统为卫星看到的信息进行实时处理，相当于工程测量的“大脑”；GPS信号接收机，接受处理后信息的主要设备并应在实处设备，相当于工程测量的“手”。GPS定位大体上可分为三大类，第一类，绝对定位，其主要原理是以GPS卫星和用户接受天线之间的距离作为观测量的基础，根据已知的卫星瞬时坐标，通过后方交会的方法来进行定位；第二类，相对定位，主要原理是通过两台GPS接收机，同时观测同一个卫星，并确定基线端点，然后通过相应的方式确定被测物具体位置；第三，实时动态相对定位测量，也是目前最先进的卫星定位技术，其定位测量的主要原理是利用2台或者2台以上GPS接收机同时接收卫星传输的信号，把一台接收机安放在已经确定坐标点上，另一台用来测量未知点，属于流动测量站，二者相互配合，实时地计算并显示用户站的三维坐标[1]。
三、GPS定位测量技术的优势
（一）定位比较准确
相关实例表明，在工程测绘中应用GPS定位测量技术，其最高精度能达到1ppm，其精度是其他测量定位技术难以达到的，而且GPS定位测量技术可以随着科学技术的发展而逐步升级，其定位的精度也随之提高。同时GPS定位测量技术的测量范围可以精确到50km之内，比很多传统测量技术的精度都要高出很多倍，在500~2000m深度进行工程定位测量时，GPS定位误差在2mm之内。除此之外，GPS定位测量技术还能实现分差定位和动态定位，其定位的误差也仅在2~6cm之间。能够很好的满足不同工程的具体测绘需求。
（二）功能齐全，应用广泛
GPS定位系统不但可以为人们提供准确的位置信息，而且还能提供运行速度。很好的满足测时、测速、测量等多个方面的具体需求，近年来，随着我国科学技术的发展，GPS定位测量技术越来越完善，不但被应用在工程测量方面，在海洋测量、地籍测量、航空航天测量等多个方面。在进行全国性测量工程中，探测距离可以扩展到几万米，很大程度上提高了测量范围。
（三）可以实现全天工作
随着我国我国航空航天技术的发展，天空卫星逐渐增多，而且分布比较均匀基本上可以覆盖全国任何一个角落，也可以随时随测量任何一个角落。在此工程测量中，之所以能够提前7天完成测量，正是由于GPS定位测量技术可以全天候工作，相关实例表明，GPS定位测量技术在应用过程中除了受到天气影响之外，在其他时间内都可以持续工作。
（四）测量时间短，操作简单
GPS定位测量技术之所以能够应用在不同领域，并取得良好效果，主要原因是GPS定位测量技术充分应用GPS接收机定位技术，可以把接收到的信息和数据进行充分整理和归类，从而获得更加精确的数据。如果在测量过程中，有两台GPS 测量仪同时工作，其工作效率更快，通过不完全统计，整个静态定位过程大约需要15分钟才能完完成，而接收器只需要5分钟就可以完成全部接受任务，从而提高工程测量的工作效率[2]。
随着GPS定位测量技术的发展，发展之间基本上实现了自动化和智能化，工程测绘人员只需要通过控制启动按钮，就可以进行相关操作，或者收集和整理工程测绘的数据，同时还能自动检测设备的运行状态，发生异常会启动自动报警装置，促使工作人员赶到现场进行修复，按下关闭按钮结束GPS定位测量运行系统即可。
四、GPS定位测量技术在工程测绘中的应用
（一）GPS技术在大地控制网中的应用
GPS定位系统在一定程度上改变大地控制网测量的方式，并建立了一种新颖的GPS大地控制网，但是在工程测量中，对控制网布设的精度有很高要求，由于此建筑工程GPS定位点和控制点比较远，如果大地控制网布设不够精确就会产生较大的测量误差。同时考虑到工程测量需要和施工相互配合，进一步增加GPS定位测量的难度。因此在布设控制网时，应当使控制点误差所引起的放样点位误差，相对施工放样而言，小到可以忽略不计[3]。
假设M为放样后所得点位的总误差，m1表示控制点误差引起的点位误差，m2表示放样过程中说产生的点位误差，就有：
从此公式中可以清楚看出，m1＜m2，把上述公式展开为级数，并简略高层项，就有M=m2（1+m12/2m22），如果要求控制点误差的影响仅仅是总误差的10%，那么上式中（1+m12/2m22）应当为0.1，也就是m12=0.2m22，把m2带入M=m2（1+m12/2m22）中[4]，就可以计算出m1=0.4M。从中可以看出，当控制点误差引起的放样误差仅为总误差的0.4倍时，m1的使放样点位的总误差仅仅增加10%，同时m2=0.9M。
（二）GPS定位技术的应用
在此建筑工程测绘中利用几何和物理进行GPS定位，然后通过地面接收器对需要测量的物体进行测量，目前为止，我国在GPS定位技术应用中主要有两种方法，一种是静态定位测量，另一种是动态定位技术测量。实际工程测量中，为实现三维定位测量的目的，要求地面接收器必须和4颗同步卫星进行通信，而在进行厘米级别的定位测量时，要求地面接收器至少和5颗或者5颗以上卫星保持联系。通常情况下，至少有30颗卫星围绕地区做同步运转，因此在工程测量的水平角10°的位置上至少要布置6颗卫星，很好的满足了建筑工程定位测绘的实际需求[5]。
（三）GPS定位技术虚拟现实中的应用
建筑工程测绘时，往往会受到很多外界因素和人为因素的影响，大大增加了测量数据的误差。而使用GPS定位技术，能过通过交互定位的方法把测绘的结果显示相应的显示器，而且具有生动形象逼真的特性。进而实现整个测绘过程的监管，进一步提高工程测绘的质量和效率。
五.GPS定位策略技术在工程测绘中的应用实例解析
（一）工程概述
本次案例为我国西南方某地水利引水改建工程，工程位于山区，根据测绘地区的实际状况，分成南北两部分。工程南区地势较为平坦，且交通便利，而北部处在高山区，水系丰富，山谷狭且深。整个河段的植被较少，测区海拔高度在700m左右。总体来看，该测区的地形地势复杂，测绘难度较大。
（二）GPS网及像控点布置
该测区一半位于山区，地势高且复杂，为保障飞行安全以及不出现摄影漏点，航空摄影主要沿着河道进行，共计对9条航线进行拍摄。为满足测图质量需求，同时减少野外测绘工作，共设88个像控点，以航线网布设。各点的距离在5km以内，先以静态测量的形式对3个已知点观测点进行观测，根据实际需求增设控制点，构建起全测区的GPS网。外业数据以trimble公司生产的GPS接收机采集信息。以地心坐标系为基础，通过基线解算、转换参数以及网平差等进行基本控制，保证观察精度质量。测区高程基本控制采用三角高程测量，先测部分控制点，其余高程控制点以GPS高程拟合来求。
（三）外业工作
外业工作主要由三部分组成，其一野外控制测量，根据已知的大地点和水准点，借助外业仪器实地测定航摄像片控制点的具体地面坐标，并正确标示在像片之上；其二像片调绘，根据地物在像片上的具体构象规律、野外调查结果，把影像显示的全部信息按照用图需求，用规定的符号在像片上标注；其三必要的地形测绘。就此工程而言，由于周围地形相对复杂，为提高工程测绘的准确度，当GPS接收器布置完成以后，要对相应仪器的水平精度和垂直精度进行详细检测，确认无误以后才能开始观测，每次观察时间控制在10min以内。观察之前先根据相关资料、做表等标志计划表，根据计划表进行观测，在观测过程中还需以实际观测结果为准，对原有信息、数据进行调整，并做好记录。
（四）内业处理
将测得数据输入到解算软件中，对每个所观测到的数据信息进行分析，剔除误差过大的数据。通常数据解算结果有四种，固定相位解、浮点相位解、相位平滑伪距差分解和伪距差分，前三者精度指标分别大于 0. 1m、0. 5m、0. 8m，根据实际情况选择相应的精度指标。若误差较大就需要重新测量。以GPS测量高程和水准高程的比较来看，各点均满足了精度要求，见表1。
表1 GPS测量高程和水准高程的比较情况
图1 GPS测量高程和水准高程的比较情况表
从图表1中可以看出，GPS定位测量的误差较小，能够有效满足测绘的精度需要，在山区等地势复杂、不通视的地区也可取得较为理想的测绘效果，值得推广。
六、结束语
综上所述，在信息化的时代背景下，科学技术快速发展，各大高新技术被广泛应用各行各业当中。本文结合工程实例，简要阐述了GPS定位测量原理，并分析了GPS定位测量技术在工程测绘中的优势，并深入分析了其应用情况，得出GPS定位测量技术既能提高工程测量的工作效率，又能提高工程测绘的准确性，希望对促进我国建筑事业的持续稳定发展有一定帮助。
参考文献
[1]柏在锐. 工程测绘中GPS定位测量技术的优势与应用[J]. 低碳世界,2014,09:140-141.
[2]郭肖肖. GPS定位测量技术的优势及其在工程测绘中的应用[J]. 江西建材,2014,19:193-194.
[3]陆尚观. 工程测绘中GPS定位测量技术优势及应用分析[J]. 建材与装饰,2016,48:217-218.
[4]梅炜. 工程测绘中GPS测量技术应用研究[J]. 资源信息与工程,2016,03:130-131.
[5]张佳捷. GPS定位测量技术在工程测绘当中的重要意义[J]. 科技传播,2016,19:143-144.
论文作者:王熙
论文发表刊物:《基层建设》2017年第25期
论文发表时间:2017/11/27
标签：测量论文; 工程论文; 技术论文; 误差论文; 高程论文; 精度论文; 优势论文; 《基层建设》2017年第25期论文;