摘要：GPS測量技術的發展，促使測繪工程發生了革命性的進步。GPS測量技術以其速度快、成本低、精度高等優勢，廣泛應用于公路橋梁工程、海峽與地鐵貫通工程以及精密設備安裝工程等，應用GPS實時動態定位技術可以進行各種工程測量如道路施工放樣，橋梁、高層建筑物的動態監測，其有著顯著的社會效益和經濟效益。本文首先對GPS技術進行了概述，介紹了其系統組成，定位原理和技術優勢，然后列舉了其測量過程的實施步驟，最后重點闡述了GPS技術在市政工程、公路工程、鐵路工程、樁基基礎和地籍等測繪工程中的應用。

　　關鍵詞：GPS技術,測繪,應用,精度高,RTK技術

　　一、GPS技術概述

　　GPS漢譯為“全球定位系統”或者“衛星實時測距導航”。該系統于20世紀70年代由美國陸海空三軍聯合組織研制，耗時歷經20年，耗資將近300 億美元，于20 世紀90 年代初期建成，主要為軍事導航定位服務。GPS 不但可以運用到國家軍事國防建設服務領域中，同時在民用上也被廣泛應用，而GPS 定位技術的逐步成熟，也促使測繪技術掀起新的科學技術革命，推動了測繪領域的應用發展。

　　(一)GPS系統的組成

　　GPS系統主要由空間部分、地面控制系統、用戶設備終端三大部分組成。GPS的空間部分是由21顆工作衛星和3顆在軌備用衛星組成，以55°的軌道傾角均勻分布在6個距地表20200km的軌道面上。地面控制系統由監測站、主控制站、地面天線組成。用戶設備部分包括GPS接收機、數據處理軟件及其終端設備3個構件。如今國內今采用WGS84坐標系統。

　　(二)GPS 定位原理

　　GPS定位的基本原理是根據高速運動的衛星瞬間位置作為已知的起算數據，采用空間距離后方交會的方法，來確定待測點的具體位置。但GPS具體定位的方法原理是不同的,終端操作者可以依據不同的目的使用不同的定位操作方法。

　　(三)GPS測繪技術的特點

　　1、定位精度高

　　應用實踐已經證明，GPS 相對定位精度在50km 以內可達10-6，100km～500km可達10-7，1000km 可達10-9。在300m～1500m 工程精密定位中，1小時以上觀測的解其平面其平面位置誤差小于1mm，與ME-5000 電磁波測距儀測定得邊長比較，其邊長較差最大為0.5mm，校差中誤差為0.3mm。

　　2、觀測時間短

　　隨著GPS 系統的不斷完善，軟件的不斷更新，目前，20km 以內相對靜態定位，僅需15min～20min;快速靜態相對定位測量時，當每個流動站與基準站相距在15km 以內時，流動站觀測時間只需1min～2min，然后可隨時定位，每站觀測只需幾秒鐘。

　　3、GPS 作業自動化、集成化程度高，測繪功能強大

　　GPS 可勝任各種測繪內、外業。流動站利用內裝式軟件控制系統，無需人工干預便可自動實現多種測繪功能，使輔助測量工作極大減少，減少人為誤差，保證了作業精度。

　　二、GPS技術的測量過程實施

　　(一)設計精度

　　根據工程需要與現場條件布設全面網或越級布網的情況，選擇平面控制網分兩級布設，首級為GPS 控制網，二級為精密導線網。要求一級導線的平均邊長不應超過1Km，GPS 標稱精度，固定誤差不大于5mm，相對誤差不大于1×10-6。同時，在測區范圍內及周邊區域選擇9個滿足GPS 觀測條件的原城市高等級控制點，作為起算數據選擇的依據或作為重合點。

　　(二)基準設計和網形設計

　　保證很好地控制工程的施工，需設置獨立的平面控制網，由12個GPS 控制點組成，其中聯測已知平面控制點2 個，高程控制點5 個。同時，在測區范圍內及周邊區域選擇9 個滿足GPS觀測條件的原城市高等級控制點，作為起算數據選擇的依據或作為重合點

　　(三)觀測計劃

　　根據編制的GPS 衛星可見性預報表及衛星的幾何圖形強度( 其PDOP 值不應大于6)，選擇最佳觀測時段，并注意手機、步話機等設備的使用，并編排作業調度表。

　　三、GPS技術在測繪工程中的應用

　　在我國GPS 定位技術的應用已深入各個領域，在國家大地網、城市控制網、工程控制網的建立與改造已普遍地應用GPS 技術，在石油勘探、高速公路、通信線路、地下鐵路、隧道貫通、建筑變形、大壩監測、山體滑坡、地震的形變監測、海島或海域測量等也已廣泛的使用GPS 技術。隨著DGPS 差分定位技術和RTK 實時差分定位系統的發展和美國AS技術的解除，單點定位精度不斷提高，GPS 技術在導航、運載工具實時監控、石油物探點定位、地質勘查剖面測量、碎部點的測繪與放樣等領域將有廣泛的應用前景。下面就是GPS技術在測繪工程當中的實踐應用：

　　(一)在市政建筑工程中的應用

　　1、利用GPS 靜態定位技術進行首級控制測量，用動態GPSRTK 進行圖根控制加密， 采用全站儀進行全數字化野外數據采集成圖軟件電腦繪制電子圖的方法。

　　工程控制測量，控制網的建立精度要求高，用GPS 建立控制網，最精密的方法是靜態測量。這種方法在測量過程中能及時獲得定位精度，多臺接收機同時進行觀測作業，大大提高了作業效率，并使后期工作更簡便宜行。需要注意的地方是，根據GPS 的特點，控制點的布控一定要合理，站點四周應開闊，無大面積GPS 信號反射物(大面積水域，無線電發射塔等)，以防止數據鏈的丟失及多路徑效應產生，影響觀測成果精度。

　　2、利用GPS RTK 直接進行全野外數據采集， 內業用數字化成圖軟件繪制電子圖的方法。

　　實時動態GPS RTK 技術，電子手薄的應用，不僅滿足了動態、快速、高精度定位需要，而且是野外數據采集更加輕便靈活，數據記錄和存儲數據便捷有效。只要能接受到衛星信號的地方，GPS RTK 就無所不能。利用GPS RTK 直接進行全野外數據采集其特點是：

　　1)無需進行各級控制點和圖根點的加密，僅僅依據一定數量的基準點通過坐標轉換，便可高精度、快速測定地物點的三維坐標數據，通過編碼還可以記錄其屬性數據。

　　2)操作簡單、快捷方便效率高。在基準站設置完成開通后，整個系統只需一人持流動站接收機作業，另一人現場繪制草圖和記錄即可完成作業。另外，也可以利用同一基準站，同時設置幾個流動站同時工作。這種測量方法比較適應于測區較為空曠開闊，地勢較為平坦的區域。影響GPS 信號傳播和接收的因素少。

　　(二)在公路建設工程中的應用

　　城市化公路建設當中，縱橫斷面設計需要對其從橫斷面進行測量，同時也要進行中樁放樣。在公路建設當中首先根據設計的坐標線路進行中樁放樣，然后利用水準儀進行抄平工作，以及測量線路左端面。在以前中樁放樣主要用到的是全站儀，但GPSRTK技術高精度日益發展，逐步取代了全站儀的放樣。特別是在水準儀進行抄平工作以及測量路縱斷面的速度滯后時，會導致整個流程的脫節，不利于工程進行指揮和任務的及時完成。而現在為了解決這個實時性的問題，就運用到了GPSRTK技術，通過精準的實時測量，進而避免了數據滯后無法準確定

　　位的結果，從而推動整個測量過程的進程。

　　(三)在鐵路測量當中的應用

　　鐵路測量包括了針對鐵路勘測以及定測放樣等基本步驟。其中在鐵路勘測當中對于地形測圖，GPSRTK技術可僅僅通過對基準站的設置，通過高精度的計算三維坐標，通過應用軟件層面可測繪出一個相對應的電子地圖。并且在放樣的過程當中，通過求出目標物之間的距離、角度等關系信息，其中所得到的放樣數據利用基本測量的工具水準儀、皮尺等求得平面位置。由于GPSRTK技術受到的外界影響的因素較少，這就提高了通信及時的保障，并且在傳統測量技術當中多點測量相比較，大大減少了工作量。

　　(四)在樁基基礎施工測量當中的應用

　　在合寧鐵路工程當中，由于工程量較大，時間短且多點施工的情況，采用傳統的測量，難以完成對每一個墩樁基礎中心的放樣。隨即進行了GPSRTK技術的應用，在配合軟件層面super pro進行數據的采集以及測量放樣，在設置完基準站后，在確定衛星接收大于4顆的情況下面，設好流動站，并隨后可立即進行放樣的施工，當達到了一定厘米的精確度時，結束測量。

　　(五)RTK 技術在地籍測繪中的應用

　　在地籍測量應用中,RTK 技術可測定每一宗土地的全界址點以及測繪地籍圖,能實時測繪有關界址點的位置并能達到厘米級的精度,將測得數據處理后可得到及時準確的地籍圖和房產圖。在衛星信號不好的地方可用常規儀器———全站儀、經緯儀、測距儀等測量工具,采用解析法或圖解法進行細部測量。RTK技術可實時地測定界樁位置,確定土地使用界范圍,計算用地面積,使得地籍測量工作變得較輕松。

　　結語

　　綜上所述，GPS技術以其顯著的技術優勢，大大降低了測繪工程作業強度。作為先進的測量手段和新的生產力,已經融入了國民經濟建設、社會發展的各個應用領域。由此可見，GPS技術在工程測量上會有很大的發展空間，將為工程的施工質量提供更加可靠的基礎保障，為社會創造更多的綜合效益。

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