GPS技术在工程测量中的应用
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GPS技术在工程测量中的应用
摘要：随着工程测量事业的快速发展，在工程测量中，GPS测量技术的应用至关重要。由于GPS测量技术操作起来比较简单，且该技术本身的自动化程度很高，所以应用该技术于工程测量中，不仅提高了工程测量的工作效率，同时也提高了测量的精度，扩大了测量的范围。本文首先阐述了GPS技术的概念，然后分别研究了GPS技术在工程测量中的应用优势、具体应用以及发展前景。
关键词：GPS技术；工程测量；应用
一、GPS技术的概念
GPS技术系统的英文全称是Global Positioning System，经常被简称为GPS技术。GPS技术是一项通过卫星进行定位的全球定位技术，能够运用在工程测量中，为其提供准确的测量数据，同时减少外界环境对测量结果的影响，进一步提高测量数据的精确性和可靠性。GPS技术主要由三部分组成，即空间部分（GPS星座）、地面控制部分（地面监控系统）和用户设备部分（GPS信号接收机）。人们可以利用GPS技术对工程现场进行全天候、全地形的测量，提高路桥测量结果的准确性，最终强化工程质量管理。
二、GPS技术在工程测量中的优势
(1)适应性较强。GPS技术有良好的适用性，能够针对道桥工程的具体施工模块准确测量并获取相关数据，辅助工程管理人员构建完善的控制网，准确定位工程实施区域和细节，提高施工自动化水平。即使施工环境异常复杂，也能够穿透重重障碍，做好测量工作，并将测量误差控制到最低。而且，GPS技术不会受到外在天气的干扰，无论遇到暴风、阴霾或者雨雪天气，依然能够准确测量重要数据，判断工程质量是否符合标准要求。无论在白天还是夜晚，GPS技术都不会因为时间、空间、光线和能见度的变化而影响测量结果。 (2)精度高。GPS技术的高精度体现在误差较小、定位和测量精确两个方面。由于GPS技术依托24颗卫星和5个以上的监测站，而且分布均匀，实现地域全覆盖，使其对各个目标的定位和测量均可以实现高精度。同时，基线解算、网平差等计算方法充分保证了较小的误差，提升了精确度。
(3)效率高。传输方面，GPS技术大量应用了现代光感传输技术及有线传输技术，在获得结果的瞬间即可完成点对点传输，通过监测站将数据传至主控站、用户终端等。测量方面，由于精准的定位技术及卫星全覆盖的基本设备支持，4km以内的测量可以精确到厘米级甚至毫米级，完全满足工程测量需要。计算方面，由于计算通过计算机进行，计算机中央处理器可以较好地完成大量计算工作，而RTK技术又可以简化三维计算，从而大幅提高计算效率。
(4)便于管理、节省资金。GPS技术在工程测量中的应用，核心是地面接收设备，由于主控设备只有一个，因此移动、管理都十分方便，对于不合适的角度可以随时调整，变更测量地点也只需移动接收设备，在管理上非常方便。工程测量的资金预算往往会在满足需要的前提下尽量减少资金数目，因此通过GPS技术进行工程测量就需要注意资金管理问题。该技术支持两种以上的模式，其中包括一机多线模式，该模式是以天线代替设备，在进行测量时，一机多线模式能够有效保证测量效果，同时省去了应用多部接收设备的资金消耗。
三、GPS技术在工程测量中的具体应用
（一）测绘控制网
测绘控制网是工程施工的一项基础内容，测绘数据的准确性将会直接影响工程最终质量。精度要求较高的控制网被称为一级控制网，而一级控制网就是工程测绘工作的参照点，定位数据要求很高。对于一级测绘网的构建，过去主要使用边角法，即使用测绘仪器对三角网或导线进行控制，然后确认坐标位置，构建出综合性的测绘控制网。这种方式只适用于小范围测绘，无法应用于大范围测绘工程中，原因是其容易产生偏差，数据精度无法满足技术要求。此时可以利用GPS技术，对边角法进行补充。GPS技术能够实现对点的精确控制，提高整个测绘网的精确度，进一步解决传统测量方法存在的问题，增强控制网的实用性和精确性。 （二）变形检测
施工期间，道路桥梁工程容易受到外界因素的影响，导致地基出现变形或断裂，影响自身的稳定性。此时需要及时对工程进行处理，保证工程的质量和安全。传统的路桥变形监测会受到外界因素的影响，其测量精度受到质疑，测量结果中，很多细小变化会被技术人员忽略，增加了工程的安全隐患。GPS技术能够弥补传统监测技术的不足，实现对路桥变形的精确监测，将其精度控制在毫米级，并能够对细小的变化做出反应，提高工程施工质量。
（三）高程测量
随着我国道路桥梁工程项目的不断增加，一些施工现场位于山区等复杂地形环境下的工程项目给高程测量带来了较大的困难，传统测量技术由于对通视条件等有较高的要求，因此无法满足施工的实际需要。而应用GPS技术则无需保持控制点间通视，可以利用卫星定位来实现对大范围、复杂地形的高程测量。在实际测量工作中，测量人员应根据施工现场的地形地势特点以及测量规范要求合理确定控制点数量以及控制点之间的距离，以保证测量的精度。同时可以利用静态定位等技术方法来完成高程测量。
（四）横纵断面测量
在道路工程及桥梁工程的施工过程中，施工单位还可以应用GPS技术来进行线路横纵断面的测量。测量人员在实际测量时应首先利用GPS技术来准确测放道路中线位置，然后就可以通过GPS的动态定位技术结合绘图软件等来结合中线桩点坐标，进行所有桩点纵向断面和路线横断面的测绘了。与传统测量技术相比，利用GPS测量技术测量道路、桥梁的横纵断面能够提高数据采集的时效性、全面性和准确性，并且极大的减轻了测量人员外业测量工作的强度，减少了人为因素对测量结果的影响，还有效降低了测量成本，因此在道路、桥梁工程施工中得到了越来越广泛的应用。
四、GPS技术在工程测量中的发展前景 信息技术改变了人们的生产方式和生活方式，广泛应用于诸多行业，激发了市场活力和需求，各行业既迎来发展机遇，又面临巨大的挑战，路桥工程即使如此。随着社会需求的增加，我国路桥建设迅速推进。要想满足社会需求，同时保证工程施工质量和效率，企业就必须进行技术革新，而GPS技术的开发与应用为路桥测量指明了新的发展方向。传统工程测量技术精确度低，适用性差，易受外界环境影响。与传统工程测量技术相比，GPS技术具有明显的优势，可以全方位进行数据采集，不受空间与时间的影响，适应性强。随着GPS技术的进一步应用，未来的工程测量技术将朝更加智能化、数字化、自动化的方向发展，实现独立数据采集、数据分析以及图形处理等功能。现阶段，部分高端技术表现出一定的局限性，未来将取得重大突破，提高应用水平，如高程拟合计算技术。未来，GPS技术会朝集成化方向发展，精准度将进一步提高。
五、结束语
随着GPS技术在应用过程中不断完善，其技术越来越成熟，目前已精确到厘米级和毫米级，在众多领域进行广泛应用。相较于传统的测量方法，GPS测量技术的优势十分显著，不仅有效的降低了作业的强度，而且测量速度和精度都有了大幅度的提升。而且在工程测量中应用GPS技术具有较好的经济效益。当前在GPS测量技术应用不断深入的情况下，有效的推动了测绘技术的发展步伐，这对工程测量水平和质量的提升起到了重要的意义。
参考文献：
[1]GPS技术在道路桥梁工程测量中的应用分析[J].倪星航.中国石油和化工标准与质量.2019(14)
[2]道路测量中GPS测绘技术的应用及其发展探究[J].宋思凡.居业.2021(01)
