趙峰　滕偉偉

摘 要：測繪工程中包含的工作是多種多樣的，對結(jié)果的準確性和嚴密性有著較高的要求，將GPS技術(shù)應(yīng)用到測繪工程中，可以有效降低工作的難度，提高測量的精度和可靠性，提高工作效率，而且對外部環(huán)境因素要求比較低。本文對GPS技術(shù)的工作原理與技術(shù)特點進行了簡單的介紹，并對GPS測量技術(shù)在測繪工程中的應(yīng)用進行了深入的探討。

關(guān)鍵詞：GPS；測繪工程；應(yīng)用

GPS是全球定位系統(tǒng)的簡稱，它是新一代隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的迅猛發(fā)展而建立起來的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。GPS衛(wèi)星定位測量是通過研究利用GPS系統(tǒng)來解決空間大地測量技術(shù)問題的一種方法。隨著全球定位系統(tǒng)（GPS）技術(shù)的普及，GPS測量技術(shù)日益成熟，GPS的測量技術(shù)已逐漸在工程測繪應(yīng)用中得到快速發(fā)展。本文對GPS的工作原理與技術(shù)特點進行了簡單的介紹，并對GPS測量技術(shù)在測繪工程中的應(yīng)用進行了深入的探討。

一、GPS工作原理

GPS的工作原理，簡單地說，就是用我們熟知的一些幾何和物理的基本原則。首先，我們假設(shè)衛(wèi)星的位置是已知的，我們可以精確地確定的一個衛(wèi)星的距離時，則A點必須位于一個衛(wèi)星中心，測得的球體的半徑就是我們需要的距離。此外，我們測量A點到另一個衛(wèi)星之間的距離大約在兩個交叉領(lǐng)域的環(huán)上的另外一個點。我們還測量了第三衛(wèi)星之間的距離，A點只可以在對三個球體相交的兩點來確定。據(jù)一些地理知識，可以很容易地排除不合理的位置。當然，可以從點A被測量到的其他衛(wèi)星也可以進行精確地定位。

二、GPS的技術(shù)特點

GPS測量技術(shù)的特點主要是高精度，全天候，操作簡單，效率高，功能多，操作，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。

2.1 定位精確、精度高

應(yīng)用實踐證明，GPS相對定位精度50公里內(nèi)可達10-6，100公里、500公里可達10-7，1000公里可達10-9。在300米-1500米工程精密定位，平面溶液的位置誤差在1小時內(nèi)觀察面可以小于1mm，并且與ME-5000電磁波測距儀側(cè)相比，最大的誤差為0.5mm，最小的誤差為0.3mm。

2.2較短的觀察時間

隨著不斷的更新和不斷完善的GPS系統(tǒng)軟件，目前是20公里內(nèi)的相對靜態(tài)定位，只需15- 20分鐘；快速靜態(tài)相對定位測量時，當每個流動站與基站遠在15公里范圍內(nèi)時，流動站觀測時間只需1-2分鐘，然后準備定位每個觀測站只需幾秒鐘。

2.3 GPS作業(yè)自動化、集成化程度高，測繪功能強大

GPS軟件系統(tǒng)可以做很多內(nèi)部和外部數(shù)據(jù)的聯(lián)系。內(nèi)置的軟件控制系統(tǒng)，無需人工干預(yù)流動站就可以使用自動化的各種映射函數(shù)，所述輔助測量大大降低，減少人為誤差，保證了作業(yè)的準確性。

三、GPS在測繪工程中的實際應(yīng)用

常用于工程測繪的GPS測量技術(shù)是RTK（實時動態(tài)），即實時動態(tài)差分法，該方法是根據(jù)基于GPS的測量方法。這是一種新的GPS測量方法，與以往的方法是一樣的，以往的方法需要求解得到厘米級的精度后進行快速靜態(tài)和動態(tài)測量，而RTK是能夠獲得在該領(lǐng)域厘米級定位精度的實時測量，它使用動態(tài)實時載波相位差分方法，這是在GPS應(yīng)用一個顯著的里程碑，它在工程放樣，地形測圖中得到了廣泛的應(yīng)用，給各種控制測量帶來了新的曙光，為行業(yè)大大提高了運行效率。

3.1 在城市規(guī)劃測繪中的應(yīng)用

為了滿足城市建成區(qū)和規(guī)劃區(qū)測繪的需要，城市控制網(wǎng)具有控制面積，精度高，和其他常用的功能，城市Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ級線材，大多在地面上，由于城市建設(shè)的飛速發(fā)展，這些問題經(jīng)常遭到破壞，影響了工程的進度。如何快速，準確地提供了一個控制點，可以影響工作效率，這是目前急需解決的一個問題。傳統(tǒng)的控制措施，如點線之間通過測量，并按要求來分配時間和勞動。GPS的視線點，雖然沒有高精度的靜態(tài)測量，但有著長期的數(shù)據(jù)采集時間，在對數(shù)據(jù)進行處理之后，便可以知道實時結(jié)果，作為行業(yè)發(fā)現(xiàn)精度不符合要求必須返工。RTK技術(shù)將在準確性和運作效率方面具有明顯的優(yōu)勢，將會得到廣泛的工作應(yīng)用。

3.2 在大地控制的應(yīng)用

GPS定位技術(shù)以其精度高，速度快，費用省，操作方便等優(yōu)良特性，廣泛應(yīng)用于大地控制測量。今天，我們可以說， GPS技術(shù)已經(jīng)完全取代了傳統(tǒng)的建立角度測量，脫離了測量單元大地控制網(wǎng)。我們通常會使用GPS衛(wèi)星定位技術(shù)，建立所謂的GPS網(wǎng)絡(luò)的控制網(wǎng)絡(luò)。大致可以總結(jié)出GPS網(wǎng)絡(luò)將分為兩類：一類是全球或國家高精度GPS網(wǎng)，這些GPS網(wǎng)絡(luò)相鄰點的距離大約在幾千公里到一萬公里左右，其主要任務(wù)是為全球的空間科學科研服務(wù)，或研究區(qū)域板塊運動或完成變形規(guī)律等問題。另一種是區(qū)域性的GPS網(wǎng)，這樣的網(wǎng)絡(luò)中相鄰點的距離，包括問幾公里到幾十公里的城市或礦區(qū)GPS控制網(wǎng)，其主要任務(wù)是直接為國家經(jīng)濟建設(shè)服務(wù)。目前，開發(fā)和GPS技術(shù)的實際應(yīng)用，有美國的天寶導(dǎo)航公司，瑞士徠卡公司，日本拓普康公司等國際知名廠商，國內(nèi)廠商主要有南方測繪，海達，中國測試，科力達等。

3.3在地界和房地產(chǎn)工程測繪中的應(yīng)用

地籍和房地產(chǎn)可以應(yīng)用GPS技術(shù)測定每幅土地的大小，包括測量正確的邊界點、地籍測繪和房地產(chǎn)地圖以及一些相關(guān)特征點的位置，能滿足厘米級精度的實時要求。將GPS數(shù)據(jù)經(jīng)過處理后輸入GIS系統(tǒng)，可以及時、準確地獲得地界和房地產(chǎn)的圖像顯示。但在接收的GPS衛(wèi)星信號被屏蔽的區(qū)域，可以通過全站儀，測距儀，經(jīng)緯儀等其他測量工具進行測量，通過解析法或圖解法等別的方法來進行詳細的調(diào)查。

在建設(shè)部門進行地質(zhì)調(diào)查測量時，GPS技術(shù)可隨時隨地的測量界樁位置，確定土地使用的大小和范圍，計算土地面積。利用GPS技術(shù)勘測定界是直接放樣坐標的面積來進行測量地質(zhì)調(diào)查，建設(shè)部門實際的計算方法是利用GPS軟件功能，直接計算面積和清單，避免了傳統(tǒng)的分析方法放樣的復(fù)雜性，簡化了地勘行業(yè)確定的小型建筑工作程序。在土地利用動態(tài)檢測過程中也可以使用GPS技術(shù)。傳統(tǒng)動力場試驗是通過簡單的儀器和補充法來檢測到，如直角測量坐標的測量方法，對使用范圍更廣的小工作區(qū)使用平板儀補測。這種方法速度較慢，效率較低，而通過GPS技術(shù)的應(yīng)用進行動態(tài)檢測，可提高檢測速度和精密度，節(jié)省了時間和勞力，實現(xiàn)了土地使用的實時動態(tài)監(jiān)控，確保了調(diào)查的準確性。

四、小結(jié)

與以往傳統(tǒng)的工程測繪方法，GPS技術(shù)更具有現(xiàn)代的意義，而它的精確定位，成本低，無需點之間傳遞，更重要的是，是不是受自然天氣因素影響，除了設(shè)備的比較本身重量輕，操作簡便科學而且簡單。經(jīng)過二十多年的努力證明，GPS定位系統(tǒng)是一個高精度，精確的全球全天候智能無線電導(dǎo)航，在工程測量中已被廣泛應(yīng)用。