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摘要：随着科学技术的发展，GPS系统内所应用的先进技术呈现多元化。本文从GPS技术的特点和GPS主要组成部分及测量原理出发，针对GPS技术在工程测量领域中的应用进行详细分析。
关键词：GPS技术；工程测量；特点；应用
中图分类号： C35 文献标识码： A
引言
随着研究的深入，GPS技术逐步被各国民用部门所应用，比如工程测量领域的应用。GPS技术在工程测量中的应用，是工程测量的重大技术革命。工程测量技术的完善，在于设备的引进和技术的改进。目前，在我国技术条件下，GPS技术在工程测量中的有效应用，具有积极的现实意义。
一、GPS技术的特点
1、操作方便
高自动化和智能化，是目前GPS测量技术的特点。在实际的工程测量中，使工程测量人员的工作量得到减轻。
2、观测时间短
在利用GPS技术建立控制网时，每一个测站需要30～40min的观测时间。随着GPS技术不断的完善，测站的观测时间也会随之逐渐缩短。如果利用快速静态定位或动态定位的方法，每一个测站需要20min观测时间。
3、定位精度高
GPS的测量相比红外仪，其精度大致相当。而随着距离大增加，GPS测量的优越性越发突出。大量的实验证明，在100km到500km的基线上，相对定位精度可达10-6～10-7，在小于50km的基线上，相对定位精度可达1.2×10-6。
4、全天候作业
我国GPS卫星具有数目多、分布均匀的特点，可以在任何时间和地点进行连续观测，不受天气等自然条件的影响。
5、测站之间无须通视
一直困扰测量学发展的难题就是观测站之间通视问题，而GPS测量以实际需要为依据，进行具体点位确定时，具有无须通过观测站之间通视的特点，使选点工作变得更加灵活和方便[1]。
6、提供三维坐标
GPS技术，能够对观测站的平面位置和大地高程，进行精确的测定。
二、GPS主要组成部分及测量原理
1、GPS主要组成部分
全球定位系统，是美国海陆空联合研制的全天候、全球性、全方位实时三维导航与全方位定位能力的卫星无限电导航系统。GPS全球定位系统主要由三大部分组成，即：GPS接收机（用户设备部分）、地面支撑系统（地面监控部分）、GPS卫星（空间星座部分）。
2、GPS测量原理
测量中的距离交会定点原理，是实现GPS测量技术定位的依据。在实际的工程测量中，可以假设在待测点设置GPS接收机。GPS接收机在某一时段，会同时接收到3颗卫星发出的信号。并通过对具体数据的处理和计算，可以得出在这一时段接收设备天线的中心与卫星之间的距离。然后，根据卫星星历，便可以得出这3颗卫星的三维坐标[2]。
三、GPS技术在工程测量领域中的应用分析
1、大比例尺地图绘制
多数高等级公路选线选用大比例尺带状地形图，比如1:1000或者1:2000。众所周知，传统的测图方法往往表现出速度慢、工作量大、花费时间长的特点，而采用实时GPS动态测量却能够有效规避上述缺点，即沿线各碎部点位置分别停留1-2min，便可获取对应点的高程以及坐标，此时再对点的属性信息以及特征编码进行输入处理，便可获取带状碎部点的数据，而最后仅需借助绘图软件成图。实践表明，上述方法具有采集速度快的优点，因此对降低测图难度非常有利。
2、道路横断面测量
公路勘测过程，横断面的测量工作相当繁琐，因为全站仪测量往往会受到通视条件的影响，如此测量精度以及测量效率均难以控制到位，而采用抬杠法定会降低测量精度。与此相比，GPS测量具有测站间无需通视的特点，因此采用GPS测量既可提高横断面测量的精度以及速度，又可减少测量的工作量。下文就此测量方法的工作原理进行简单介绍：第一步：求解出待测横断面的中桩Z点的坐标以及中桩的切线方位角（αz），由此可知待测横断面的方位角（α）=αz+90°；第二步：沿着断面特征点，采用RTK流动站进行测量，由此判定该特征点的详细位置，即求解出垂距（D）=(YP-YZ)cosα-(XP-XZ)sinα,若该特征点落到横断面，那么D的绝對值≤ε（自定义的精度指标），注意RTK电子手薄能够自动实现此判断，而若点位落到横断面线，那么应计算出并记录好该点到中桩Z点的高差以及平距，最后采用专业软件便可绘制出横断面图[3]。
3、RS技术的应用
遥感技术是以航空摄影技术为基础，在20世纪60年代发展起来的一门新兴技术，随着1972年美国发射了第一颗陆地卫星开始，航天遥感时代随之来临，遥感技术的应用是对地观测获取基础地理信息的重要手段。遥感技术可以对测量范围进行大面积的同步观测，保证测量数据的有效性、综合性，对工程测量的意义重大，并且在工程测量领域得到了快速的普及。遥感技术的快速发展使得中、小比例尺的形图数据得到了有效的收集，保证了城市基本地形图的工程测量，其较高的全色光谱分辨率也达到了相当大的提高，成为目前地观测基础地理信息的有效手段。
4、GIS技术的应用
GIS技术是集环境科学、测绘遥感科学、空间科学、计算机科学等学科为一体的新兴科学，它不仅可以集地理数据采集、存储、管理为一体，还能够进行空间提示、预测预报和辅助决策，这些功能的应用，使GIS技术本身建立了一个庞大的数据库和图形显示输出能力，数据库存储信息可以根据测量需求对存储数据进行处理，这可以提高工程测量的成图效率，加速工程设计的进度。
5、GPS-RTK技术的运用
RTK是基于载波相位观测值的动态实时定位技术，它能实时地提供观测站点在任意坐标系中的三维定位结果，其精确度能达到厘米级。测设放样和测点定位是RTK系统应用的主要测量任务。在流动站协和基准站共同工作时，工作人员带着流动站系统，在测区来回行走，进行对特征点采点测量。在地质勘探测量中，各种性质的点都可以进行定位测量。在地形图测量时，测点可根据需要定位新标记，也可是原先的境界标记。GPS-RTK的出现。为地形测图、工程放样以及各种控制测量带来了新的发展机遇，提高了野外作业的效率。随着GPS与GPS-RTK技术的应用范围不断扩大，其精确度越来越高，其独特强大的功能，从而得到了各行各业测绘人员的信赖。
6、北斗卫星导航的运用
通过我国自行设计的北斗卫星导航系统可以为各种军事运载体导航。例如为巡航导弹、制导炸弹、弹道导弹、空空导弹等等各种精确打击武器制导，可使武器的命中率大为提高，也间接增强了武器的威力。提高远程打击武器的制导精度，可使攻击武器的数量大卫减少。卫星导航已成为武装力量的支撑系统。同时，北斗卫星导航可与通信、计算机和情报监视系统一同构成多兵种协同作战指挥系统，可完成各种需要精确定位与时间信息的战术操作，如布雷、目标截获、近空支援、全天候空投、无人驾驶机的控制等等。
当今世界正面临一场新军事革命，电子战、信息战及远程作战成为心的方向，而卫星导航系统作为一个功能强大的传感器，已经成为远程作战、空战、导弹战、电子战中的重要武器。拥有一个先进的卫星导航系统，就能在将来的各种战争中很大程度上掌握着主动权，这可以避免发生战争时，其他国家的导航系统对我国屏蔽，防止在未来战场上受到很大的被动性。
7、三维工业测量技术的应用
20世纪80年代以来，随着高新技术的发展和社会的进步，现代工业生产进入了一个新的阶段，许多新的工业生产要求对生产的监测、产品质量检验、生产过程控制与自动化流程等工作进行快速、高精度的测点定位，但是，传统的测量技术根本达不到现有的工业生产要求。于是三维工业测量技术由此兴起，并迅速的广泛应用于工业生产的各个方面，极大地促进了工业生产的发展。
结束语
综上所述，GPS技术在工程测量中的应用，改变了传统的工程测量手段和作业方法。在工程测量中，有效利用GPS技术，可以降低测量工作强度，同时也提高了测量精度和测量效率。因此，加强GPS技术的运用，有效促进工程的发展。
参考文献：
[1]于大龙.浅谈GPS技术在工程测量中的应用[J].现代经济信息,2012（10）:245.
[2]杨浩.浅谈GPSRTK技术在工程测量中的应用[J].科技致富向导,2013（03）:170.
[3]薛晓瑞.GPS技术在工程测量领域的技术应用[J].山西建筑,2013（17）:205-206.
本文所有参考资料来源于中国知网、万方数据库。
关键词：GPS技术；工程测量；特点；应用
中图分类号： C35 文献标识码： A
引言
随着研究的深入，GPS技术逐步被各国民用部门所应用，比如工程测量领域的应用。GPS技术在工程测量中的应用，是工程测量的重大技术革命。工程测量技术的完善，在于设备的引进和技术的改进。目前，在我国技术条件下，GPS技术在工程测量中的有效应用，具有积极的现实意义。
一、GPS技术的特点
1、操作方便
高自动化和智能化，是目前GPS测量技术的特点。在实际的工程测量中，使工程测量人员的工作量得到减轻。
2、观测时间短
在利用GPS技术建立控制网时，每一个测站需要30～40min的观测时间。随着GPS技术不断的完善，测站的观测时间也会随之逐渐缩短。如果利用快速静态定位或动态定位的方法，每一个测站需要20min观测时间。
3、定位精度高
GPS的测量相比红外仪，其精度大致相当。而随着距离大增加，GPS测量的优越性越发突出。大量的实验证明，在100km到500km的基线上，相对定位精度可达10-6～10-7，在小于50km的基线上，相对定位精度可达1.2×10-6。
4、全天候作业
我国GPS卫星具有数目多、分布均匀的特点，可以在任何时间和地点进行连续观测，不受天气等自然条件的影响。
5、测站之间无须通视
一直困扰测量学发展的难题就是观测站之间通视问题，而GPS测量以实际需要为依据，进行具体点位确定时，具有无须通过观测站之间通视的特点，使选点工作变得更加灵活和方便[1]。
6、提供三维坐标
GPS技术，能够对观测站的平面位置和大地高程，进行精确的测定。
二、GPS主要组成部分及测量原理
1、GPS主要组成部分
全球定位系统，是美国海陆空联合研制的全天候、全球性、全方位实时三维导航与全方位定位能力的卫星无限电导航系统。GPS全球定位系统主要由三大部分组成，即：GPS接收机（用户设备部分）、地面支撑系统（地面监控部分）、GPS卫星（空间星座部分）。
2、GPS测量原理
测量中的距离交会定点原理，是实现GPS测量技术定位的依据。在实际的工程测量中，可以假设在待测点设置GPS接收机。GPS接收机在某一时段，会同时接收到3颗卫星发出的信号。并通过对具体数据的处理和计算，可以得出在这一时段接收设备天线的中心与卫星之间的距离。然后，根据卫星星历，便可以得出这3颗卫星的三维坐标[2]。
三、GPS技术在工程测量领域中的应用分析
1、大比例尺地图绘制
多数高等级公路选线选用大比例尺带状地形图，比如1:1000或者1:2000。众所周知，传统的测图方法往往表现出速度慢、工作量大、花费时间长的特点，而采用实时GPS动态测量却能够有效规避上述缺点，即沿线各碎部点位置分别停留1-2min，便可获取对应点的高程以及坐标，此时再对点的属性信息以及特征编码进行输入处理，便可获取带状碎部点的数据，而最后仅需借助绘图软件成图。实践表明，上述方法具有采集速度快的优点，因此对降低测图难度非常有利。
2、道路横断面测量
公路勘测过程，横断面的测量工作相当繁琐，因为全站仪测量往往会受到通视条件的影响，如此测量精度以及测量效率均难以控制到位，而采用抬杠法定会降低测量精度。与此相比，GPS测量具有测站间无需通视的特点，因此采用GPS测量既可提高横断面测量的精度以及速度，又可减少测量的工作量。下文就此测量方法的工作原理进行简单介绍：第一步：求解出待测横断面的中桩Z点的坐标以及中桩的切线方位角（αz），由此可知待测横断面的方位角（α）=αz+90°；第二步：沿着断面特征点，采用RTK流动站进行测量，由此判定该特征点的详细位置，即求解出垂距（D）=(YP-YZ)cosα-(XP-XZ)sinα,若该特征点落到横断面，那么D的绝對值≤ε（自定义的精度指标），注意RTK电子手薄能够自动实现此判断，而若点位落到横断面线，那么应计算出并记录好该点到中桩Z点的高差以及平距，最后采用专业软件便可绘制出横断面图[3]。
3、RS技术的应用
遥感技术是以航空摄影技术为基础，在20世纪60年代发展起来的一门新兴技术，随着1972年美国发射了第一颗陆地卫星开始，航天遥感时代随之来临，遥感技术的应用是对地观测获取基础地理信息的重要手段。遥感技术可以对测量范围进行大面积的同步观测，保证测量数据的有效性、综合性，对工程测量的意义重大，并且在工程测量领域得到了快速的普及。遥感技术的快速发展使得中、小比例尺的形图数据得到了有效的收集，保证了城市基本地形图的工程测量，其较高的全色光谱分辨率也达到了相当大的提高，成为目前地观测基础地理信息的有效手段。
4、GIS技术的应用
GIS技术是集环境科学、测绘遥感科学、空间科学、计算机科学等学科为一体的新兴科学，它不仅可以集地理数据采集、存储、管理为一体，还能够进行空间提示、预测预报和辅助决策，这些功能的应用，使GIS技术本身建立了一个庞大的数据库和图形显示输出能力，数据库存储信息可以根据测量需求对存储数据进行处理，这可以提高工程测量的成图效率，加速工程设计的进度。
5、GPS-RTK技术的运用
RTK是基于载波相位观测值的动态实时定位技术，它能实时地提供观测站点在任意坐标系中的三维定位结果，其精确度能达到厘米级。测设放样和测点定位是RTK系统应用的主要测量任务。在流动站协和基准站共同工作时，工作人员带着流动站系统，在测区来回行走，进行对特征点采点测量。在地质勘探测量中，各种性质的点都可以进行定位测量。在地形图测量时，测点可根据需要定位新标记，也可是原先的境界标记。GPS-RTK的出现。为地形测图、工程放样以及各种控制测量带来了新的发展机遇，提高了野外作业的效率。随着GPS与GPS-RTK技术的应用范围不断扩大，其精确度越来越高，其独特强大的功能，从而得到了各行各业测绘人员的信赖。
6、北斗卫星导航的运用
通过我国自行设计的北斗卫星导航系统可以为各种军事运载体导航。例如为巡航导弹、制导炸弹、弹道导弹、空空导弹等等各种精确打击武器制导，可使武器的命中率大为提高，也间接增强了武器的威力。提高远程打击武器的制导精度，可使攻击武器的数量大卫减少。卫星导航已成为武装力量的支撑系统。同时，北斗卫星导航可与通信、计算机和情报监视系统一同构成多兵种协同作战指挥系统，可完成各种需要精确定位与时间信息的战术操作，如布雷、目标截获、近空支援、全天候空投、无人驾驶机的控制等等。
当今世界正面临一场新军事革命，电子战、信息战及远程作战成为心的方向，而卫星导航系统作为一个功能强大的传感器，已经成为远程作战、空战、导弹战、电子战中的重要武器。拥有一个先进的卫星导航系统，就能在将来的各种战争中很大程度上掌握着主动权，这可以避免发生战争时，其他国家的导航系统对我国屏蔽，防止在未来战场上受到很大的被动性。
7、三维工业测量技术的应用
20世纪80年代以来，随着高新技术的发展和社会的进步，现代工业生产进入了一个新的阶段，许多新的工业生产要求对生产的监测、产品质量检验、生产过程控制与自动化流程等工作进行快速、高精度的测点定位，但是，传统的测量技术根本达不到现有的工业生产要求。于是三维工业测量技术由此兴起，并迅速的广泛应用于工业生产的各个方面，极大地促进了工业生产的发展。
结束语
综上所述，GPS技术在工程测量中的应用，改变了传统的工程测量手段和作业方法。在工程测量中，有效利用GPS技术，可以降低测量工作强度，同时也提高了测量精度和测量效率。因此，加强GPS技术的运用，有效促进工程的发展。
参考文献：
[1]于大龙.浅谈GPS技术在工程测量中的应用[J].现代经济信息,2012（10）:245.
[2]杨浩.浅谈GPSRTK技术在工程测量中的应用[J].科技致富向导,2013（03）:170.
[3]薛晓瑞.GPS技术在工程测量领域的技术应用[J].山西建筑,2013（17）:205-206.
本文所有参考资料来源于中国知网、万方数据库。