GPS技术在工程测量领域的技术应用.pdf

全球定位系统（GPS）是一种基于卫星导航的全球性定位系统，由美国研发并投入使用的先进技术。自20世纪70年代起，GPS经过近20年的研发和200亿美元的投资，于1994年全面建设完成。该系统能够提供海、陆、空全方位的实时三维导航和定位服务。 GPS在工程测量领域的应用广泛且深远，它改变了传统测量方式，尤其在大地测量、工程测量、航空摄影测量、导航和管制、地壳运动监测、变形监测、资源勘查和地球动力学等领域起到了重要作用。其中，静态GPS定位在建立大地测量、工程测量、地籍测量、物探测量以及变形监测等控制网方面尤为常见，因其具备的诸多优势，已逐渐替代了常规测量方法。 GPS在建立控制网时具有以下特点： 1. 不需控制点之间通视：观测站点之间无需视线接触，只需确保上方天空开阔，选点更为灵活，经济效益较高。 2. 高精度定位：GPS的相对定位精度相当高，短距离内可达厘米级别，长距离基线上也可达到亚毫米级别的精度。 3. 观测速度快：静态定位观测时间一般只需1小时，快速定位技术下，双频机只需5分钟，单频机在卫星数足够时也只需15分钟左右，即可达到较高精度。 4. 自动化程度高：观测人员的工作简化，主要负责仪器安装和监测，其余由GPS接收机自动完成。 5. 全天候作业：不受天气条件限制，可以在任何地点和时间进行观测。 GPS网选点原则包括： 1. 选择稳固且易于长期保存的地点。 2. 确保接收设备易于安置，视野开阔，避免高度角大于15°的障碍物。 3. 避开强烈干扰卫星信号的物体，如大功率无线电发射源和高压电力线路。 4. 便于勘测放线和施工放样，大型项目可能需要加密布设控制网。 GPS定位技术的基本原理在于接收来自多个GPS卫星的信号，通过计算信号传播的时间差来确定地面点的位置。由于卫星不断发送包含其位置和时间信息的信号，接收器可以解码这些信号，结合地面点接收到信号的时间，利用三角定位原理计算出地面点的精确三维坐标。 在工程测量中，GPS技术的应用包括： 1. 建筑工地的定位与放线：GPS可以帮助精确确定建筑物、道路或桥梁的准确位置。 2. 地形测绘：在复杂地形条件下，GPS可以提供快速、准确的数据采集。 3. 施工监测：用于监测建筑物或结构的变形，如大坝、桥梁的安全监控。 4. 地壳运动研究：监测地震活动和地壳板块移动，对地质灾害预警有重要意义。 5. 管线探测与规划：在地下管道和线路的布局与维护中，GPS提供了精确的定位支持。 总之，GPS技术以其高效、高精度和自动化的特点，在工程测量领域发挥着不可替代的作用，极大地提高了工作效率和数据准确性，同时也推动了测绘技术的发展。随着技术的不断进步，GPS在未来的工程测量应用中将更加普及和深入。