GPS測繪技術在測繪工程中的應用實踐探析

付鐘

烏魯木齊市城市勘察測繪院（烏魯木齊市基礎地理信息中心） 新疆 烏魯木齊 830000

GPS測繪技術可以應用于不同領域和不同場景中，如土地、交通、環保、農業等。在實際應用中，GPS測繪技術具有高效、精準、可靠等優勢，可以幫助測量工作者更好地規劃和執行工程任務，并為優化工程設計提供重要數據參考。然而，GPS測繪技術也面臨著一些挑戰，如選擇合適的測量設備和技術、規劃和設計科學的測量任務、定期進行維護保養等等。如何規避這些挑戰，進行科學規劃與設計、選擇合適的技術路徑，對于提高效率、滿足工程需求、推進測繪事業的現代化發展，都具有重要意義。因此，本文將探討GPS測繪技術在測繪工程中的應用實踐，從而為應用GPS測繪技術的測繪項目和單位提供支持和借鑒。

1 GPS測繪技術在測繪工程中的應用價值

1.1 高精度定位

在測繪工程中，“高精度定位”是GPS測繪技術的一個重要應用價值。由于GPS系統具有全球性，可以提供一個全球性的坐標系統，因此，其具有較高的定位精度，這是傳統測繪技術所不具備的。GPS測繪技術可以通過衛星與接收器之間信號的測量和計算，實現對于地面物體的高精度定位。在測繪工程中，GPS測繪技術的“高精度定位”應用主要表現在地面基準點的建立。為了實現測量的標準化和統一化，需要建立地面基準點，以確定建筑物、道路和地形的高程、坐標等參數[1]。使用GPS技術進行基準點建立，可以實現全球坐標定位和測量，且精度高，能夠提高基準點的精確度。同時，由于GPS系統本身具有高精度定位的特點，因此可以選擇在GPS系統支持下進行基準點的布設，以確保布設的基準點精度高、統一、可靠，有利于后續的施工和監測工作。GPS技術還可以提供全球坐標定位和測量，因此在測繪工程中，可以將GPS測量數據與數字影像數據相結合，采用GIS（地理信息系統）技術，構建地理信息系統，實現數字地圖的制作和應用。數字地圖具有信息量大、更新快、準確性高等優點，可以廣泛應用于城市規劃、航空航天、資源調查、災害預測等領域。

1.2 地形測量

傳統的地形測量方法需要實地測量，包括利用樁、水準儀等工具，需要進行大量的步測、目視測量、轉角測量等操作。這些操作在復雜的地形環境下顯得十分困難，而且耗時費力。GPS測繪技術可以克服這些困難，可以通過接收衛星信號，實現地形測量及定位，并能夠提供高精度的測量結果。在以往，采用傳統地形測量方法往往需要站點精心布置和規劃，工作難度大，而且工作范圍受人力和地理環境的限制。而GPS測繪技術可以覆蓋全球范圍，并且可以測量山區、沙漠、水域等地形條件復雜的區域[2]。此外，傳統地形測量方法可能會受到測量人員的操作技巧、天氣、工具等因素的影響，精度難以保證。而GPS測繪技術采用衛星信號測量和計算，可以實現高精度的定位和測量。由于GPS測繪技術可以實現全局測量，因此可以大大提高工作效率。例如，在野外地形測量時，可以方便地獲取全局數據，減少測量點數目，同時也能夠節省成本和時間。

1.3 建筑測量

在建筑工程中，建筑物的高程、水平等參數是非常重要的。在傳統的建筑測量中，可能需要使用設備進行實地測量。但是，這種方法存在很多問題，比如數據準確性難以保證、測量難度大、效率低等。而采用GPS技術可以解決這些問題，加快建筑物的測量速度，提高施工的準確度和效率，首先，GPS技術通過多顆衛星信號的測量和計算，可以實現全球坐標定位和測量，并具備高精度優勢。在建筑測量中，可以利用GPS快速測量建筑物的高程、水平、面積等參數，提高定位和測量的準確度。其次，GPS在測量時無需人力介入，可以進行全天候和全天候測量，提高效率和準確度。和傳統測量方法相比，GPS技術的測量速度更快，更加省時省力。綜上所述，GPS技術在建筑測量中可以大大提高建筑物測量的準確度和效率。和傳統測量方法相比，GPS技術可以快速測量高精度數據，并進行數字化存儲，實現定位和測量的高準確度和高效率，并在建筑工程中取得良好的應用效果。

2 GPS測繪技術在測繪工程中的應用困境

2.1 信號遮擋和干擾問題

信號遮擋和干擾問題是GPS測繪技術在測繪工程中面臨的一個主要挑戰。當天氣狀況惡劣或者遇到建筑物、山體、森林等物體時，會阻礙衛星信號的接收，從而影響定位數據的精度和準確性。在陰雨天氣下，天空中的云層會阻擋衛星信號，導致測量精度降低。此外，建筑物本身就擁有一定的梯度和高差，同時建筑物不同方位的高度也是不同的，因此遮擋的程度也不同，如果衛星信號受到遮擋，定位數據將受到影響。樹木、森林和植被對衛星信號的接收也具有較大的影響，特別是在測量農田或叢林等沿林區域時，測量精度受到很大影響。山地、峽谷等地形條件不斷改變，衛星信號在這些地形中的傳輸受到嚴重影響，限制了GPS測繪技術的應用范圍?？傊?，信號遮擋和干擾問題可能導致GPS測繪技術的定位精度出現偏差和不準確，影響測繪工程的準確性和可靠性[3]。

2.2 儀器的成本昂貴

高精度GPS測量儀器的價格相對比較高，需要雇用專業的技術人員進行測量和數據處理，因此，GPS測繪技術的應用對于小規模企業或個人用戶而言，投入較大，可能會產生一定的經濟壓力。此外，GPS的數據通信協議和地圖數據均標準化，軟硬件兼容性較高，而且每年都要付費使用地圖數據，這也增加了使用GPS的成本。不過，隨著GPS技術的不斷進步和發展，也衍生出了一批性能更好、價格更低的GPS測繪儀器，價格與市場需求的惡性競爭下逐漸降低。而且，現在市場上還出現了一些應用GPS測繪技術的云端服務，商務模式更加多元化。用戶在使用這些工具時，可能會低成本、高效率地進行測繪應用。因此，可以采取合理的措施來降低GPS測繪技術的使用成本，例如使用多功能儀器、進行維修保養、培訓人員等。在開發和設計的測繪工程中，需要根據具體情況合理配置設備，以達到最優成本和最高精度的平衡。

2.3 應用場景受限

GPS測繪技術在應用中需要接收衛星信號，從而實現精確定位，但在某些場景下，例如室內、地下、森林等地方，衛星信號受到限制和干擾，從而會影響GPS技術的定位效果和精度。另外，建筑物、山體、植被等物體阻礙衛星信號在地面的傳播，也會降低GPS測繪技術的應用效果。因此，GPS測繪技術在應用中的場景需要根據具體情況進行選擇和優化，需要選擇適合GPS測繪技術的場景進行測繪。在測繪中，除了GPS技術外，還需要根據場景特點綜合運用多種測量技術和方法，使測繪數據更加準確。例如，在室內測量場景中，使用光學測量矯正系統或者激光跟蹤器可以獲得較高精度的測量數據；在地下測量場景中，傳統的地下回歸測量法可以取得很好的測量效果。因此，GPS技術應用場景受限是GPS測繪技術面臨的困境之一，需要根據具體場景因應具體的問題和需要，選擇合適的測量方法和設備，從而在實際測量中取得準確的數據。

3 GPS測繪技術在測繪工程中的應用策略

3.1 選擇合適的GPS測繪設備和技術

在GPS測繪技術的應用中，設備的性能直接影響到測量數據的準確性和精度。因此，在選購GPS測繪設備時，應根據具體的測繪任務、測量對象和場景的不同，選擇合適的GPS測繪設備和技術。首先，應考慮精度要求。不同的測繪任務對GPS定位精度的要求也不同。例如，對于城市基礎測繪，通常需要使用精度較高的GPS定位設備和技術，而對于農村、山區或荒地等野外測量場景，則可以較低的精度進行測量。其次，應考慮測量范圍。不同的GPS設備和技術對測量范圍的要求也不同。例如，一般而言，GPS測量設備的定位精度會隨著距離的增加而降低，而在無線傳輸中樹木、建筑物和其他高大物體會負面影響GPS設備的定位精度，因此需要在實際測繪場景中根據具體情況選擇合適的設備和技術。最后，應考慮維護和升級的成本。GPS測繪設備需要經常進行維護保養和升級才能夠具有長期穩定的性能，手動的升級設置還會增加額外的成本和勞動力資源。因此，應根據測繪任務、測量對象和場景的不同，針對性地選擇合適的GPS測繪設備和技術，以確保測量數據的準確性和精度。此外，為了更好地應用和操作GPS測繪設備，需要加強操作人員的教育和培訓，提高其對于設備性能和手動升級設置的理解。

3.2 科學規劃和設計測量任務

在GPS測繪技術應用中，科學規劃和設計的測量任務是確保測量精確性的重要步驟。在測量任務規劃和設計時，應全面考慮測量對象、環境和數據精度等因素，以更好地選擇和應用GPS技術。首先，應對測量對象的特征進行全面的研究和了解，例如對象的大小、位置、形態、高程等等，以便評估所需的GPS測量范圍和設備性能[4]。此外，若需要進行定高測量，則應該了解地球橢球體模型和垂直大地通用測量法等相關理論知識。其次，應根據環境的不同，精心選擇GPS測繪設備和技術。例如，在城市中，建筑、電線桿和車輛等物體會影響GPS信號的傳播，造成誤差；在工地環境中，塵土、振動、溫度變化等環境因素也會影響測量結果。應基于不同的環境規劃測量路線和控制點，選擇合適的GPS測繪設備和技術。最后，應對數據精度有一個靈活的預估。應考慮測量對象中各種因素導致的誤差，并且在實測中進行外業測量和內業處理，以及數據質量檢查。同時，還應在計算過程中適時使用補償方法，如加權平均法、經驗Bayes法等，以提高測量精度。因此，科學規劃和設計正確的測量任務，對于GPS測繪技術應用來說非常重要。只有充分考慮測量對象，環境和數據精度等因素，才能更好地選擇合適的GPS測繪設備和技術。同時，還應加強對測量數據的處理和質量驗證，確保測量數據的準確性和可靠性。

3.3 利用輔助測量技術

GPS測繪技術在實際應用中，可以結合其他輔助測量技術（如全站儀、激光測距儀等）進行測量，以提高測量精度和數據準確性，減輕GPS測繪技術的負荷壓力。這一點十分重要。首先，GPS測繪技術有其固有的缺陷，如信號傳輸、設備精度等。通過使用全站儀、激光測距儀等輔助測量技術，可以彌補GPS測繪技術的不足，提高測量精度和數據準確性。例如，在城市基礎測繪項目中，采用GPS技術結合全站儀進行測量，可以提高測量精度和減少誤差，獲得更加精確的測繪數據。其次，利用輔助測量技術可以使GPS測繪技術更加全面和靈活。例如，在山區、沙漠和海岸等地，GPS技術難以適應復雜的地形地貌和環境，而激光測距儀具有良好的測量精度和適應性，因此可以結合使用以提高測量效果。最后，利用輔助測量技術需要進行坐標系轉化和數據匹配等操作，這就需要對不同的測量技術有深入地了解和掌握。這點需要加強操作人員技能培訓，提高其不同測量技術的應用能力。結合其他輔助測量技術可以提高GPS測繪技術的測量精度和數據準確性，減少GPS技術的不足之處。對于一些特殊復雜場景，輔助測量技術的應用顯得尤為重要和必要。同時還需要對不同的測量技術有深入地了解和掌握，這對操作人員技能的提升需要經過培訓和實踐來掌握。

3.4 定期維修保養維護

在應用GPS測繪技術的過程中，定期進行維修保養和維護，可以確保測量設備的正常運行，提高測量精度和數據準確性，保證測繪數據的可靠性。首先，GPS測繪設備是高精度的儀器，在使用過程中需要做好維護保養工作[5]?？梢圆捎们逑?、校準、更換失效零部件等方法，保證儀器的正常使用。另外，進行升級改進，保證設備的可靠性和穩定性。升級可以解決一些功能上的不足，延長GPS設備的使用壽命，保證設備的穩定性。最后，合理使用GPS測繪設備。合理使用設備，按照標準操作流程進行操作，使用合適配合設備的工具，不在某些設備限制范圍內使用，才能更好地保護設備，延長設備使用壽命。

4 結束語

總而言之，GPS測繪技術在現代測繪事業中發揮著重要作用，但由于互聯網技術的快速發展和新型設備的不斷涌現，GPS測繪技術在測繪工程中依然面臨著不斷提升的需求。對于應用GPS測繪技術的測量項目和單位來說，需要根據實際情況，不斷學習和探索新的技術和方法，保持對技術的敏銳度和更新意識，從而不斷完善和提高GPS測繪技術的應用水平。在未來，GPS測繪技術將繼續發揮著重要的作用，不僅可以應用于測繪工程，也可以應用于交通運輸、城市管理、環保等方面，在提高效率和精準度的同時，為社會發展做出更加積極和有效的貢獻。