GPS技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用探析

■應(yīng)新業(yè)

（青海省第二測繪院　青?！∥鲗帯?10001）

GPS技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用探析

■應(yīng)新業(yè)

（青海省第二測繪院青海西寧810001）

本文對GPS技術(shù)進(jìn)行探究分析，闡述了GPS技術(shù)極大地促進(jìn)了工程測繪的發(fā)展水平。

GPS工程測量技術(shù)

1　GPS技術(shù)的原理與優(yōu)勢

1.1GPS測量原

GPS系統(tǒng)主要是采用高軌測距，其基本觀測量為觀測站至GPS衛(wèi)星之間的距離，主要采用兩種方式來獲取距離觀測量，即偽距測量和載波相位測量。偽距測量是指測量GPS衛(wèi)星所發(fā)射的測距碼信號到達(dá)用戶接收器所用的傳播時(shí)間，其測量定位速度非?？?；而載波相位測量是測量有載波多普勒頻移的GPS衛(wèi)星載波信號和接收器所產(chǎn)生的參考載波信號之間的相位差，其測量定位精度很高。GPS定位則是通過4顆或以上的衛(wèi)星同時(shí)進(jìn)行偽距或相位測量，從而推算出接收機(jī)的三維位置。

1.2測繪時(shí)間短，定位精度高

現(xiàn)階段GPS軟件系統(tǒng)正在隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而不斷發(fā)展，通過GPS系統(tǒng)的測量工作就可以看出來。GPS系統(tǒng)在定位兩千米內(nèi)的非移動(dòng)的單位用時(shí)2分鐘左右，如果通過RTK時(shí)差分定位測量技術(shù)，保證流動(dòng)站和基準(zhǔn)值在一萬五千米內(nèi)距離，測繪非移動(dòng)目標(biāo)只要幾秒鐘，而且還可以實(shí)時(shí)查詢單位位置。GPS在測繪工作中的應(yīng)用，可以做到50公里內(nèi)百分零誤差的定位，在1000公里以上定位，定位的精準(zhǔn)度也無限接近于完美。在進(jìn)行建筑平面誤差測定的時(shí)候，準(zhǔn)確度也能在±1毫米。通過以上數(shù)據(jù)可知，GPS在定位精度上遠(yuǎn)超于傳統(tǒng)測繪技術(shù)。

1.3操作簡單，功能強(qiáng)大

GPS技術(shù)的完善和發(fā)展主要體現(xiàn)在其自動(dòng)化水平上，現(xiàn)在通過GPS進(jìn)行工程測繪步驟非常簡單，只要測繪操作員簡單的掌握相關(guān)儀器的安裝、記錄工作就可以完美的執(zhí)行測繪作業(yè)了。同時(shí)，GPS不僅可以提供工程所需要的測繪數(shù)據(jù)，還能夠提供一些目標(biāo)速度、時(shí)間等很全面的信息?，F(xiàn)階段，GPS技術(shù)已經(jīng)大量的作用于大地、工程、海洋的測量工作上了。要知道全世界百分之九十八的地方都在GPS的覆蓋范圍內(nèi)，并且GPS技術(shù)可以無視相關(guān)自然、物理?xiàng)l件，可以在任何地方、任何時(shí)間執(zhí)行測繪作業(yè)，并且可以持續(xù)作業(yè)。

2　有關(guān)GPS在工程測量中應(yīng)用的問題及解決措施

2.1GPS接收信號穩(wěn)定性問題

GPS測量技術(shù)在實(shí)際運(yùn)用的過程中有時(shí)候會(huì)發(fā)生信號不穩(wěn)定的狀況，有時(shí)候在別的區(qū)域測量精準(zhǔn)度正常，到了這就精準(zhǔn)度低，其中RTK-GPS的表現(xiàn)最為明顯。究其原因這是因?yàn)樵趶?fù)雜的工程現(xiàn)場有很多GPS信號的干擾源，遮擋、干擾和屏蔽GPS信號，減少了觀測衛(wèi)星的數(shù)量，使得該地區(qū)不容易接收到衛(wèi)星信號；GPS測量精準(zhǔn)度下降也有可能是多路徑效應(yīng)造成的；在山區(qū)，GPS基站離得太遠(yuǎn)，有些涵洞或者橋梁樁基都是在深溝中，GPS測量定位不固定，精準(zhǔn)度自然就下去了。為了提高GPS測量的精準(zhǔn)度，應(yīng)選擇地勢高的地方，遮蔽物較少或無遮擋物的地方，在使用RTK-GPS進(jìn)行測量放樣，要格外注意不要距離GPS基準(zhǔn)站點(diǎn)過遠(yuǎn)，可以根據(jù)需要放樣的內(nèi)容，選擇距離最近的GPS基站控制點(diǎn)。

2.2測量時(shí)段對GPS測量精度的影響

經(jīng)常使用GPS測量儀器，通過數(shù)據(jù)反饋可以發(fā)現(xiàn)在有的時(shí)間段GPS接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)有8顆左右，精度因子相對來說比較低，所以GPS測量的精準(zhǔn)度就上去了；但是有的時(shí)候僅僅只有4顆，效果就大大的不行了。所以我們在進(jìn)行GPS外業(yè)測量的時(shí)候，在收集數(shù)據(jù)的時(shí)候要觀察目標(biāo)區(qū)域的衛(wèi)星情況，選擇有8顆左右或衛(wèi)星數(shù)目多的日期去測量，這樣GPS測量的作業(yè)精準(zhǔn)度也會(huì)很高?，F(xiàn)階段，如果想更進(jìn)一步的提高GPS的精準(zhǔn)度和穩(wěn)定性，只有增加國家的衛(wèi)星測量數(shù)和加快“北斗”測量系統(tǒng)建設(shè)，能徹底全面的提高GPS精度。

3　GPS測量施工步驟

3.1測量前的工作

一般測量工作都是成建方委托專業(yè)測量單位進(jìn)行的，所以委托前要交給測量人員具體的圖紙，來明確具體工作。因?yàn)闇y量的深度要求是不一樣的，這取決于測量工作的目的和使用功能，所以需要明確測量的精度和點(diǎn)數(shù)位要求，進(jìn)行相關(guān)有針對性的測量。因?yàn)榻ㄖこ痰墓て诙际怯袊?yán)格規(guī)定的，所以要盡快完成工程測量以便為后期規(guī)劃和場地布置提供依據(jù)，因此在前期還要講明具體時(shí)間要求，以便測量單位組織測量方案和人員分配。據(jù)地形地貌和周邊環(huán)境、深度的不同，測量的費(fèi)用也是不一樣的。地質(zhì)條件復(fù)雜的場地比地形開闊的場地貴的多，所以測量前也要講明以避免糾紛。在工程測量前，測量單位要充分了解場地水文地質(zhì)、市政道路建設(shè)和相關(guān)原始坐標(biāo)控制點(diǎn)、高程控制點(diǎn)等，以便編制測量方案。在測量前還要對設(shè)備進(jìn)行檢測，保障其完整性，特別是設(shè)備接受信號和數(shù)據(jù)顯示功能，一定要清晰準(zhǔn)確，以保障高精度完成測量工作。

3.2數(shù)據(jù)處理

為了更好的、深入地做平差計(jì)算，需要對GPS數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的預(yù)處理，即對原始的觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行梳理，并分流出專用的文件。梳理的時(shí)候是采用解碼的方式進(jìn)行的，剔除無效、無用數(shù)據(jù)，保留有需要的觀測結(jié)果，在這之后再一次的進(jìn)行觀測數(shù)據(jù)的平滑、濾波、周跳探測、載波相位觀測的修復(fù)以及對觀測數(shù)據(jù)做出最后的完善。觀測成果為了實(shí)現(xiàn)預(yù)期定位精度要求，必須進(jìn)行觀測成果外業(yè)檢核。當(dāng)觀測結(jié)束后，一定要在觀測區(qū)及時(shí)的進(jìn)行外業(yè)觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量的驗(yàn)核和評價(jià)，以便可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)誤差，并根據(jù)情況進(jìn)行重測或補(bǔ)測。在進(jìn)行同步數(shù)據(jù)驗(yàn)核工作的時(shí)候，主要工作內(nèi)容就是剔除相關(guān)觀測數(shù)據(jù)和一些觀測值的殘差之差。應(yīng)用GPS技術(shù)于土地利用調(diào)查控制測量，在最開始的時(shí)候先要觀測并對觀測到的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，解算出基線向量并進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的核查，在這之后對同步觀測數(shù)據(jù)、重復(fù)邊、環(huán)閉合差驗(yàn)核，核查要求是三種檢核都要滿足現(xiàn)行GPS測量規(guī)范的精度指標(biāo)要求。

3.3地形測量中應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)注意的事項(xiàng)

在對于平面位置進(jìn)行的地形測量中，GPS技術(shù)已經(jīng)廣泛被應(yīng)用其中。不過，這個(gè)技術(shù)目前還存在一定的不足之處，尤其是對于高程的測量運(yùn)用還沒有非常成熟，因此應(yīng)當(dāng)引起工作作業(yè)人員的注意和重視，選取基準(zhǔn)站一定要慎重考慮。基準(zhǔn)站的選址非常重要，一般的要求是不能選擇在高大樹木、大面積水域和高大建筑物，以及有電磁輻射和干擾等地方，比如高壓電線和電臺發(fā)射塔就非常不適合?；鶞?zhǔn)站的選址，一般需要選擇在地勢較高且在測區(qū)的中央的地方。一定要對于高程精度進(jìn)行重點(diǎn)注意，要求對于求轉(zhuǎn)化參數(shù)的已知點(diǎn)，一定要保障其有非常準(zhǔn)確的坐標(biāo)成果。保證作業(yè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確程度，在作業(yè)完成前、完成中和完成后對于已知點(diǎn)，一定要做比測，從而保證其準(zhǔn)確性和精準(zhǔn)度。

4　結(jié)束語

GPS在測量工程應(yīng)用當(dāng)中有著眾多的優(yōu)勢，對于測量工作效果和效率的提高起著重要作用。在測量工程中應(yīng)用GPS時(shí)，要嚴(yán)格按照GPS測量流程進(jìn)行，加強(qiáng)對各個(gè)環(huán)節(jié)當(dāng)中的注意事項(xiàng)的重視，給GPS定位創(chuàng)造良好的工作環(huán)境，以有效保證GPS定位的精準(zhǔn)度，提高測量工程測量結(jié)果的可靠性。

TB22[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-9-169-1