GPS測量技術及其在工程測量中的應用

楊 濤,葛俊潔,李 路（昆明冶金高等?？茖W校，云南昆明，650031）

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GPS測量技術及其在工程測量中的應用

楊 濤,葛俊潔,李 路
（昆明冶金高等?？茖W校，云南昆明，650031）

摘要：GPS的出現(xiàn)給測繪領域帶來了前所未有的變革。GPS被廣泛地應用于大地測量、控制測量等領域，而在工程測量領域，GPS技術同樣發(fā)揮著巨大的作用，這不但使工程測量的效率大大地提升，而且使工程測量的穩(wěn)定性增強，進而大大地提高工程測量的準確性與精度。為此，本文闡述了GPS測量技術的特點，以及GPS測量技術在工程測量中的應用。

關鍵詞：GPS；測量技術；特點；應用

全球定位系統(tǒng)GPS技術是借助無線導航設施、環(huán)球通訊衛(wèi)星系統(tǒng)將準確的信息數(shù)據(jù)提供給應用者。GPS最初目的是用于導航、收集情報等發(fā)揮軍事作用，但隨著應用開發(fā)表明，GPS技術不僅可以達到上述目的，GPS衛(wèi)星信號能夠達到厘米級別甚至毫米級別的相對定位；米級甚至亞米級別的動態(tài)定位；厘米級別至亞米級的速度測量以及毫微秒精度的時間測量，這就決定了GPS將在各個領域得到廣泛的推廣及應用。近年來，在工程測量中，GPS作為一種測量技術有著舉足輕重的地位。下面，將對GPS技術的有關特點以及在工程測量中的應用問題進行了簡要地分析。

1 GPS測量技術的特點

1.1快速定位。GPSRTK技術的出現(xiàn)，使得在工程測量中可以采用實時動態(tài)定位模式，流動站初始化穩(wěn)定后，并可隨時定位，每站觀測僅需幾秒鐘。有效縮短觀測時間，提高工作效率。

1.2定位精度高。GPS定位技術能夠達到毫米級的靜態(tài)定位精度和厘米級的動態(tài)定位精度。定位精度相對于其它測量手段有明顯的優(yōu)勢，如下圖所示。大量的實驗及工程應用表明，用載波相位觀測量進行靜態(tài)相對定位，在小于50km的基線上，相對定位精度可達1×10-6-2×10-6，而在100-500km的基線上可達10-6-10-7。隨著觀測技術與數(shù)據(jù)處理手段的改善，在大于1000km的距離上，相對定位精度可能達到或優(yōu)于10-8。

1.3實時定位。利用GPSRTK技術可進行動態(tài)的、實時的、快速的定位，即可實時確定運動目標的三維位置和運動速度，實時保障運動載體沿預定航線運行，便于選擇最佳路線。

1.4全天候觀測。GPS衛(wèi)星有著較多的數(shù)目，分布比較均勻，能夠保證全球覆蓋，一般情況下，能保證地面點觀測到4顆衛(wèi)星，實現(xiàn)全天候觀測。通常除打雷閃電不宜觀測外，其他天氣也不受影響。

1.5便于操作。我們能夠由實際操作的過程中明確，GPS測量的自動化程度比較高，也非常便于操作。技術工作者僅僅需要做安裝并開關儀器、量取天線高、采集環(huán)境的氣象數(shù)據(jù)、監(jiān)視儀器的工作狀態(tài)，而像衛(wèi)星的跟蹤、記錄、觀測、捕獲等一些事項則自動完成。在觀測完后，技術工作者僅需要關閉電源，然后收好接機并可順利地完成采集數(shù)據(jù)的任務。為此，將GPS技術應用于工程測繪當中，可以在提高工作效率的同時，大大地提升精度，從而有助于實現(xiàn)自動化的工程測繪工作。

2 GPS測量技術在工程測量中的應用

2.1控制測量?？蓱肎PS靜態(tài)相對定位技術，布設精密工程控制網(wǎng)?？刂茰y量是工程建設中各項測量工作的基礎，在工程規(guī)劃設計階段，要建立測圖控制網(wǎng)，用來控制整個測區(qū),保證最大比例尺測圖的需要；在施工階段,要建立施工控制網(wǎng)，以控制

工程的總體布置和各建筑物軸線之間的相對位置，滿足施工放樣的需要；在運營管理階段，根據(jù)需要建立變形觀測控制網(wǎng)，用來控制建筑物的變形觀測。各階段所要建立的控制網(wǎng)，共同的特點是精度要求高，點位密度大。利用GPS靜態(tài)相對定位技術，布設精密工程控制網(wǎng)，具有成本低，速度快、精度高、點位限制少等優(yōu)點。

2.2工程變形監(jiān)測。變形監(jiān)測是指對建構筑物及其地基、建筑基坑或一定范圍內(nèi)的巖體及土體的位移、沉降、傾斜、撓度、裂縫和相關影響因素進行監(jiān)測，并提供變形分析預報的過程。常規(guī)測量是利用水準測量進行沉降監(jiān)測，利用三角測量的方法進行水平位移和整體傾斜的監(jiān)測，存在觀測周期長、耗費人力物力等缺點。利用GPS技術可做到實時觀測、節(jié)約成本的目的，并且很大程度提高監(jiān)測精度。

2.3測繪大比例尺地形圖。在建筑施工前，務必先具備施工區(qū)域的地形圖。在傳統(tǒng)的測量過程中，主要是平板儀測圖、全站儀數(shù)字測圖，測量方式需要較大的工作量、花費的時間比較多、速度比較慢，以及測量的結果不夠準確。而應用GPS動態(tài)測量技術能夠及時地獲得各種數(shù)據(jù)信息，通過繪圖軟件將地形圖制作出來。總之，GPS測量技術的精度高、采集速度快、優(yōu)勢獨特，因此其應用領域逐步地擴展。

2.4 在工程測量的過程中應用GPS測量技術的要點

2.4.1選點。需要在視野比較開闊、比較容易安裝接受設施的區(qū)域選擇點。點位處于的區(qū)域視野附近為大概15°的高度角，以及不可以存在障礙物，避免缺少信號或者是屏蔽信號。選擇點位應當防止跟功率較大的無線電發(fā)射源相接近，點位距離高壓電線應當在50米以上，如此一來，能夠防止電磁場干擾信號。并且，在確定點后，應當進行實地固定。

2.4.2觀測。外業(yè)觀測重點涵蓋記錄觀測、測定氣象參數(shù)、開機觀測、安裝天線等，以及在存儲設施上實時地轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)。

2.5在工程測量過程中GPS測量技術的優(yōu)勢和發(fā)展前景。GPS作業(yè)的精度非常之高。其作業(yè)不會受到距離與環(huán)境的影響，在局部重點工程地區(qū)與地形狀況非常復雜的區(qū)域也十分適宜應用。GPS測量能夠使測量的質(zhì)量與效率大大地提升。其不受人為要素的制約，可以通過計算機技術、微電子技術控制全部的工作過程，以及使自動平差計算、自動數(shù)據(jù)預處理、自動記錄實現(xiàn)。

3 結語

總之，GPS測量技術具備便于操作、測量時間段短、定位精確性高等優(yōu)勢，因此在工程測量中具備十分關鍵的作用。鑒于此，無論是在國內(nèi)，還是在國際上，GPS測量技術都具備非常大的發(fā)展?jié)摿Γ瑥亩軌蛲苿訙y量定位技術的飛躍。

參考文獻

趙建虎,董江,柯灝,張紅梅.遠距離高精度GPS潮汐觀測及垂直基準轉(zhuǎn)換研究[J].武漢大學學報(信息科學版).2015(06)

GPS measurement technology and its application in engineering survey

Yang Tao，Ge Junjie，Li Lu

（Kunming College of Metallurgy, Kunming Yunnan, 650031）

Abstract：The emergence of GPS has brought hitherto unknown change to the field of Surveying and mapping. GPS is widely application in geodesy,control measurements in the field,and in the field of engineering measurement,GPS technology also play a huge role,which not only makes the engineering measurement efficiency greatly improved,and the engineering measurement stability is enhanced,thereby greatly improving the engineering measure of the accuracy and precision of the volume. For this purpose,this paper describes the characteristics of GPS measurement technology,as well as the application of GPS measurement technology in engineering measurement.

Keywords：GPS; measurement technology;characteristics;application