GPS在工程测量中的应用与探讨

南阳师范学院 20XX 届毕业生毕业论文（设计） 题 目：GPS在工程测量中的应用与探讨 完 成 人： 班 级： 学 制： 专 业： 测绘工程 指导教师： 完成日期： 目 录摘要（1）1前言（1）2 GPS的工作原理及使用方法（1）2.1 GPS测量仪器的结构组成部分（1）2.1.1空间部分（2）2.1.2地面控制系统（2）2.1.3用户设备部分（2）2.2 GPS在工程测量中的原理（2）2.2.1测量的特点（2）2.2.2 工程测量平面坐标系的建立原理（3）2.2.3 GPS测量技术原理（3）2.3 GPS在工程测量中的使用探讨（4）2.3.1GPS 测量的技术设计（4）2.3.2GPS 测量的外业实施（5）3 GPS的工程应用与工作方法（7）3.1 GPS在控制测量中的应用（7）3.2 GPS在碎步测量中的应用（8）4 与常规测量比较及其优缺点（9）4.1 GPS的优势特点（9）4.1.1操作方面（10）4.1.2精度比较（10）5 结束语（12）参 考 文 献（13）Abstract:（13）GPS在工程测量中的应用与探讨 摘要：GPS是常用的测量工程的仪器之一，其是一种全球定位系统。随着我国经济的快速发展，其在工程中广泛应用。基于此，本文主要探讨其在工程方面的应用原理方法，以大量的现场操作去验证。从数据中分析其方法的优缺点，找出最快捷的方法。最后分析其未来的发展趋势，以及我国将来在这方面的前景，从而使其更好地应用到我国的国民经济建设中，为广大国民带来更快，便利的生活。 关键词：全球定位系统；快速；大量；快捷；前景1前言最初的GPS计划在美国联合计划局的领导下诞生了，该方案将24颗卫星放置在互成120度的三个轨道上。每个轨道上有8颗卫星，地球上任何一点均能观测到6至9颗卫星。这样，粗码精度可达100m，精码精度为10m。由于预算压缩，GPS计划不得不减少卫星发射数量，改为将18颗卫星分布在互成60度的6个轨道上，然而这一方案使得卫星可靠性得不到保障。1988年又进行了最后一次修改：21颗工作星和3颗备用星工作在互成60度的6条轨道上。这也是GPS卫星所使用的工作方式1。GPS在工程中的应用，主要是用于建立各种工程控制网及测定航测外控点等。随着发展，对勘测技术提出了更高的要求，由于线路长，以知点少，因此，用常规测量手段不仅布网困难，而且难以满足高精度的要求。中国已逐步采用GPS技术建立线路首级高精度控制网，然后用常规方法布设导线加密。实践证明，在几十公里范围内的点位误差只有2cm左右，达到了常规方法难以实现的精度，同时也大大提前了工期。GPS技术也同样应用于特大桥梁的控制测量中。由于无需通视，可构成较强的网形，提高点位精度，同时对检测常规测量的支点也非常有效。GPS技术在隧道测量中也具有广泛的应用前景，GPS测量无需通视，减少了常规方法的中间环节，因此，速度快、精度高，具有明显的经济和社会效益。2 GPS的工作原理及使用方法 2.1 GPS测量仪器的结构组成部分第 1 页 (共 15 页)2.1.1空间部分GPS的空间部分是由24颗卫星组成（21颗工作卫星；3颗备用卫星），它位于距地表20200km的上空，运行周期为12h。卫星均匀分布在6个轨道面上（每个轨道面4颗），轨道倾角为55。卫星的分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到4 颗以上的卫星，并能在卫星中预存导航信息，GPS的卫星因为大气摩擦等问题，随着时间的推移，导航精度会逐渐降低。2.1.2地面控制系统地面控制系统由监测站(Monitor Station）、主控制站（Master Monitor Station）、地面天线（Ground Antenna）所组成，主控制站位于美国科罗拉多州春田市（Colorado. Springfield）。地面控制站负责收集由卫星传回之讯息，并计算卫星星历、相对距离，大气校正等数据。2.1.3用户设备部分用户设备部分即GPS信号接收机。其主要功能是能够捕获到按一定卫星截止角所选择的待测卫星，并跟踪这些卫星的运行。2.2 GPS在工程测量中的原理2.2.1测量的特点：相对于常规测量来说,GPS 测量主要有以下特点: （1）测量精度高。 GPS 观测的精度明显高于一般常规测量, 在小于50km 的基线上, 其相对定位精度可达 10-6, 在大于 1000km的基线上可达 110-9。（2）测站间无需通视.。GPS 测量不需要测站间相互通视,可根据实际需要确定点位,使得选点工作更加灵活方便。 (3)观测时间短。 随着 GPS 测量技术的不断完善,软件的不断更新,在进行GPS测量时,静态相对定位每站仅需20min左右,动态相对定位仅需几秒钟。(4)仪器操作简便。目前 GPS 接收机自动化程度越来越高,操作智能化,观测人员只需对中、整平、量取天线高及开机后设定参数,接收机即可进行自动观测和记录。（5）全天候作业。GPS卫星数目多,且分布均匀,可保证在任何时间、任何地点连续进行观测,一般不受天气状况的影响。（6）提供三维坐标2。GPS 测量可同时精确测定测站点的三维坐标,其高程精度已可满足四等水准测量的要求。GPS 定位技术以其高精度 、速度快、费用低 、操作简便等优良特性被广泛应用于大地控制测量、工程测量、变形观测中,可以说 GPS 定位技术已完全取代了用常规测角、测距手段建立大地控制网, 一般将 GPS 卫星定位技术建立的控制网叫GPS 网。GPS 控制网分为两大类:一类是全球或全国性的高精度 GPS 测量网,网内相邻点的距离在数千公里至上万公里, 主要任务是作为全球高精度坐标框架或全国高精度坐标框架,为全球性地球动力学和空间科学方面的科研工作服务, 或用以研究地区性的板块运动或地壳形变规律等问题。另一类是区域性的 GPS 测网,它包括城市或矿区 GPS 网、施工区域控制网等,网内相邻点距离为几公里至几十公里,主要作用是直接为国民经济建设服务，下面主要阐述后者。 区域 GPS 是指国家 C、D、E 级 GPS 网或者专为工程项目布设的工程 GPS 测量网,这类网的特点是控制区域有限,边长短(一般从几百米到 20km), 观测时间短(从快速静态定位的几分钟至一两个小时)。由于 GPS 定位的高精度、快速度、省费用等优点, 建立工程首级控制网的手段基本被 GPS 技术所取代。 GPS 快速静态测量用于平面控制测量与传统的全站仪和典型静态测量相比, 不仅能够显著提高工作效率,而且所测成果精度能够满足设计要求。2.2.2 工程测量平面坐标系的建立原理高斯投影长度变形公式地面上的边长归化至平均海水面上,再投影至高斯平面,变形公式如式(1):s=(s1+s2)=s(V1+V2)=s-(Hm+h)/Rn+s(ym2/2Rm) 其中: s为地面长度归化的高斯投影面的总改正值;s为地面两点间距离;s1为地面长度归化至海平面的改正;s2为海平面距离投影到高斯平面的改正;V1为地面长度归化至海平面的改正系数;V2为海平面距离投影到高斯平面的改正系数;Hm为归算边高出海平面的平均高程;h为平均海水面与参考椭球体之间的高差;Rn为归算边方向平均海水面法截弧的曲率半径;ym为归算边两端点坐标的平均值),Rm为平均海水面的平均曲率半径。从工程测量平面坐标系建立的方法可以看出, 当测区平均高程 Hm 在100m 以下,Y 坐标平均值在 40km 以下,高斯投影改正每公里小于 2.5cm。 能满足相应规范的要求。每公里距离改正 2.5cm,即为:从公式中的S1、S2 两项改正,符号相反,故对以上要求 , 为此,需通过选择某一独立的平面坐标系来解决,具体方法是:根据测区的具体情况,将投影的中央子午线选在测区的中央,地面观测值归算到测区平均高程面上, 按高斯正形投影计算平面直角坐标, 可以有效的实现两种长度变形改正的补偿3。2.2.3 GPS测量技术原理在 GPS 测量中, 卫星主要被作为位置已知的空间观测目标,从而形成了不需要地面点的后方交会, 每台接收机都是一个独立的控制点, 经过接受到的数据解算出点的经纬坐标(WGS-84), 在多台接收机同时接收数据便形成了很多三角网形参与平差解算, 自由网无约束平差解算出 WGS-84 坐标,然后把己知的控制点进行约束平差得到 BJ-54 坐标。考虑到测区的实际情况, 选多于 4 台 GPS 接收机为一套设备,以两台仪器为一组,成对布设 GPS 点。 在组成良好网形的前提下,每一对 GPS 点必须通视良好,其间距一般 500 m左右,以便于以后作为全站仪导线点的起始点4。GPS 联测和高等级导线采用软件平差解算。 在做较长距离导线时就会产生投影变形, 投影变形处理与否将直接影响整个控制网精度是否达到要求。2.3 GPS在工程测量中的使用探讨GPS 构成 GPS 主要由空间卫星系统、地面监控站及用户设备三部分构成GPS 空间卫星系统由 21 颗工作卫星和 3 颗备用卫星组成。 24 颗卫星均匀分布在6个轨道平面内,卫星的平均高度为 20 200km，运行周期为 11h58min。卫星用 L 波段的两个无线电载波向广大用户连续不断地发送导航定位信号，导航定位信号中含有卫星的位置信息，使卫星成为一个动态的已知点,在地球的任何地点任何时刻，在高度角 15以上，平均可同时观测到 6 颗卫星，最多可达到 9 颗。GPS 地面监控站主要由分布在全球的一个主控站 、三个注入站和五个监测站组成。主控站根据各监测站对 GPS卫星的观测数据，计算各卫星的轨道参数、钟差参数等，并将这些数据编制成导航电文，传送到注入站，再由注入站将主控站发来的导航电文注入到相应卫星的存储器中。GPS 用户设备由 GPS 接收机、数据处理软件及其终端设备（如计算机）等组成。GPS 接收机可捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号，跟踪卫星的运行，并对信号进行交换、放大和处理，再通过计算机和相应软件，经基线解算、网平差，求出 GPS 接收机中心（测站点）的三维坐标。应用实例工程概况 本文涉及的工程由某集团公司投资建造，是一个集休闲、娱乐、旅游、假等功能于一体的综合项目。工程位于城郊，占地 86.4km2，属两山夹一沟地形，山地面积约占三分之二。最高处约 90m。山上树木茂盛，地形复杂，通视困难，行走不便。 为了该工程的设计和施工，需建立首级控制网。考虑到工程复杂，工期较紧，测区通视困难，地形起伏大等因素，决定采用 GPS 测量。2.3.1GPS 测量的技术设计设计依据 ：GPS 测量的技术设计主要依据 1999 年建设部发布的行业标准城市测量规范、1997 年建设部发布的行业标准全球定位系统城市测量技术规程有关要求制定的。设计精度 ：根据工程需要和测区情况 ，选择城市或工程二级 GPS 网作为测区首级控制网。 要求平均边长小于1km，最弱边相对中误差小于112 000，GPS 接收机标称精度的固定误差 a15mm，比例误差系数 b20106。设计基准和网形 ：如图 1所示 ，控制网共 12 个点 ，其中联测已知平面控制点 2 个（A011，A012），高程控制点 5个（A011，A012，A005，A009，A010，其高 程 由 四 等 水 准 测得）。采 用 3 台 GPS接收机观测，网形布设成边连式6。观测计划 ：根 据 GPS 卫 星 的 可见预报图和几何图形强度（空间位置因子 PDOP），选择最佳观测时段（卫星多于 4 颗，且分布均匀，PDOP 值小于 4），并编排作业计划表。2.3.2GPS 测量的外业实施选点：GPS 测量测站点之间不要求一定通视 ， 图形结构也比较灵活，因此，点位选择比较方便。 但考虑 GPS 测量的特殊性，并顾及后续测量，选点时应着重考虑：点与点之间至少与另外一点（或一点以上）保持通视，以便后续测量工作的使用；为保证 GPS 观测精度，点周围高度角 15以上不要有障碍物，以免信号被遮挡或吸收；点位要远离大功率无线电发射源、高压电线等，以免电磁场对信号的干扰；点位应选在视野开阔、交通方便、有利扩展、易于保存的地方，以便观测和日后使用；选点结束后，按要求埋设标石，并填写点之记。观测 ：根据 GPS 作业计划表的安排进行观测 ，采取静态相对定位，卫星高度角 1，时段长度 20min，采样间隔10s。在 3 个点上同时安置 3 台接收机天线（对中、 整平、定向），量取天线高，测量气象数据，开机观察，当各项指标达到要求时，按接收机的提示输入相关数据，则接收机自动记录，观测者填写测量手簿5。GPS 测量的数据处理 GPS 网数据处理分为基线解算和网平差两个阶段，采用随机软件完成。经基线解算、质量检核、外业重测和网平差后，得到 GPS 控制点的三维坐标（见表 1），其各项精度指标符合技术设计要求。图1 GPS控制网表1 GPS控制点通过 GPS 在测量中的应用，得到如下体会:第一，GPS 控制网选点灵活，布网方便，基本不受通视、网形的限制，特别是在地形复杂、通视困难的测区，更显其优越性但由于测区条件较差，边长较短（平均边长不到 300m），基线相对精度较低，个别边长相对精度大于 112 000。 因此，当精度要求较高时，应避免短边，无法避免时，要谨慎观测。第二，GPS 接收机观测基本实现了自动化 、智能化，且观测时间在不断减少，大大降低了作业劳动强度，观测质量主要受观测时卫星的空间分布和卫星信号的质量影响。 但由于各点的选定受地形条件限制，造成树木遮挡，影响对卫星的观测及信号的质量，经重测后通过。因此，应严格按有关要求选点，择最佳时段观测，并注意手机6、步话机等设备的使用。第三，GPS 测量的数据传输和处理采用随机软件完成 ，只要保证接收卫星信号的质量和已知数据的数量、精度，即可方便地求出符合精度要求的控制点三维坐标。但由于联测已知高程点较少（仅联测 5 个），致使的控制点高程精度较低。因此，要保证控制点高程的精度，必须联测足够的已知高程点。3 GPS的工程应用与工作方法3.1 GPS在控制测量中的应用在工程测量中，GPS 有其无可取代的优越性。一些大型工程，例如铁路、水坝的修建需要全局上的掌握，这时，传统的测量方法面对如此大型的工程，就很是吃力了，但是 GPS 术就不存在这样的问题，而且 GPS 可以直接提供三维的数据，在勘探设计阶段，极大地方便了工程的进行。在测设方格网的过程中，GPS 展现出的灵活性、适应性都远在常规方式之上。因为 GPS 的基站之间不需要相互通信，所以相对与常规测量方式，选点时的工作就简单很多。也降低了经济成本，省掉了建立视标的成本。但是，在这个过程中 GPS 技术也有其特殊的要求，选择点位时，需要方便到达，以便放置标石，而且选择的地方需要视线开阔，没有金属物和障碍物，防止干扰电磁波。比如说大片的水面，高压线网以及有大量金属存在的建筑工地等。GPS 技术在工程测量中应用最广的，要算是RTK（Real-time kinematic），即实时动态差分法。这是一种新的常用的 GPS 测量方法，以前的静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度，而 RTK 是能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法，它采用了载波相位动态实时差分方法，RTK 技术可以说是 GPS 发展历程中的一大突破，应用 RTK 技术，可以在野外进行外业测量时，在不到一秒钟内，实时得到精度在厘米级的定位数据，这在地形勘测、工程放样上都有重大意义。在城市建设和大型工程建设的过程中，控制网的面积大，要求的精度高，而且测量数据随着工程的进度在不断变化，需要高频率的测量。这时候，传统的测量方式显得落后。传统测量的定位点通常是位于地面的，随着工程的建设，这些点中大部分会被不断破坏，测量的进度也就被破坏了。而且，城市建设中，导线测量的方式，还要求点与点之间通视，浪费时间也浪费精力，同时还存在着测量精度不均匀的问题。RTK 技术则不然，应用这一技术，可以实时知道测量数据和测量精度，在精度达到之后，就可以停止测量了，不需要在计算出数据，然后发现达不到要求之后返工，还可实时地判定解算结果是否成功,以减少冗余观测, 缩短观测时间，大大减少了人力的强度，节省了开销。在施工放样的过程中，传统的测量方式，例如经纬仪交会放样，全站仪的边角放样等，通常需要先人为的设计好点位，在实地标识出来，至少需要 2 人至3人共同操作，来回的去移动目标，如果碰上困难，还需要想其他很多方法才能成功的放样，这样做不仅费时而且费力。但是，采用 RTK 技术，只需要一人操作，把放样点的坐标输入终端，按照提示走到放样点即可，而且这种放样形式，不需要点间通信，直接通过坐标放样，大大提升了放样均度。在广西某一输油管道建设项目中，RTK 技术就发挥了很重要的作用。该地区地形复杂，如果应用传统的无线电方法，就会遇上信号不好等问题8。而应用高精度 GIS 采集测量技术，可以通过 GPS，达到高精度采集信息，实时监控工程进度，在工程设计，放样以及施工过程中的控制上发挥作用，为设计施工人员提供精确以及变化的数据，使该广西该输油管道项目的实施效率大大提高。GPS-RTK 技术也应用于矿山测量工作中, 它主要用于矿区控制点加密, 地形测量, 以及钻孔、剖点、探槽、探井、坑口、取样钻孔、地质点、近井点、坑口位置点的坐标放样与求测,工程作业调度, 地质填图等也同样适用。目前我国土地资源紧张，许多沿海城市正在大规模进行围垦建设。但是围垦工程大多远离岸边，施工位置受潮汐影响严重，大部分施工项目需水上作业等原因使全站仪难以完成围垦工程的测量工作，但 GPS 不会受到影响。3.2 GPS在碎步测量中的应用在平原地区，野地地形较简单，但主要沟坎不可放过，因地势较平坦，高程点可以稀一些，但有明显起伏的地方，高处应延坡走向有一排点，坡下有一排点，这样画出的等高线才不会变形，画上沟坎后，等高线钻进沟坎，这样等高线才不会相交。平原地区的房屋应在一排房的两边控制，不可以用短边两点和长边距离画房，那样误差太大。有必要时该上房则上房可以得到事半功倍的效果。有些地方无法看到，可用仪器把周围打出来，里面的用钢尺量，不要以为钢尺量的不准，实践证明，量出来的和测的一样准，而且可以提高效率。测图时一定要注意电杆的类别和走向以及是否有地下接口。有的电杆上边是输电线，下边是配电线或通讯线，应画主要的。成行的电杆不必每一个都测，可以隔一根测一根或隔几根测一根，因为这些电杆是等间距的，在做内业时可用等分插点画出,精度也很高,但有转向的电杆一定要测。道路要测一边，量出路宽，这样画出来才好看。地下光缆不可放过，但有些光缆，例如国防光缆须经某些部门批准方可在图上标出。 在测山区时，主要是地形，但并不是点越多越好，做到山上有点，山下有点，确保山脊线，山谷线等地性线上有足够的点，这样画出的等高线才想且不变形。在山区特别是在半山腰建的房子，要把周围的大坎画出，这样在图上才可看出房屋是一层层的，有立体感。在山区测图最好在山顶或半山腰设站，这样可以减少搬站，效率高。 测量员要对各种地形地物有一个总体概念，知道什么地物由几个点画出，一般点壮物一个点，线壮物两个点，圆形建筑物三个点，矩形建筑物四个点，这也是对测图软件的熟悉程度。 碎步草图，在山区要和地形联系起来,房屋相对位置要画好，这样回去后便于处理内业和查错。有写地物如电杆、井盖，可提出单独画，会使草图清晰不乱。GPS除了用于导航、定位、测量外，由于GPS系统的空间卫星上载有的精确时钟可以发布时间和频率信息，因此，以空间卫星上的精确时钟为基础，在地面监测站的监控下，传送精确时间和频率是GPS的另一重要应用，应用该功能可进行精确时间或频率的控制，可为许多工程实验服务。此外，据国外资料显示，还可利用GPS获得气象数据，为某些实验和工程应用。时间服务以GPS的时间为基准，为领域内的设备提供时间服务，是时间服务器基准时间重要来源。全球卫星定位系统GPS是开发的最具有开创意义的高新技术之一，其全球性、全能性、全天侯性的导航定位、定时、测速优势必然会在诸多领域中得到越来越广泛的应用。在发达国家，GPS技术已经开始应用于交通运输和交通工程。GPS技术在中国道路工程和交通管理中的应用还刚刚起步，随着我国经济的发展，高等级公路的快速修建和GPS技术的应用研究的逐步深入，其在道路工程中的应用也会更加广泛和深入，并发挥更大的作用。4 与常规测量比较及其优缺点4.1 GPS的优势特点相对于常规测量来说GPS 测量主要有以下特点:第一，测量精度高,在小于 50km的基线上,其相对定位精度可达 l l0-6,在大于 l 000 km 的基线上可达 l l0-8;第二，测站间需通视,GPS 测量不需要测站间相互通视,可根据实际需要确定点位,使得选点工作更加灵活；第三，观测时间短,在进行GPS测量时,静态相对定位每站仅需 20min 左右,动态相对定位仅几秒钟;第四仪器操作简便,目前 GPS 接收机自动化程度越来越高,观测人员只需对中、整平、量取天线高及开机后设定参数,接收机即可进行自动观测和记录;第五，全天候作业,GPS 卫星数目多,且分布均匀,可保证在任何时间、任何地点连续进行观测,一般不受天气状况的影响;第六，提供三维坐标,GPS 测量可同时精确测定测站点的三维坐标,其高程精度已可满足四等水准测量的要求。4.1.1操作方面GPS在实际的工程实践中具有较多的优点，以下便是几个突出的：第一，观测时间短 随着GPS系统的不断完善，软件的不断更新，20km以内相对静态定位，仅需15-20分钟；快速静态相对定位测量时，当每个流动站与基准站相距在15km以内时，流动站观测时间只需1-2min；采取实时动态定位模式时，每站观测仅需几秒钟。因而使用GPS技术建立控制网，可以大大提高作业效率。第二，测站间无需通视 GPS测量只要求测站上空开阔，不要求测站之间互相通视，因而不再需要建造觇标。这一优点既可大大减少测量工作的经费和时间（一般造标费用约占总经费的30%50%），同时也使选点工作变得非常灵活，也可省去经典测量中的传算点、过渡点的测量工作。第三，仪器操作简便 随着GPS接收机的不断改进，GPS测量的自动化程度越来越高，有的已趋于“傻瓜化”。在观测中测量员只需安置仪器，连接电缆线，量取天线高，监视仪器的工作状态，而其它观测工作，如卫星的捕获，跟踪观测和记录等均由仪器自动完成。结束测量时，仅需关闭电源，收好接收机，便完成了野外数据采集任务。如果在一个测站上需作长时间的连续观测，还可以通过数据通讯方式，将所采集的数据传送到数据处理中心，实现全自动化的数据采集与处理数据采集与处理。另外，接收机体积也越来越小，相应的重量也越来越轻，极大地减轻了测量工作者的劳动强度。4.1.2精度比较从工程测量的实施应用中，我们可以充分看到GPS测量的越性，充分显示了这一卫星定位技术的高精度和高效益。采用GPS技术测设方格网，比常规方法适应性更强。网形构造简单，点的疏密和边的长短可灵活选取，即使离已知控制点较远也可以连接，并进行控制网的定位和定向。它解决了点位间无法通视的困难，选点灵活，不需要高标，外业施测不受天气影响。测设大型(长边)方格网和通视条件特别困难时，尤其能够显示其优越性。尽管GPS本身在进行测量时不受到通视条件的限制，但是，工程测量一般为小范围测量并受到成本的限制。因此，在实际的工程测量中，仍然要考虑使用全站仪、经纬仪、水准仪等常用且投入较少的仪器。这些常用的仪器一般都需要点与点之间相互通视，特别是在布设控制网时，点与点不能通视将会给测量工作带来较多的麻烦和困难。特别是大型工程控制网中，如果点与点不通视，势必影响网的强度和精度。因此，在工程测量中布设GPS控制网时，必要时应当尽量使较多的点互相通视8。GPS方格网点位精度高、误差分布均匀，不但能够满足规范要求，而且具有较大的精度储备。采用点位中误差作为方格网测量精度指标是可行的，它比用相对中误差表示精度指标更为合理。采用GPS方法布设大地控制网，因其图形强度系数高，能够有效地提高点位趋近速度。网形优化比较方便。采用GPS-RTK测设建筑方格网与常规测量法相比，效率可提高一倍以上，并能大幅度降低作业人员的劳动强度。一个参考站可有多台流动站作业，流动站不需基准站指挥，单人即可独立作业。GPS技术以其独特而强大的功能与优点充分显示了它在该领域发展的优越性，以及更大、更广阔的发展空间。但在该领域实际施工过程中和后续工程的建设和监测中也暴露出了一些不足。GPS系统精确定位的关键就在于对卫星和接收机之间距离的准确计算，按照固定模式：距离=速度时间，时间确定之后，速度按电磁波的传播速度定。众所周知电磁波在真空中的传播速度很快，但大气层不是真空状态，信号要受到电离层和对流层的重重干扰。GPS系统只能对此进行平均计算，在某些具体区域肯定存在误差；在大城市或山区由于高层建筑物及树木等对信号的影响，也会导致信号的非直线传播，计算时也会引入一定的误差；与常规仪器进行的控制测量一样，使用GPS-RTK技术应首先复核起算基准点的精度起算点应为高等级的控制点，并且起算基准点和观测点之间具有较好的位置分布。当使用动态GPS-RTK进行观测时，基准站的精度要经过3到5个高等级控制点的连测、复核，确保基准站坐标在各个方位观测情况下具有一致的精度9。GPS测量中所选择的控制点位置的差异直接影响到观测点位的精度。由于GPS测量是通过接收卫星发射的信号经过数据处理而得到点位坐标(包括高程)的，任何可能影响信号接收的因素出现干扰时，所测定的点位坐标都可能产生误差。为此，在选择测量点位时应注意以下几点：第一，点位视野开阔，向上15，视角范围内应尽量避免有障碍物。第二，尽量远离功率无线电发射源，间距应不小于400m，远离高压输电线路，间距应不小于200m。第三，远离具有强烈干扰卫星信号接收的物体，并尽量避开大面积的水域。第四，GPS测量成果与常规测量成果之间，不同型号GPS测量成果之间存在差异，有时相差比较大。GPS网在进行平差计算时，边长一般需要进行两项改正：第一归算至大地水准面的改正；第二归算到高斯投影面上的改正。二维联台平差模型不能解决平面位置与高程位置统一的问题，而三维联台平差模型是一个多功能的可实现平差模型转换的高级平差系统，平差得到的结果是点的三维空间位置及其精度，这对于点位及其分量的全面分析和研究是极有利的。但在三维联合平差时，需要地面点有相应精度要求的大地高观测值，这在某些情况下是难以实现的。在工程测量领域中，由于GPS定位技术自身独特而强大的功能，充分显示了它在该领域实际测量工作中比常规控制测量具有更大的优越性和适应性，同时也存在一些不足，还有待于进一步研究改善来适应实际测量工作。随着该技术的飞速发展和普及，以及相关技术的应用，GPS定位技术将在城市建设及工程测量中得到更加广泛的应用。5 结束语随着汽车、手机等高档消费品的普及，中国正在成为全球卫星定位导航系统（GPS）产业增长最快的市场之一。“十一五”期间，GPS在多个领域将会拥有更大的发展空间。然而，由于GPS在我国尚处于起步阶段，与产业发展相配套的环境还不完善，制约了企业的创新和发展。致力于GPS产业发展的有识之士时刻关注着这些问题，并亲自实践探索其发展和突破之道。北京东方联星科技有限公司总经理张峻林是众多探索者中的一员。有了更多这样的有识之士，中国GPS产业的明天值得期待。与GPS产业发达的国家相比，我国的GPS产业尚处于起步阶段，与之配套的大环境还没有形成，企业发展相对较难。虽然中国企业自主研制的GPS核心技术产品已经达到国际水平，甚至直接卖给国外的公司，但由于没有适合产业发展的大环境，产业链没有形成，许多相关配套产品都没有企业提供。特别是能够研发核心技术的企业太少，只有东方联星、西安华讯、北京星科联通等少数几家，势单力孤而是斥巨资购买国外的技术产品。如果这些企业能转而利用国内企业的核心技术，让他们分一杯羹，不仅可以保证国内企业的生存，还能