试述GPS在工程测量中的实践应用

1、试述GPS在工程测量中的实践应用    【摘 要】传统的测距、测角等的测量工具已经被GPS以其方便、精确度高、快捷的定位技术所代替。本文主要对GPS技术在工程测量中的应用进行了分析。 【关键词】GPS；工程测量；应用；分析 随着我国经济的快速发展，城市化建设的进程也在逐渐加快。其中工程测量在工作任务上越来越繁重，工程测量正在面临着极大的压力。而对工程测量来说，需要通过测量方法才能得到有效的信息，计算机等新技术的快速发展，也使工程测量在测量方法的种类上日渐增加。GPS是全球定位系统，是一种借助GPS卫星对地面点进行确定的新型定位系统，采用GPS定位技术在工

2、程测量中的应用，有利于实现工程测量的高精度、高自动化、快速定位、操作方便以及布点灵活。 一、GPS系统测量特点 （一）GPS定位技术的组成 GPS全球定位系统是由以下几个部分组成：（1）空间部分。24颗GPS工作卫星均匀分布在55°倾斜角轨道上，确保从地球的任何地点、时刻都能观测到至少4颗卫星，发射信号上有用户用来定位、导航的导航电文及测距码等基础数据。（2）用户部分。用户设备（气象仪、计算机等）、数据处理软件、GPS接收机是GPS用户组成部分，作用是接收并利用GPS卫星发射的信号进行导航定位。我们所说的GPS就是指用户部分。（3）地面控制部分。主控站（1个）、监测站（5个）、注入站

3、（3个）是地面控制的组成部分。监测站主要负责连续跟踪观测接收到的卫星讯号，提供主控站观测数据；主控站主要进行数据的处理、对系统进行管理，并将处理后的数据传送至注入站；注入站负责将数据存入相应卫星存储器。 （二）GPS定位技术的特点 采用GPS系统建立工程控制网实现了观测站不用相互通视功能，减少了测量经费及工作时间，可灵活选择点位，GPS系统可全天候、高效率、高精度、自动化快速定位，应用广泛，具有多功能。50km之内定位精度达10-6，范围在100-500km可达10-7定位精度，大于1000km实现10-9定位精度。目前仅需15-20min实现20km范围内的相对静态定位；仅需几秒钟就可实现每

4、站观测的动态相对定位测量。 GPS能同时实现测站点三维坐标的精确测定；GPS接受机也越来越小，更加轻便，大大降低了劳动强度；可进行任意时间段、地点的测量，不受气候变化影响。 （三）GPS定位技术的定位原理 在进行工程测量的时候，基准站通过通讯系统将卫星观测信息和基准站数据传输给各个流动站，流动站将基准站传来的数据信息和流动站本身测得的观测信号进行差分处理，得出两站间的基线值，并输入投影参数和坐标转换，控制器就可以根据接收到的信息实时计算出测点的坐标。 （1）测距码测定伪距的单点定位 接收机大卫星之间的伪距由测距码进行测定，线标接收机某时刻的坐标、钟差、卫星坐标和延迟函数，即： =f（XT，X，

5、t，） 式中的表示伪距观测值；XT表示测站位置参数；X代表卫星位置参数；t表示钟差；表示观测瞬间对流层/电离层延迟。同时观测到4颗卫星即能获得4个未知数，相对静定位，可反复测定各瞬间观测值，提升定位精度，相对动态定位必须逐个解算瞬间观测值。 （2）载波相位观测值的相对定位 对相同的GPS卫星同时实施两个测站两台接收机的载波相位测量，可确定基线向量；如果在不同测站对GPS卫星用多台接收机进行载波相位同步观测，能确定多条基线向量。 二、GPS系统在工程测量中的实践应用 GPS定位技术可进行全天候的即时测，定位准、速度快，且具有较高精度，GPS定位技术作为一种新型定位技术在工程测量中得到了充分应用。

6、 在工程常规的控制测量中，传统的三角测量或导线测量等的技术，都有相邻点间通视的要求，不仅精度不均，而且又费时间、精力，由于导线的边长与角度的要求比较高，所以如果城镇中的地形比较复杂，同时也没有良好的通视条件及无法控制边长时，是很难把握其精度的。 对于静态相对定位的测量，GPS不仅可以使测定精度高，而且各等级控制点的坐标，在测定时精度也非常高，根本不用进行点间通视，也受不到不同技术条件的影响。另外，RTK技术的出现与发展，在进行工程测量时，通过RTK技术，能够对各等级控制点的坐标进行快速高精度的测量，甚至只要在特定数量的基准控制点下，就能够对地物点的位置进行测定，无需再对各等级控制点设置，而且还

7、能使精度达到厘米级。 在工程控制测量中，GPS技术已成为当前最重要的工具。GPS常规静态测量模式主要用于地籍控制网边长超过15km；而GPS快速静态测量及RTK测量械则适用于控制网边长在515km；如果其边长在5km以下，则首选RTK测量模式。 三、GPS技术在工程测量中的发展前景 在工程测量的工作中，GPS技术发挥着至关重要的作用，而且其发展前景也是相当可观。 （1）GPS技术与作业的环境和距离没有关系，其测量的精度非常高，像公路、铁路等比较特殊地形的测量也是相当方便的。 （2）GPS技术在取得测量控制点的三维坐标时，速率也非常快。 （3）针对界址点的测量，GPSRTK技术可以更快、更有效地完成，而且界址点的放样也能够实现。 （4）在测量过程中，GPS技术主要的局限就是信号受到干扰，所以，GPS技术在使用时，其有些信号的干扰问题可以通过全站仪的测量进行解决，这会使工作效率提高的更快。 四、结束语 伴随科技的进步，GPS系统的开发应用会更加完善，目前已经实现了cm乃至mm精确定位，并已广泛应用在了工程测量、不同类型的变形检测、大地测量及地基测量等领域，已经是工程控制网主要建立方式。与传统的测量方法相比，GPS测量技术的优势是不可比拟的，不但使作业的强度大大降低，而且其测量的速度与精度等都达到了工程勘测定界工作的相关规程中的标准。此外，在资金费用与经济