探讨工程测量中的GPS技术工程测量

探讨工程测量中的GPS技术工程测量

骆鹏

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摘要：在目前阶段，我国技术勘测引进了最新的 GPS技术，这将极大地提升勘测工作的精确度，这对于提升总体效率有着十分显著的效果，应该对工程测量点进行科学的定位，精确地获得在工程施工过程中所需要的地形资料，为工程施工提供完备的数据参考，为各种工程项目的质量控制奠定良好的基础。在这一背景下，文章就 GPS测量技术的概况和在工程测量中应采取的技术措施作了简要的介绍。

关键词：GPS；工程测量；具体应用

引言

我国庞大的人口和繁荣的经济，为建筑业的发展提供了有利的条件。随着社会对建筑业的要求与日俱增，传统的测量方法已不能适应社会发展的需要。利用 GPS测量技术进行测量，能够很好地解决常规测量方法的不足。这对提高地形图的精度有着重要的意义。随着国家经济的高速发展，各类工程建设接踵而至，使测量得到了越来越多的应用。在测绘工作中，采用GPS测量技术，可以提高测量工作的准确性，并且具有简单、快速、易于操作等特点。全球定位系统是通过空间交汇来实现对目标的定位。技术原理是：利用GPS卫星、接收终端、导航电文等进行位置信息采集，按照技术要求在指定位置设立GPS接收机，在特定时刻同时接收至少3颗卫星发出的导航电文，通过数据接收前后所需时间的计算，获得GPS接收机与卫星之间的距离。同时，通过GPS接收到的卫星历表，可以得到一定时间内的卫星在整个空间的三维坐标。

一、GPS技术的概述

GPS技术的全称是全球定位系统。正如名字所暗示的那样，这是一种全球定位系统和导航系统。它的主要目标是为用户提供实时，全天候，全球导航，全球定位系统技术在陆地，海洋和空中都很活跃，但是由于其军事背景，它也在军事上得到了应用。近几年来，全球定位系统在全球范围内的应用越来越广泛，其应用也越来越广泛。随着科学技术的发展，GPS技术在定位与导航之外，还将逐步扩大其应用范围，在超速预警、测绘、车辆管理等方面都有广泛的应用。日本近几年也在研究定位技术，并研制出了“北斗”。这给我们的工作带来了很大的不便。

二、GPS测量的技术特征

（一）具有很好的自适应和高定位

在传统的测量模式中，工程测量的方法受到外部环境的干扰，很难实现全天候的测量，工作效率很低。GPS技术具有较好的自适应能力，不会受到外部环境的干扰，可以24小时工作，极大地提高了工作效率。GPS定位技术对外界环境的适应性较强，对物体的定位能力较强。在实际工程中，采用此方法，可获得5mm5×D的高精度红外测距数据，但其基准精度为5mm1×D。GPS在测距中具有较大的优越性，它能对一定的范围进行精确的定位，因此它的测距精度很高。

（二）使用的灵活性和测量时间短

GPS测量具有较高的自动化水平。现在的全球定位系统接收机越来越小，操作也越来越方便。观测人员只需要调整天线的位置，测得天线的高度，然后开启电源，就可以实现自动观测。利用软件对数据进行处理，实现了对单点三维坐标的精确测量。运用这一方法，可明显缩短预测量所需的时间，为项目总进度提供了有力的保障。该方法不要求测点间有一定的观测距离，从而使测点的选取具有很大的灵活性。不过，要想接收到全球定位系统卫星讯号，基地台上空的天气就必须很好。利用GPS建立控制网，通常需要在每一站进行30-40分钟的观测。

（三）运行

全球定位系统能在任何时候都能持续工作，位置、时间都不会受到任何气象条件的影响。因此， GPS测量技术被越来越多地运用在矿山开采、桥梁建设和其他一些工程项目中，并逐渐地渗透到了社会的各个领域。

三、工程测量中 GPS技术的应用

（一）作详尽的初步研究

利用全球定位系统技术开展实地勘测，首先要做好初步勘测工作。要实现对工程周围环境的精确定位，就必须掌握工程周围环境，搜集有关资料，并制定出相应的观测计划。另外，测试者在进行测验时对测验结果的影响也很大。所以，操作者必须具备一定的专业技术，并具备相当程度的技术，才能保证在使用该仪器时，按一定的标准和规格来实施具体的检测程序。同时，对时间的掌握也能使观察练习与数值观察的精度得到充分的保障。

（二）现场GPS测量

1.选定一处地点。选择接收装置容易安装，视野开阔的地方。在选择测点时，必须要考虑到：每一测点都要对齐，以便为以后的测量工作做准备；高度角不能超过15度。把他们放置在你的视线范围内，使他们不会阻碍你的信号。为了防止电磁干扰和削弱多路径效应，测点周围必须没有强烈的辐射源（电视台，微波站等），测点之间相距200米以上，距离高压线路50米以上。穴位应选择在方便、稳定的位置。地面底座，易于存储，易于扩展和与其他观测方式接口，便于观测和后期使用；一定要结实，稳定，布点。

2.观察。现场观测的内容包括安装天线，启动观测，确定气象参数，记录观测结果，并将资料及时传送至储存装置，完成观测记录。

（三）数据分析

GPS接收端将采集到的观测数据送入存储器后，需要对其进行分解处理。对原始观测数据进行译码处理，剔除无用的观测数据和多余的数据，从而得到星历数据、观测数据及台站数据。文件和其他数据文件格式的统一，把不同种类的接收器的数据记录格式，项目，采样密度，观测数据单位，都统一为规范的文件格式，并对其进行统一处理。在此基础上，本项目将采用多项式拟合法，对 GPS卫星逐小时传送的轨道数据进行平滑处理，并对周期跳跃信号和载波相位信号进行修正，从而实现对观测时间内卫星轨道的规范化。

四、全球定位系统的误差分析

空间卫星的测量误差可划分为四类：星历误差、钟差误差、轨道误差和设备延迟误差。其中，卫星轨道误差是全球定位系统中最为常见的一种误差。在实际应用中，可以通过三种方式来减小卫星轨道误差：一是不考虑轨道误差，即以导航信息中所包含的轨道信息为基准，不考虑轨道误差。总之，本文提出的方法仅适合于测量精度较低的实时性目标；基准资料被施加到一个修正数据，这个修正数据代表了卫星的轨道偏离的特征。把这类数据看作一个常量，然后和其他未知量联合起来进行求解；该方法能有效地降低 GPS系统中卫星轨道误差对其测量结果的影响。这种方法已被广泛地应用于高精度的相对定位项目。结构本身造成的误差；在施工过程中，计算机操作员在测量的过程中，有一些操作程序与设置要求不相符，从而造成天线中心误差、天线相位中心误差、定位精度指标等CQ值的误差。

结语

总之， GPS测量技术相对于传统的测量技术，在精度和可靠性方面具有许多优点，并且可以减少测绘工作的强度，使技术人员摆脱了繁琐的现场测量工作。然而，在工程测量的应用过程中，也存在着一些问题，比如点位选择比较困难、高程精度稳定性不够、受电离层影响较大等，这些都需要测量人员引起足够的关注，并采取适当选择观测时段、适当增加测绘频率、对内业数据进行优化等措施，来提高 GPS技术的测量精度，并将其在工程测量领域的应用价值充分地发挥出来。

参考文献

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