GPS测量技术及其在工程测量中的应用研究

【摘 要】当前，我国的GPS测量技术在工程测量中的使用已经愈来愈广泛，同时满足了工程测量的高精度要求。本文首先通过介绍GPS测量技术的基本原理及特征，结合GPS在工程测量中的应用实例，对GPS测量技术在工程测量中的应用进行归类分析。

【关键词】GPS测量技术；静态测量；动态测量；应用

随着高科技的进步与发展，GPS测量技术在各大工程测量项目中的应用已经越来越广泛，GPS测量技术不仅具备高精度、高速度，同时具有全天候性、实时性的优点，传统的常规测量方法正逐步被GPS测量技术所替代。

1.GPS测量技术

1.1 GPS测量技术简介

GPS定位技术主要是通过人造地球卫星进行点位定点测量，我国通过使用GPS定位技术，设立精密工程控制网，对隧道贯通、大坝变形监测等进行精密工程测量。通过多次实验与应用，高精度的GPS定位技术在工程测量项目中的应用愈来愈多，它不但功效性高、实用性强，而且还具备全天候性、实时性等优点。

1.2 GPS测量技术的优势

GPS测量技术具有精度高、测量技术观测时间短、测量技术的自动性高、测量站之间无需互相通视等优势，它的精度可达厘米级与分米级，其基线越长，其精度性越高。而且GPS测量技术的静态相对定位一般需要的观测时间仅为40分钟至180分钟；而动态相对定位所需观测时间一般仅需几分钟，甚至几秒钟即可。

且其操作简洁方便，点位的选择范围广、观测经费低。

2.GPS测量技术在工程测量中的具体应用分析

GPS定位技术的高精度与高效率、高实用性，使得GPS定位技术愈来愈多的应用于各大精密测量工程项目中，尤其是运用载波相位法进行的观测量具有极高的精度水平，下面就其在工程测量中的具体应用展开分析。

2.1 GPS测量技术在控制测量方面的应用

为满足城市建成区和规划区测绘的需要，城市控制网具有控制面积大、精度高、使用频繁等特点，城市Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级导线大多位于地面，随着城市建设的飞速发展，这些点常被破坏，影响了工程测量的进度，如何快速精确地提供控制点，直接影响工作的效率。常规控制测量如导线测量，要求点间通视，费工费时，且精度不均匀。GPS 静态测量，点间不需通视且精度高，但数据采集时间长，还需事后进行数据处理，不能实时知道定位结果，如内业发现精度不符合要求则必须返工；应用GPS测量技术将无论是在作业精度，还是作业效率上都具有明显的优势。

2.2 GPS测量技术在点位选择中的应用

GPS测量技术的应用中，其测量观测站不需相互通视，其点位选择范围较广，而且便于控制。

2.2.1点位选择前的准备事项

在采用GPS测量技术进行点位选择之前，应当首先收集、了解工程测量区域的具体情况，包括地理位置、点位数量、点位分布情况及原有点位的实际分布情况，便于在进行点位选择时选择最恰当的观测位置，为工程测量项目的顺利开展拉开帷幕。

2.2.2 GPS测量技术在点位选择中的应用分析

一方面，为了保证GPS测量技术在整个工程测量项目中能顺利进行观测，减少多路径误差及便于发播传送差分改正信号，应当选择视野较为宽阔的地方，而且周围障碍物的高度角必须在10°以下。另一方面，为了保证在GPS测量过程中，GPS卫星信号不被各类电磁波所干扰，必须保证所选择的观测点位稳固，而且周围两百米以内不能有强电磁波干扰源，包括高压输电线及无线电发射设施等，即点位的选择应避免处于大片水域或者高层建筑之中。

2.3 GPS测量技术在工程测量的观测时段选择中的应用

根据文中所述，GPS测量技术主要通过GPS卫星定位信号，进而求解测量点的空间位置及三维坐标。为了保证在工程测量的过程中，能观测到精度高、数量足够的卫星，降低大气折射对工程测量成果的影响，对于所观测的卫星高度角要求也较高，其高度角不能低于10度至15度，以此保证所观测的卫星对观测站构成的几何图形强度足够。

因此，只能通过精密卫星星历与观测的坐标，从而选择恰当的观测时段对卫星进行观测，保证观测点所观测到的空间距离的精度性，以便求解准确的空间三维坐标，使得工程测量的观测成果达到最佳程度。

2.4 GPS测量技术在静态相对定位中的应用

GPS静态相对定位主要是指通过两台或两台以上的卫星接收机进行卫星信号的接受，接着对采集到的数据进行分析、处理，求解出精确的测区空间位置，即三维坐标。GPS静态相对定位的高精度性，可以根据测量区域中某点的具体坐标位置，从而求出其他点的精确坐标位置。当前，静态GPS相对定位技术应用于我国野外工程测量愈来愈广泛，包括地球定位测量、大型工程野外涵洞、隧道定位测量、位移监测等工程测量项目。常规的工程测量技术不仅程序复杂，而且测量成果精度性比较低，而静态相对定位技术的使用，使得我国工程测量事业发展前景更为广阔。同时，静态GPS相对定位技术的使用不受天气环境、气候所限制，不仅减少了成果干扰因素，而且提高了整体观测精确度及观测效率。

在我国的工程测量项目中，航空摄影测量对精度及技术的要求是相当高的，静态GPS相对定位技术的使用，提高了航空摄影测量图像的控制点数量及精度，以便图像可以自行纠正。GPS静态相对定位技术使得所观测的图像简便易懂，便于工作人员对其进行分析、处理、研究。

2.5 GPS测量技术在动态相对定位中的应用

GPS动态相对定位指的是通过使用GPS信号对观测目标相对于其他参照物的位置、时间、形态、速度、加速度等动态参数进行观测、分析。GPS实时动态定位主要是利用设置在运动载体上的GPS卫星信号接收机对GPS信号接收机天线所在的位置进行实时观测。一方面，动态GPS相对定位通过及时将基准站的观测信息、数据传播到流动站，形成数据链，便于基准站将观测的信息及时传播至流动站，从而对数据进行分析对比，此种数据分析方法称为及时处理方法。另一方面，动态GPS在观测后期对所测得的差分数据仅作相关数据处理，而非传输至流动站，即滞后处理方法。

动态GPS相对定位主要用于对道路的勘测工程之中，为道路勘测作出直线及曲线的定位，对于道路的维修与养护具有极大意义，不仅可以减少工程量，还可以降低整体养护费用，提高效率。

3.结语

综上所述，GPS定位技术不仅费用适宜，而且效率较高，GPS测量技术的高精度及高速度，使得确定三维坐标的求解更为简易。但是其中仍然存在着些许不足，随着我国科学技术的不断发展，对于GPS定位技术我国还应当继续研究，包括对精密测量软件、精密星历的完善。通过不断的改进与完善，GPS测量技术的应用前景将更为广阔，进一步为工程建设等领域提供更多的服务。■

【参考文献】

[1]成桂静.GPS在工程测量中的应用[J].山西建筑，2009，（1）：355-357.

[2]王青松.浅谈GPS在工程测量中的应用[J].科技咨询导报，2009（20）：47-48.

[3]李洪强.GPS定位技术在工程测量中的应用[J].西部探矿工程，2010（18）：116-118.

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