高瀚波 李奔 许保成
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摘要：GPS测量技术的出现和发展给工程测绘工作很大的变化，GPS测量是传统的测量技术和现代的电子技术相结合的一种新型技术，在工程测绘中应用GPS测量技术不仅能够促进工程测绘工作方式发生根本性的变化，而且极大程度的提高了工程测绘的工作效率和工程测绘的服务项目。本文介绍了GPS 测量技术的定位原理，阐述了GPS 在高层建筑测量中应用，最后分析了GPS 测量技术的优点。
关键词 GPS 测量技术 工程施工
1 GPS 测量技术的特点
近年来，GPS 系统因具有全球卫星定位系统以全天候、高精度、自动化、高效益等功能，能为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间等优点，成功地应用于大地测量、工程测量、工程变形测量、等多种学科，其技术的应用已遍及我国国民经济的各个领域，取得了好的经济效益和社会效益1 GPS 技术现状GPS 全球卫星定位系（Globle Positioning System）是一种结合卫星及通讯发展的技术，利用导航卫星进行测时和测距。全球卫星定位系统（简称GPS）是美国从上世纪70 年代开始研制，于1994 年全面建成，具有全球卫星定位系统以全天候、高精度、自动化、高效益等功能，能为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间等优点，成功地应用于大地测量、工程测量、工程变形测量、等多种学科。GPS 接收机的结构分为天线单元和接收单元两大部分。对于测地型接收机来说，其是实现测地定位的基本条件，接收机有单频与双频之分，一般来说，双频GPS 接收机对比与单频接收机可以提供更为快速、更为精确、可靠的解算，具有安全有效地进行静态、快速静态和动态测量的功能，可升级的DSM232型号，也可以升级到包含RTK 功能；单频机适宜于短基线测量（例如不超过20km），最吸引人的是它良好的性能价格比。RTK 系统由GPS 接收设备、无线电通讯设备、电子手薄及配套设备组成，它是建立在全球定位系统（GPS）基础之上的实时动态定位技术，完全可以满足控制测量、地形测图、工程放样的要求。但由于GPS 系统在轨卫星有限，在对空条件不好的测区，不能提供所保证的功能，是影响流动站定位精度的一个重要误差源。实践表明，单频GPS 系统由于不能有效消除电离层延迟影响，存在着很大的局限性和片面性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆随着美国全球定位系统（GPS）和苏联全球导航卫星系统（CLONASS）的不断完善，这种高精度定位、高灵敏度快速定位模式为用户提供了更为完善的接收设备，实现了GPS 接收设备的新水平。
2 GPS 测量的优越性
2.1 测站间无须通视。GPS 测量不要求测站之间互相通视只需
测站上空开阔即可因此可节省大量的造标费用。GPS 这一特点，使得图形注记更加快捷、方便，用户可根据实际情况自由设置其显示、输出的状态。CPS 测量只要求测站上空开阔，与卫星间保持通讯即可，不要求测站之间互相通视，因而不再需要建造觇标；
2.2 定位精度准确。一般双频GPS 接收机（标称精5mm+1ppm·D，D 以km 计），而红外仪器的标称分辨率为5mm+5ppm，GPS 测量精度与其旗鼓相当，但随着间隙距离的进一步增加，GPS 测量更具有优越性；
2.3能够提供三维坐标。GPS 测量相对经典的测量技术，具有定位精度高、观测时间短、操作简便、全天候作业等优点，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的要求。
3 应用分析
3.1 技术设计
1）基础资料和设计依据。GPS 测量的技术设计主要依据建设部《关于发送1990 年工程建设工业标准（建设部部分）制订、修订计划的通知（[1990]建标第407 号）要求，由北京市测绘设计研究院主编的《城市测量规范》、2001 年发布的国家标准《全球定位系统城市测量技术规程》及工程测量的施工图纸、施工合同、有关政策、规范制定的；
2）设计精度。根据工程需要与现场条件布设全面网或越级布网的情况，选择平面控制网分两级布设，首级为GPS 控制网，二级为精密导线网。要求一级导线的平均边长不应超过1Km，导线相对1司合差三1；150 000，GPS 标称精度，固定误差不大于5mm，相对误差不大于1×10-6。同时，在测区范围内及周边区域选择了9 个满足GPS 观测条件的原城市高等级控制点，作为起算数据选择的依据或作为重点；
3）基准设计和网形设计。保证很好地控制该工程的施工，设置了独立的平面控制网，由12 个GPS 控制点组成，其中联测已知平面控制点2 个（I12，I13），高程控制点5 个（I12，I13，105，109，110）。同时，在测区范围内及周边区域选择了9 个满足GPS观测条件的原城市高等级控制点，作为起算数据选择的依据或作为重合点；
4）观测计划。根据编制的GPS 卫星可见性预报表及卫星的
几何图形强度（其PDOP 值不应大于6），选择最佳观测时段，并注
意手机、步话机等设备的使用，并编排作业调度表。
3.2 选点
GPS 测站间无须通视GPS 测量不要求测站之间互相通视只需测站上空开阔即可，图形结构也比较灵活，而且网的图形结构也比较灵活，所以选点工作较经典控制测量的选点工作简便。但考虑特殊环境下GPS 准动态测量模式在大比例尺地形测量中独特的优越性，所以在选点时最好可以选择与某一点通视，以备后续工作使用；点位目标要显著，视场周围15°以上不应有障碍物，以减少GPS 信号被遮挡或障碍。
3.3 观测
根据GPS 作业调度表的测时段、观测时间、测站编号、控制点名称、接收机编号，采用长时间GPS 静态相对定位等方法来确定，观测过程中PDOP 值不大于6，一般小于4，卫星高度角大于15°，有效卫星数大于4，一般大于5。
4 结论
通过以上分析，科技的飞速发展，工程测量的技术面貌发生了深刻的变化，并取得很大的成就，GPS 系统具有设备独特新颖、技术含量极高，并具有精度高、速度快、功能全等优点，因此，在工程测量上将有很大的发展空间，为工程的施工质量提供可靠的基础保障。
综上所述，GPS测量技术在工程测绘中应用，不仅能够提高工程测绘的精确度和可靠性，而且对提高工作效率，降低工作强度，对提高工程测绘的自动化程度具有重要的作用，所以成为工程测绘中重要的工具。随着GPS测量技术的快速发展，GPS测量技术将会得到更多的领域应用。
参考文献：
[1]周建郑.GPS测量定位技术[M].北京：化学工业出版社，2008.
[2]孔祥元，梅是义.控制测量学（下）[M].武汉：武汉大学出版社，2009.
[3]刘树良.GPS测量技术在工程测绘中的应用[J].商品与质量·建筑与发展，2011（2）：1 3 - 1 7 .
论文作者:高瀚波,李奔,许保成
论文发表刊物:《基层建设》2015年3期供稿
论文发表时间:2015/9/9
标签：测量论文; 工程论文; 技术论文; 接收机论文; 精度论文; 设备论文; 通视论文; 《基层建设》2015年3期供稿论文;