广东省珠海工程勘察院 519000
摘要：GPS测量技术由于其独特优势，被广泛应用于工程测量中。但很多单位由于对其工作原理和高科技的技术应用不是很了解，仍采用传统的测量方式，在工作效率和费用方面都有较大浪费。因此介绍工程测量中GPS技术的应用，对提高测量单位的工作效率和精准度、提升经济效益具有重要意义。
关键词：工程测量；GPS测量技术；应用
一、GPS测量技术特点
1.1具有较高的效率
传统的工程测量，需要由不同的仪器组成，至少需要全站仪和反光镜等。在测量过程中，仪器需要不断的移动，并调平、对准等工作，需要花费大量时间。
而GPS测量技术中，只需要将接受仪防止在需要的位置，就可以接受卫星定位信号，直接显示在仪表上，可节约很大一部分调整仪器的时间，加快了工作效率。
1.2具有较高的精度
传统的测量仪器主要是水准仪、全站仪和测距仪等，由于是人工操作和读数，具有较大的人工个人因素影响，并随着外界环境变化，读数会产生较大偏差，影响测量精确度。
GPS测量技术中，通过卫星传输信号，直接精准的该点进行定位，并在仪器中明确显示所在的坐标点和高程值。减少人为读数的影响，精确度可达到0.1mm。
1.3节省人工
传统的工程测量工作，至少需要2人来完成，在大型土地测量中甚至需要多人来完成。而GPS测量中，只需要一个人就可以完成测量工作，并且效率和精确度更高。不论从工作完成情况还是人工费用节省方面，都有较大的优势。
1.4可有效解决视线的不透视问题
在很多工程测量中，特别是初期阶段的土地地形测量，会经常遇到高大树木或其他构筑物阻挡视线，或地形中有较大的高差而无法看到对面的情况，影响测量的正常进行。
而在GPS测量中，是通过卫星从高空传递信号，不需要通过光学反射等进行测量，因此可有效避免这一视线阻挡测量工程进行的情况。
二、GPS在工程测量中的应用
2.1快速静态测量
这种模式是在一个已知测站上安置一台GPS接收机作为基准站，连续跟踪所有可见卫星。移动站接收机依次到各待测测站，每测站观测数分钟。这种模式常用于控制网的建立及其加密、工程测量、地籍测量等。这种方法要求在观测时段内确保有5颗以上卫星可供观测；流动点与基准点相距应不超过20km。
2.2常规静态测量
这种模式采用两台（或两台以上）GPS接收机，分别安置在一条或数条基线的两端，同步观测4颗以上卫星，每时段根据基线长度和测量等级观测45分钟以上的时间。这种模式一般可以达到5mm+1ppm的相对定位精度。常规静态测量常用于建立全球性或国家级大地控制网，建立地壳运动监测网、建立长距离检校基线、进行岛屿与大陆联测、钻井定位及精密工程控制网建立等。
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2.3准动态测量
这种模式是在一个已知测站上安置一台GPS接收机作为基准站，连续跟踪所有可见卫星。移动站接收机在进行初始化后依次到各待测测站，每测站观测几个历元数据。这种方法不同于快速静态，除了观测时间不一样外，其要求移动站在搬站过程中不能失锁，并需要先在已知点或用其它方式进行初始化。这种模式可用于开阔地区的加密控制测量、工程定位及碎部测量、剖面测量及线路测量等。这种方法要求在观测时段内确保有5颗以上卫星可供观测；流动点与基准点相距应不超过20km。有一种连续动态测量，也属于这种模式。这种测量是在一个基准点安置接收机连续跟踪所有可见卫星。流动接收机在初始化后开始连续运动，并按指定时间间隔自动记录数据。这种方法常用于精密测定运动目标的轨迹、测定道路的中心线、剖面测量、航道测量等。
2.4实时动态测量
实时动态测量则是实时得到高精度的测量结果。这种模式具体方法：在一个已知测站上架设GPS基准站接收机和数据链，连续跟踪所有可见卫星，并通过数据链向移动站发送数据。移动站接收机通过移动站数据链接收基准站发射来的数据，并在机进行处理，从而实时得到移动站的高精度位置。DGPS通常叫做实时差分测量，精度为亚米级到米级，这种方式是基准站将基准站上测量得到的RTCM数据通过数据链传输到移动站，移动站接收到RTCM数据后，自动进行解算，得到经差分改正以后的坐标。RTK则是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS测量，其是GPS测量技术发展中的一个新突破。其工作思路与DGPS相似，只不过是基准站将观测数据发送到移动站，移动站接收机再采用更先进的在机处理方法进行处理，从而得到精度比DGPS高得多的实时测量结果，这种方法的精度一般为2厘米左右。
三、GPS测量技术在工程测量中的应用方法
3.1GPS测量的外业实施
（1）选点。点位应选择在易于安置接收设备、视野开阔的位置。选点时应着重考虑：1）每点最好与某一点通视，方便在后续的测量工作中继续使用；2）视野周围高度角15°以上不应有障碍物，以免信号被遮挡或吸收；3）点位附近不应有大功率无线电发射源，距离不应小于200m，距离高压电线不得小于50m等，避免电磁场对信号的干扰，减弱多路径效应的影响；4）点位应选在交通便利、地面基础稳定、易于保存、有利于其他观测手段扩展与联系的地方，以便观测和日后使用；5）选点结束后，按要求埋设标石，标石要求必须坚固、稳定，并填写点之记。
（2）观测。外业观测主要包括以下内容：天线安置、开机观测、气象参数测定、观测记录。并及时将数据转移至存储设备上，观测者填写观测手簿。
3.2GPS测量的数据处理
GPS数据处理主要流程：将GPS接收机记录的观测数据传输到存储设备之后，就需要对数据进行分流，即从原始记录中，通过解码将各种数据分类整理，剔除无效观测值和冗余信息，形成各种数据文件，如星历文件、观测文件和测站信息文件等。统一数据文件格式，将不同类型接收机的数据记录格式、项目和采样密度和观测值数据单位统一为标准化的文件格式，以便统一处理。采用多项式拟合法，平滑GPS卫星每小时发送的轨道参数，使观测时段的卫星轨道标准化。探测周跳、修复载波相位观测值。对观测值进行必要修改，在GPS观测值中加入对流层改正，单频接收的观测值中加入电离层改正。预处理的主要目的是净化观测值，提高观测值的精度。一般数据处理软件都采用站星双差观测值。
结束语：随着工程测量精度要求的提高，GPS技术的应用也日益广泛，在传统测量仪器的弊端逐渐显现的今天，GPS所具有的优势愈加明显。我国无论是大型桥梁工程，还是误差精确的高级公路工程，GPS都能够在很短的时间内，作出精确测量来进行准确定位。随着GPS静态及动态相对定位技术的日益成熟，相信未来的工程测量领域，GPS技术必然是主导测量手段。
参考文献
[1]任建江，李冬梅，严新军.GPS测量技术在水利工程高精度变形监测网中的应用[J].水利水电技术，2011（02）.
[2]马永健，张武英.GPS测量技术在地籍测量中的应用[J].重庆科技学院学报（自然科学版），2013.
论文作者:苏翻
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第35期
论文发表时间:2018/5/8
标签：测量论文; 接收机论文; 数据论文; 工程论文; 技术论文; 基准论文; 精度论文; 《建筑学研究前沿》2017年第35期论文;