胡心红
四川省地矿局四0二队测绘公司 611700
摘要：随着科技的不断发展，在测绘领域内，传统的测绘方式已经逐步的被另一种新型的测绘方式所取代——GPS定位技术，GPS定位技术在精密工程的测量中发挥的作用不可忽视，本文主要对GPS定位技术在精密工程测量中的应用进行分析。
关键词：GPS定位技术；精密工程测量；应用
一、GPS的主要构成部分及精密工程测量概况
（一）GPS的主要构成
GPS是由地面监控站、空间卫星星座和用户设备三个部组成。
（1）地面监控站
地面监控站由分布在全球内的一个主控站、五个监测站和三个注入站组成的。主控站通过对监测站观测到的GPS卫星的数据对卫星的钟差参数、轨道参数进行计算，然后将计算得出的数据进行编辑，以导航电文的形式传输给注入站，然后由注入站将导航电文输入到卫星存储器中。
（2）空间卫星星座
GPS的空间卫星星座是由21颗工作卫星以及3颗在轨的备用卫星构成的。这24颗卫星分布在6个轨道的平面内，轨道的平面倾角是55度。卫星主要起到传输导航定位信号的作用。
（3）GPS用户设备
GPS用户设备是由数据处理软件、GPS接收机、终端设备组成。GPS接收机能够捕获到一定待测卫星的信号，这些卫星高度的截止角选择的是有规定的，然后对卫星的运行进行跟踪，将信号进行一定的处理，如交换、放大等，最后通过计算机或者相关的软件，经基线解算或者网平差，计算出测站点的三维坐标。
（二）精密工程测量概况
精密工程测量是一种结合现代测绘技术的新的测绘手段，主要负责解决大型工程或特种工程的研究和测量问题，是具有高精度、自动测控和可靠等性能的测量学科。
在精密测量中，GPS定位技术是主要的测量方式。不同的工程条件和建设目的都可以采用GPS定位技术进行观测，保证其精密度，同时GPS定位技术具有低成本、自动化程度较高和高效率的多方面性能。
二、GPS定位技术的优点
在进行工程的精密测量中，我们不难发现GPS定位技术的优点，GPS定位技术的优点充分体现了卫星定位技术的高效益和高精度。
（一）采用GPS定位技术来测设方格网。
采用GPS定位测设方式和常规方式相比，这种方式的适应性更强。方格网的构造形式比较简单，边的长度和点的疏密情况都可以进行灵活的选取，即便所测定的位置和已知的控制点很远，我们也可以对其进行连接，从而完成控制网的定向和定位。GPS定位技术解决了野外作业容易受到天气影响的问题。在测设边长方格网较大以及通视条件比较复杂的时候，这种优势显得更为明显。虽然GPS技术本身在测量的过程中不会受到通视条件的影响，但是在工程测量中，我们的测量大多数都是小范围的测量，并且受工程的成本限制较大。在进行工程测量的过程中，我们应该考虑对水准仪、经纬仪和全站仪的选取、这些仪器在测量中需要点和点之间能够相互通视，尤其是在布置控制网的时候，如果点和点之间无法进行相互通视，测量就会出现麻烦。
（二）GPS方格网法的定位的精度比较高，误差分布也较为均匀，能够满足相应规范的规定，通视还具有较高的精度储备。
（三）通过GPS定位技术在大地上布置控制网，图形强度的系数比较高，网形的优化也比较方便，能够快速的提高点位间的趋近速度。
（四）采用点位中的误差作为方格网的测量精度的指标是合理的，因为采用这样的法师和相对中误差相比，这种方式的精度指标更为合理。
（五）采用GPS-RTK的方式测量与常规的测量方式向比较，其效率是常规效率的一倍多，能够大幅度的减少作业人员的劳动强度。
三、GPS精密工程的测量的误差和解决措施
GPS定位的误差有三种，一种是由卫星误差引起的，主要是卫星的钟差和轨道的偏差。一种是受到卫星的传播信号而引起的误差，包括电离层、载波相位的周跳、对流层的折射、多路经效应的影响。最后一种是受到接收设备影响的误差，这主要包括接收机钟差、观测信号分辨误差、接收天线的相位中心的位置的偏差。
减少误差的措施有以下7个方面：
（1）建立观测值的改正模型，对误差进行修订
观测值的改正模型有电离层模型、对流层模型、表征卫星轨道的偏差模型和接收机的钟差改正模型，这些模型分别有不同的作用。对流层模型主要是受大气资料的解算的千分量模型。电离层模型是通常是提供给导航电文的模型，能够有效的改正误差。
（2）多台接收机同步观测后对观测结果求差
在进行卫星信号的接收过程中，可以采用多台接收机同步观测的方式，以此来抵消产生的相同的或者相似的误差，这样的观测优势对一些基线边比较短的测量的作用最为明显，比如能减少卫星轨道的误差、卫星和接收机的钟差、电离层和对流层的折射影响等。
（3）利用双频观测的方式
电离层的影响是信号频率函数，在影响到GPS的信号过程中通过采用频率不相同的电磁波进行信号的观测，能够确定GPS信号的影响，然后对观测值进行修改。
（4）加强对观测点的选择，提高卫星的观测条件
在进行GPS选点的时候，我们应该尽量选能够避免多路径效应影响、信号遮挡不严重的地区。在进行基线向量的初步计算之后，我们应该调出相位的双残差曲线图，对观测到的信号仔细研究，如果发现波动起伏的数值超过了相应的限值的数据，应该进行重新观测。如果个别卫星的某个时段出现了失常的数据，就应该将该数据删除，然后再对向量进行解算。
在进行平差计算之前，我们应该使用工程设计的精度和指标来分析和检核重复基线较差、异步环和同步环的各个坐标分量闭合差以及全长闭合差。如果有超限或者是含粗差的基线，应对其进行删除或者是采用一些方法对其补测，保证网精度。
（5）采用精密的卫星星历
在进行卫星观测的过程中，我们可以通过选择良好的卫星观测的时间短和比较好的观测方案，尽量减少PDOP和GDOP的数值，有效的减少卫星信号的误差、电离折射以及载波相位周跳的误差的影响。
（6）长时间、多时段的观测
为了消除或者减弱多路径效应的影响、载波相位的周跳以及观测信号误差，我们通常可以利用相对静态定位的方式来完成，基线的相对的定位的时间不同，观测得到的精度也就不相同，因此在进行观测的时候我们一般会每隔一到三个小时对信号进行观测，每次观测时长为2个小时。
（7）采用边连接或者点连接的方式对异步环进行扩展，形成观测图形，便于测量
在进行测量的时候采用GPS高程拟合法来进行像控点联测，对于一些又长又窄的地区采用高程拟合法比较合适，特别是有外推点的测量时，但是采用这种测量方式要保证外推点的距离不应太长，否则会影响测量的精度。如果测区的情况允许的情况下，我们应该尽量多的均匀的布置水准点，方便后期对结果的检查。
结束语
GPS定位系统在精密工程测量中的应用非常广泛，在测量的过程中受到的影响也比较少，具有观测时间较短、定位的精度高、能够全天候作业、对通视的要求较低和操作简单方便等优点，在一定程度上有效地改善了测量工作的效率，提高了测量的精度，对测绘工作的影响十分重要。
参考文献：
[1]张国强.GPS定位技术在精密工程测量中的应用研究[J].测绘与空间地理信息.2013，04，02.
[2]姜云中.GPS定位技术在精密工程测量中应用初探[J].科技论坛.2014.08.06.
[3]汪灯林.GPS定位技术在工程测量中的应用[J]中国高新技术企业.2013.06.25.
论文作者:胡心红
论文发表刊物:《基层建设》2015年23期供稿
论文发表时间:2016/4/5
标签：测量论文; 误差论文; 精密论文; 工程论文; 技术论文; 信号论文; 方式论文; 《基层建设》2015年23期供稿论文;