摘要：随着GPS技术的日趋成熟,其在土木工程施工领域得到了广泛应用.GPS测量技术应用于土木工程施工领域中,具有精度高、自动化程度高、抗干扰性强、不受外部作业环境和距离限制的特点,极大地降低劳动作业强度,减少外业工作量,大大提高工作效率和成果质量.本文主要介绍了GPS测量技术在土木工程施工领域中的应用,并且在此基础上总结了GPS测量的几种误差,提出了相应的解决方案,为今后工程测量中提高精度提供了依据.
关键词：GPS；全站仪；测量放线技术
引言
随着GPS技术的快速发展，尤其是GPS差分技术的广泛应用，促进了我国地形测量技术的进一步发展。由于应用GPS技术不仅可以进行平面位置的精确定位，还能用来进行图根点的加密及施工放样的实时确定。同时，GPS技术具有单人单机布设图、操作灵活和点位误差不会累积等优点。GPS测量技术可以准确地定位到平面和高程坐标，从而达到实时和高速地采集地形点三维数据的效果，大大提高了地形测量工作效率。因此，GPS技术的应用显得至关重要。
1 GPS测量的优点
1.1作业效率高
随着GPS技术以及相关软件水平的不断提高，进行测量时的观测时间由传统的观测所需的几小时缩短至几十分钟甚至几分钟。目前测量中所采用的静态相对定位模式，对20km以内的基线进行观测所需要的时间仅为15min左右，而采用快速静态相对定位模式进行测量时，如果流动站与基准站的距离在15km以内时，观测的时间则仅需要1-2min。在工程测绘工作中，通过利用GPS技术建立制约网，可以大大提高工作的效率。
1.2定位精度高
通过将GPS定位技术应用到测量工作中较之传统的测量方式定位精确度明显提高。在利用静态相对定位模式时，如果进行50km以下的基线定位，其定位精度能够达到10-6～20-6，如果定位的基线在100km-500km的范围内，其精度能够达到10-6～10-7，随着GPS技术的不断发展，将来在进行1000km以上基线的定位中，其精度甚至能够达到10-8。利用GPS测量技术进行实时差分定位以及实时定位等方面也能够满足工程测绘对测量精度的要求。
1.3测站点间无须通视
GPS测量技术在测站之间的应用时不需要进行通视，只需要采用电磁波等设备就可以进行测量。同时，由于GPS测量受到自然环境的影响一般较小，使得其测站选点更加灵活方便，从而提高工作效率。
1.4操作更加方便
在利用GPS定位技术进行工程测绘时，整个过程的自动化程度非常高，操作十分简单。在整个测量的过程中，工作人员只需要对GPS系统所得到的数据进行采集、做好系统的管理工作即能够完成整个测绘工作。将GPS测量技术应用到工程测绘当中不但能够有效提高工作效率和测量精度，而且对推动自动化工程测绘的实现具有重要作用。
2 GPS测量的基本原理
GPS测量一般包括动态测量和静态测量两种测量模式。
①动态测量。动态测量技术是指以载波相位观测量为依据的实时差分测量技术，一般是由于基准站接收机，流动站和数据传输链路三个部分组成的。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆同时，基准站接收机一般是架设在已知坐标的参考点上，通过连续接收所有GPS卫星信号，然后进行定位计算，就可以显示出流动站所处位置的三维坐标。为了判断出测量是否满足要求，也可以显示出测量的精度。通过系统内差分处理求解载波相位整周模糊度，实时求算出流动站的平面坐标和高程。
②静态测量。动态测量技术是指将多台GPS接收机同步进行观测，然后对观测值进行处理，利用GPS控制器的实时处理软件进行参数的转化和求解，从而确定测点的坐标。
3 GPS测量的操作要点
3.1控制网点
GPS测量技术一般需要结合路线的地形特点等进行施工放样，从而保证施工放样的精度，同时还需要进行加密控制点的设置。加密的控制点的布设方案如下：以路线走向布设一级加密点，每隔400m左右布设一点。同时，采用多台GPS接收机进行观测，加强对网点的控制。当然，每个网点交接出都要进行联测，以满足一级测量点的设计要求。GPS测量技术对于平面控制和高程控制也有一定的要求，从而保证测量的准确度。
3.2外业实施
外业实施主要包括以下两个方面：
①观测。在多个不同的位置安装多台GPS接收机。操作步骤主要包括以下几点：a.架站。提前认真架好仪器，同时对其进行对中和整平处理。b.量测天线高度。GPS天线高的量测一般测量的都是其斜高，而不能改为垂直高度，并且需要进行多次测量，然后取其平均值。c.观测过程。在进行观测时，首先需要关掉仪器的开关，GPS就可以自动进行观测。同时，工作人员需要做好记录，要求观测时段长度要对每个测站点至少观测一个小时以上。d.观测结束。当观测结束后，应该立即关掉开关，同时还需要测量天线高，以判断观测仪器的位置。
②数据处理。在采用GPS测量技术测量完成后，需要将数据传输到电脑中，然后采用GPS软件进行处理。通过平差法处理后，可以减小网点中的误差，平均误差可以保持很小。但是，如果采用常规的测量方法，进行测量的时间会更长，并且测量的精确度不高。
4 GPS测量在土木工程中的控制措施
4.1观测卫星的图形强度要高
GPS测量后还需要进行坐标解算，这时所采用的卫星数量越多，并且分布越广，使得测量的精确性和可靠性越高。同时，测量时进行初始化的时间也更短。因此，观测卫星的图形强度很高，一般需要进行严格控制，才能进行GPS测量，从而更好地保证测量的精度。
4.2作业人员的责任心要强
GPS测量不仅要求工作人员具有较高的专业测量技术，还要求测量人员具有较高的责任心。由于测量人员的专业水平、经验和责任心等会直接影响测量的结果。在进行测量时，首先需要将GPS接收机进行对中和整平处理，防止输入的已知点坐标、坐标参数转换和天线高等数据出现误差，这些环节出现误差都会影响GPS测量的精度。因此，测量工作人员应该具有极强的责任心，严格按照规范进行测量等操作过程。同时，测量人员还需要对仪器基座和测杆上的水准器等必须定期严格校正，以避免系统误差的影响。
4.3观测成果要进行复核
GPS测量具有实时和快捷等显著的优点，但是，GPS测量的初始化置信度通常也较高，并且在测量的过程中缺乏检核条件，造成个别控制点出现测量误差。因此，为了更好地保证GPS测量的精度和可靠性，必须要对观测成果要进行复核。成果的复核一般分为作业前复核和作业中复核两个组成部分。①作业前复核是指在进行GPS测量之前进行的操作，提前在已知控制点上进行检测，然后将新的控制点与已知的控制点进行对比，只有当新的控制点满足一定的要求后，才能进行GPS测量。②作业中复核。作业中复核是指在测量过程中，采用GPS测量技术对其进行检测，以保证测量的精度。
总结
总而言之，通过GPS测量技术能够保证一定的测量精度，因而可以为全站仪测量下的数据结果提供参考。通过对比动态测量和静态测量两种测量模式，可以发现GPS测量技术不会存在误差积累等问题，可以从大量的测量数据中分析出测量控制点的精度，从而保证测量的精度能够满足施测控制和碎部测量的要求。但是，当满足一级测量的精度后，由于高程精度不是太稳定，因而还需要采取相应的措施提高测量的精度。然而，全站仪施测过程中则不会产生这样的情况。所以，通过分析可以认为GPS测量技术的测量结果是可信的。虽然GPS测量技术具有测量速度慢的缺点，但是测量精度准确。同时，从测量结果来看，GPS测量技术对控制点的测量精度可以达到毫米级，从而可以满足工程测量的需要。因此，现阶段研究GPS在测量技术中的应用具有非常重大的现实意义。
参考文献
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论文作者:席赞阁
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年11期
论文发表时间:2019/9/17
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