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摘要：基于目前GPS技术的发展情况，本文对GPS技术的系统组成、工作原理以及特点进行了简单介绍，并以此为基础，对GPS技术在工程测量领域的具体应用做出了分析，以期进一步提高GPS技术的应用水平，扩大其应用范围，使其更好的为工程测量工作提供服务。
关键词：GPS技术；工程测量；具体应用
前言
经济发展极大的促进了科学技术的研发与应用，其中GPS技术的发展尤为迅速，GPS定位系统的广泛应用更是让工程测量领域发生了重大变革。目前，在工程测量行业中，GPS定位系统被广泛应用于工程控制网的建立过程以及工程精密测量工作中。由于GPS定位系统是通过对卫星信号的处理，计算出被测量点的空间坐标的。因此，GPS定位系统具有全天候、高精度、自动化、高效益等特点，这些特点是其广泛应用于工程测量领域的主要因素。
一、GPS系统的简介
（一）组成
GPS系统主要是由卫星群与地面监控体系这两部分构成的，对于测量工作，用户还应该具备卫星接收装置。GPS系统的空间卫星群是由高度约20万公里的24颗卫星群构成的，且这些卫星群在各个不同轨道面上的位置是均匀的，各个轨道平面的间的交角角度为60°，而赤道与各个轨道面之间的倾角是55°，一般情况下，轨道运行的周期是11小时58分钟，以此来确保地面接收系统能够随时随地的同时接收4至11颗卫星输送的信号。
（一）工作原理
GPS定位系统是利用距离交会法进行地位的一种卫星导航系统。距离交会法即在需要进行定位的位置架设起GPS信号接收设备，将此位置视为P点，在某一特定时刻，GPS信号接收装置会同时收到三颗（a、b、c）以上已知坐标的GPS卫星所发出的信号，将这些信号进行处理与计算，可以获取这一时刻GPS信号接收装备与卫星之间的距离Sap、Sbp、Scp，通过相应计算求得卫星的三维空间坐标，进而利用距离交会法计算出A点的三维空间坐标（xp，yp，zp），其数学依据如图所示：
其中，（xa，ya，za）、（xb，yx，zb）、（xc，yc，zc）分别是发射信号的卫星在当时特定时刻的空间直角坐标。一般情况下，GPS测量系统中包含两种类型的坐标系统，一种是在空间中固定，另一种则是通过与地球之间的固联进行固定的坐标系统，简称地固坐标系统。地固坐标系统在公路工程的测量工作中应用比较广泛。值得注意的是，在其实际的使用过程中，必须按照标准的转换参数来实现坐标系统之间的转换，进而准确的计算出所使用系统的坐标。只有这样，才能够将地面控制系统所处的位置以及GPS技术的观测成效更加直观的体现出来。也正因如此，GPS技术才会在工程测量领域被广泛的应用。
（二）特点
与传统的工程测量方式相比，GPS技术有着无法替代的优势，其主要特点有以下几方面：（1）不需要各测站之间进行通视。这一特点使得位置选择更加灵活，可以免去传算点、过渡点的测量工作，大大减少了测量所耗费的时间，节省成本。（2）定位的精度更高。在长度不大于50km的基线之上，其相对定位的精度可以达到10-6，并且基线越长，相对精度就越长[1]。（3）自动化程度高，操作简单。利用GPS技术进行测量工作时，工作人员在大多数情况下只需要量天线高，以及实时监测开关仪器和检测设备的工作状态，同时借助系统软件对观测数据进行处理。而且，GPS定位装备也在向着更加轻重量、方便携带的方向发展。
二、目前在工程测量中应用GPS技术的具体途径
（一）静态GPS技术的应用
就目前GPS技术在我国工程测量中的实际应用情况来看，静态GPS技术的主要应用范围是在工程控制网的建立中。工程控制网中比较常见的控制测量的方式主要有导线测量方式与三角测量方式这两种，其测量的方法一般是先进行控制网点的布置，在满足国家的高等级控制网点布设标准的前提下，进行次级控制网点的加密工作，此项工作一般情况下是借助全站仪与棱镜进行的，且这一工作过程必须做到点间通视，并且不可以让外业及时了解测量成果的精度。而GPS静态测量技术相对定位系统进行测量时，则不需要点间通视就可以直接进行高精度的测量，同时还能够对各个控制点的空间坐标进行快速的、精确的测量。需要注意的是，静态数据处理对整个工程而言，有着至关重要的作用。具体来说，在进行基线解算及其质量检验的过程中：基线解算以双差固定解作为最终结果，双差固定解的可靠性由以下两项指标来判别，即固定解的单位权中误差（Rms）和整周模糊度检验倍率（Ratio），其检验值见表1。根据表1判别时，Rms必须首先符合要求，而Ratio值越大表示固定值越可靠。
（二）动态GPS技术的应用
相比于静态GPS测量系统，动态GPS测量系统在工程施工测量中的应用范围便十分广泛了。（1）在施工放样阶段的应用。放样阶段的实质就是坐标测量的一个相反的过程，主要工作内容是设计的坐标在实地中标示出来。GPS技术的应用，极大的简化了放样阶段的工作，在放样阶段，只需要将放样点的坐标输入到手簿当中，并由测量人员背着GPS接收装置，根据其提示找到放样位置，放样工作十分快捷轻松且精度比较高，对工程质量控制有着重要影响[2]。（2）在地籍测量阶段的应用。在此阶段动态GPS技术主要被用来测量土地的测绘地籍图与权属的界址点。由于动态GPS技术的测量精度比较高，因而可以将处理后的测量数据直接记录到GPS系统中，进而保证及时且精确的获取地籍图。此外，在对用地进行界限测量时，GPS技术能够实时的对界桩的位置进行勘测，明确用地界限，并准确的计算用地面积。GPS技术可以应在土地的动态检测工作中，提高检测的效率与精度，节省人力物力，真正意义上做到动态检测，确保土地利用情况检查的真实性。（3）在地形测图阶段的应用。GPS测量技术能够将测量精度精确到厘米。因此，在地形测图、地籍测量以及控制测量中，GPS技术的应用十分重要，不仅能够简化测量流程，减轻工作人员负担，同时还可以显著的提高测量效率与测量的精度，极大的促进了测量技术的发展。
结论
本文简单的对GPS技术的原理、系统组成以及特点优势进行了分析，以此为基础，对现阶段GPS技术在我国工程测量领域的实际应用情况进行了深入研究。目前GPS技术的测量方法主要有静态测量与动态测量这两种，其中动态测量方式的应用比较普及。GPS技术的研发与应用极大的方便了工程测量工作的开展，同时促使工程测量工作朝着更加便捷、高效、且经济的方向发展，对工程测量行业的发展有着深远影响。
参考文献
[1]邓绍云.GPS技术及其在工程测量中的应用研究[J].科技视界，2015，06:50-51.
论文作者:王爱军,常世超
论文发表刊物:《基层建设》2017年第23期
论文发表时间:2017/11/8
标签：测量论文; 技术论文; 工程论文; 坐标论文; 系统论文; 工作论文; 精度论文; 《基层建设》2017年第23期论文;