摘要：GPS定位系统作为与航天行业相关的高新技术，GPS测量技术远比其他测量技术先进，如果能广泛地应用于道路建设之中，道路的测量将会更简便利，测量结果也更加准确。因此，为了能使这门技术更好地造福人们，需要相关人才对其进行深入地研究，使其能在市政工程中得到应用。
关键词：全球定位系统；市政项目；应用
引言
全球定位系统的全称是导航卫星定时测距全球定位系统，它是一种可以通过定时和测距进行空间交会定点的导航系统，同时它可以向全球用户提供连续，及时，高精度的三维坐标、三维速度和时间信息。GPS定位在市政工程测量中有很大的应用潜力。近年来，GPS接收机的小型化、小功耗给GPS用于工程测量提供了有利的硬件条件，而且据调查显示，在缩短工期、降低成本和设计的灵活性方面，全球定位系统也有多方面优势。
1 GPS定位原理
GPS系统是一种采用距离交会法的卫星导航定位系统。在需要的位置点架设GPS接收机，在某一时刻同时接收了3颗以上的GPS卫星所发出的导航电文，通过一系列数据处理和计算可求得该时刻GPS接收机至GPS卫星的距离，同样通过接收卫星星历可获得该时刻这些卫星在空间的三维坐标。在GPS测量中通常采用两类坐标系统：一类是在空间固定的坐标系统；另一类是与地球体相固联的坐标系统，称地固坐标系统，我们在市政工程控制测量中常用地固坐标系统。
2 GPS在市政工程测量中的优点和缺点
2.1测量中的优点
2.1.1操作方便
利用GPS系统进行测量工作，可以实现自动化和智能化。GPS系统自动化程度很高，甚至高于“智能型”接收机。在利用GPS系统进行观测和测量时，测量员只需要做安装并开关仪器、采集环境的气象数据、量取天线高、监视仪器的工作状态等工作。这属于准备工作阶段，是必须的。而其他工作，都会有系统自动完成。比如卫星的捕获、跟踪观测等均由仪器自动完成。结束观测时，也仅需关闭电源，收好接机，便完成野外数据采集任务。
2.1.2定位精度高
一般的双频GPS接收机基线解精度为5mm+1×10-6，而红外仪标称精度为5mm+5×10-6，GPS测量精度和红外仪不相上下，但随着距离的增长，GPS的测量优越性更加突出。它的定位测量精度现在已经达到高标准，市政工程很好的运用了这一特点。
2.1.3观测时间短，人力消耗少
用GPS进行静态相对定位，在＜20km的短基线上，快速相对定位花费的时间比起以往的时间大大的缩短，一般只需15分钟左右，而在进行市政工程动态相对定位测量时，在开始的准备工作完成后，流动站可进行随时定位，每一站只需要几秒便可以完成。
2.1.4 功能多样，用途广泛
GPS定位系统用途广泛，可用于导航、测量，还可以用于测速、测时。比如说交通部门，是可以通过GPS系统发现道路沿途的天气变化，或是某车超速的具体状况，就可以通过GPS系统传递信息，提醒司机注意安全。这在交通发达，车祸频繁的今天，是十分有用的。并且该系统的精确度高，测速的精度可达0.1m/s，测时的速度可达几十毫微秒。这对其应用领域扩大起了关键性的作用。
2.1.5提供三维坐标
GPS测量在测定观测站的平面位置同时，还可以同时精确测定大地高程。
2.1.6全天候作业
GPS观测不受时间以及地点的限制，这给市政工程的工作量节省了大量时间，它不会受到天气等自然状况的影响。传统的测量方式不仅需要人工作业，而且经常花费大量时间观察和取证，现在GPS的自动化作业一站式有效地解决了这些问题，随时随地进行测量。
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2.2测量中的缺点
2.2.1建立市政工程控制网时，有一些特殊的地段会阻碍GPS技术的使用，这些区域往往会遇到遮挡信号的问题。我们在进行市政施工时，如果遇到地下的工程或者是很深的隧道控制测量中，这些地方的首级网可以采用GPS技术，但在地下施工控制方案中却无法采用，主要是GPS信号传达不到这些位置，信号的阻碍导致无法正常显示数据，还有一些市政项目会在森林中作业，森林树木繁茂，再强的技术在这种环境下也会受到干扰，很难准确的把握得出的数据值和实际值的差距。
2.2.2在进行碎部测量和放样时，G P S信号可能会受到高大建筑物的影响，破坏整体计数连续性，这就需要重新操作调整，不但影响观测工作的效率，也会影响工作人员的热情度。
2.2.3GPS定位技术高程测量时不能直接得到地面点的正常高，只能得到大地高，这限制了GPS技术在高程测量方面的工作效率。
3 GPS在市政工程测量中的运用
3.1建立市政工程控制网
一般情况下，市政工程的控制网要求精度高，而且它的覆盖面积小，对于点位密度也有对应标准，我们选用的常规方法是边角网。如今的市政工程中采用的GPS定位方法，建立市政工程控制网呈现多种优势，对于点位选择的限制因素很少，而且施工时间很短，为工程进度节省了时间，进而使工程的成本也有所降低。应用GPS技术建立市政控制网，现在大多选用载波相位静态差分技术，用它来确保精度。应用GPS技术建立道路勘探、施工控制网和工程控制网等具有显著的优势。市政公路勘探、施工的控制网一般都是横向很窄，纵向很长，如果采用传统的方法操作比较麻烦，而且不能同时实施，要分开作业，这样才能避免误差的产生，而现在在市政工程中多采用GPS技术，由于它自身的不需要通视的特点，我们就可以布设间隔距离比较长的GPS点进行控制，提高了工作效率。
3.2变形监测
变形监测主要是对市政工程中的设施变形程度，发生位移等现象进行掌控监测，这种监测工作的特点是监测环境复杂，监测技术要求高。常规的监测技术是应用水准测量的方法，监测地基的沉降，应用三角测量的方法，监测地基的位移和整体的倾斜。常规方法外业工作量大，布点收到地形条件影响。而GPS技术能够根据被监测对象的特点，进行周期性重复测量、固定连续GPS测站阵列和实时动态监测，因而在市政工程变形监测领域具有广泛的应用。
3.3带R T K的碎部测量与放样
RTK技术是近年新兴的技术手法，它与GPS有效结合，它是载波相位差分技术，是实时处理两个测站载波相位观测量的差分方法。R T K的主要设置为两个站点，一个是基准站，还有一个是移动站，也就是我们所说的用户接收机。这种技术的工作原理是将基准站采集到的数据分送给用户，之后用户根据基准站的信息进行相应解算位置坐标。RTK技术现在的应用范围已经不仅仅是市政工程，还可以用于测绘地形图或者平面位置的施工放样。采用RTK技术测图时的工作简单方便，现场只要一人工作即可。操作者将GPS接收机放在特定的标准点上几秒钟就可以，输入对应的编码操作，然后把测量区域内的地形、地物特征点测定后传入计算机，由专业人员进行编辑成图软件，在简单的人工操作后就可以形成所需要的成果图。
3.4区域差分网下的碎部测量与放样
区域性GPS差分系统下的碎部测量与放样，是根据区域GPS差分网展开进行的。区域差分和RTK单基点差分的原理差不多，区域差分的基准站是通过提供各个基准站的差分信息，用户接收机根据自己的位置确定各基准站差分信息，实现差分定位。
4结束语
将GPS与传统的测量方法相比较，可以明显看出GPS的强大功能性，可以完全满足测量工程中的任务，而且可以满足工程测量法要求的控制精度，GPS测量法具有的优点是传统测量无法追赶的，在现代的市政工程测量中，该测量方式已经受到一致好评，未来的工程中对GPS的使用会更加广泛，同时，GPS技术具有精度高、观测时间短、测站间不需要通视和全天候作业等优点，使得三维坐标的测定变得简单，因此，该技术的应用除了在市政及其他工程中，现在已扩展到于航天和航海等多个领域，它的发展前景无限广阔。
参考文献
[1]周建新.GPS在市政工程规划测量中的应用[J],湘潭师范学院学报(自然科学版).2017
[2]吴文敏.GPS在工程测量中的应用方法[J],三晋测绘.2016.9.
论文作者:惠以珩
论文发表刊物:《基层建设》2016年第34期
论文发表时间:2017/3/20
标签：测量论文; 市政工程论文; 技术论文; 接收机论文; 坐标论文; 系统论文; 差分论文; 《基层建设》2016年第34期论文;