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摘要：随着时代不断前进，人们多数选择定居城市，开始了现代都市人的城市生活，人口的不断增多带来了城市的压力，城市的发展如何才能够在建设中合理规划、合理勘测、合理制定方案，促进城市的发展需要设计者进行充分的思考。由于城市的结构较为复杂，并且随着人口的增多，城市也逐渐变得比较复杂，这种多变性使得城市勘测产生很多困难。因此，需要进一步使用高效的方式进行勘测。基于常规的手法并没有产生很大的优势，耗时耗力，勘测结果也并不是很理想，因此，需要一种新的技术去高效地完成工作。
关键词：gps测量；城市建设；应用探微
1GPS测量简介
1.1GPS测量原理简述
GPS技术对于如今的现代生活并不陌生，这项技术最先由美国海陆空联合研发的集定位和导航为一体的全球卫星定位导航系统，在进行待定点定位时,利用3颗以上卫星测量与待定点间的伪距信息，添加地面注入站，并将监测站监测的气象数据、卫星星历表和卫星钟改正数等参数注入到GPS卫星，构建距离观测方程式，按照后方交会计算方法，解算待定点的三维坐标信息。
1.2GPS测量方式简介
GPS测量的方式有如下几种：第一种是经典的静态定位模式，这种定位模式主要是使用在建立全球性或者是国家级别的大型勘测和控制网等的测量中，研究地壳运动和长距离的检测基线，对于精密工程控制网络的建设等都使用这种方式。第二种是快速静态定位模式，这种定位主要是为了控制网的建立和加密工作的进行，对于工程测量和地籍测量等都非常适合，尤其是对于大批量的且相距百米所有的定位都非常适合，但是缺点就是可靠性比较差。第三种是准动态定位模式，这种定位主要适用于一些比较开阔的空旷地区的勘测和预测等。
在城市建设中多数使用的是载波相位静态相对定位和实时动态相对定位，前者主要使用在城市的区域建设测量中，对于城市的部分区域精准测量能够很好地满足，但是对于数据获取的速度则较为缓慢，需要时间的等待，此外对于测量数据还需要后期的详细分析之后才能完成，因此，这种方式较为耗时。后者主要是能够满足城市建设中的碎步点测量、建筑物和线路放样、地籍调查等的测量，这种测量的精准度较低，耗时短。因此，这两种方式共同使用，能够将城市建设中的测量需求进行充分满足，从而准确快速地为城市建设得出方案和结果。
1.3GPS测量优势总结
GPS测量如今广泛应用于城市建设中的各种领域，对于城市建设的发展做出了很大价值。这种测量技术拥有功能多样、用途广泛、自动化控制便捷等优势，能够准确地测量工程、大地、海洋领域、航空领域等地域，定位精度较为准确，并且测量的结果都能够提供高可靠度的数据支撑，因此，对于GPS测量技术中的自动化功能使得GPS技术已经逐渐成为现如今在城市建设测量中的首选方式。
2GPS测量原理与测量方法
GPS卫星信号的载波和调制码都可以用来测量,因此观测量一般为“伪距离和/或载波相位”。测量原理根据观测量基本上分为两种:即伪距法和载波相位法
2.1伪距法
这种方法的原理首先可以用经典的三角测量来解释。我们知道,GPS接收机可以接收所选定的卫星发来的导航信息和星钟校正参数。根据这些信息到达接收机的时间,即能算出接收机到卫星的“距离”。如果我们测量到3颗卫星的“距离”。即分别以3颗卫星发射时刻的卫星位置(按发射的星历参数确定)为中心,根据测得的“距离”,画出3个球,其交点便是用户的三维位置。但是由于接收机本机钟对星载原子钟存在偏差,所测的“距离”并非接收机到卫星的真实距离。这种距离叫做“伪距离”(简称“伪距”),伪距法由此得名。伪距的存在使每次测量总会有一固定的距离偏差,致使定位产生不定性。如果我们再测量一个到第4颗卫星的伪距,则这是由用户钟偏差造成的定位不定性就产生一个由4个相交球面所围成的误差体积。从每个伪距测量中加上或减去这个固定值就消去了该误差体积,结果得到4个球面相交于一点,这就是用户的三维位置。实际上,这只要观测至4颗星的伪距并接收卫星的导航信息,解算4个方程就可以得到。
2.2载波相位法
更确切的叫法为“载波差拍相位法”。它是测量卫星多普勒频移载波相位虹与接收机振荡器额定频率(参考信号)的相位帐之差。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因为这种测量是把编码从收到的信号中去掉以后,用与码相关的方法或平方律信号的方式重建载波相位,所以它又叫“重建载波相位法”。载波相位通常是在用户钟确定的历元取样的,与卫星和接收机参考振荡器之间的补偿值有一个偏差。载波相位测量就类似于只有载波整周数的精密伪距测量(舍去所谓整周模糊度)。GPS测量方法主要有:单点定位法,相对定位法,差分定位法。
2.2.1单点定位法这是GpS最初使用的方法,利用一台任何类型的GsP接收机可进行绝对定位。一般几秒到几分钟内就可给出一个位置数据。定位精度取决于接收机类型、观测时间长短以及观测量的类型。
2.2.2相对定位法这是能够得到最高精度的方法,也是被认为与大地测量具有重大关系的方法。它需要在两个(或更多)地点同时观测,利用两台以上测地型接收机进行相对静态定位;专用子精度要求高的测量,如国家控制点的设置、复测;大地测量网的规划;监视地壳形变等。
2.2.3差分定位法这是采用两台以上任何类型的GPS接收机来完成的。它的特点是,一方面能给出消除公共误差的较准确的位置信息,另一方面它给出的位置信息不是相对定位的坐标增量,而是单点定位的绝对坐标.其定位可达米级精度,是一种有广泛应用前途的方法,特别适合于船舶、飞机、车辆等导航定位,以及海洋石油勘探平台定位,航空摄影和航空物探等的应用。
3GPS在城市建设中的应用
3.1建立道路勘探控制网，实现便捷管理
工程控制网对于定位的精准性有着很重要的影响，定位中的精准性对于控制面积有一定的要求，控制网的覆盖面积和定位的密度成反比，也就是控制网的覆盖面积越小，定位的精准性就越高。以往所使用的控制网是属于边角网，而如今GPS技术的诞生能够打破这种局限性，从全网进行控制，提升精度值到毫米级，大大实现了对于城市建设中的工程控制网的精准性控制和建设，使得数据误差越来越小，测定范围越来越准确，定位信息越来越可靠。
道路勘测技术方面虽然并不困难，但是在道路勘测中需要勘测的目标狭长，如果技术员采取以往固有的方式进行勘测，需要将目标进行分段勘测，这样对于技术员来讲，除了技术不能出错外，后期的数据拼接和分析也不能出错，因此，会生很多的潜在问题。如果使用GPS测量方法，能够建立多个测量点，同时进行测量，不需要分段，也能够平衡地分布每个地域的段点，使得最终测量的数据准确性大大提升。
3.2精确测量近水平地层产状，促进城市规划合理性
近水平地层产状依据地域的不同而不同，对于很多地层产状的变化都需要事先充分了解之后再进行测定，工程区地层的状况和地层的角度等特点都会影响测定时候的准确性。冲积扇地层产状有时非常平缓，为了准确预报其中地下工程施工遇到的岩性特征，需掌握地层空间分布形态，因此，应对地层产状进行精确测量。但是传统的罗盘测量方法不能满足现场测量产状的要求，为此专门设计采用高精度GPS测量方法，测定地层面状要素上多点的坐标，通过数学计算完成研究区地层产状测量。
3.3改造给水排水管道的建设，提升检测精度
给排水管道线路的平面位置及高程测量以往都是采用全站仪和水准仪测量，数据的获取较缓慢，导致后期的误工误时，原本拟定的工期被停滞或者延缓，造成极大的损失。但是，如果使用GPS技术测量的话，测量人员与设计、施工人员同步，实时测量给排水管道线路的平面位置及高程数据，并及时反馈给设计、施工人员，节约大量人力、物力，缩短了工期，同时也避免了因沟通不畅而发生的麻烦，同时还可以在给排水管道管网普查中迅速得出坐标与高程，大大提高了普查的进度，这样对于给水排水管道的建设进程就会大大改善，同时对于误差的控制也会做到最好。
结束语
GPS技术的出现与发展，为各种测绘带来了新的方法与手段，拓宽了人们的视野和思维方式，推动了测绘界的巨大变革。GPS技术作为一种全方位的全能型的测量技术，将成为未来广泛应用的测量技术手段，在城市建设中发挥更强大的作用。
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论文作者:楚济军1,秦志军2,杨素祯3
论文发表刊物:《基层建设》2017年第26期
论文发表时间:2017/12/20
标签：测量论文; 载波论文; 相位论文; 接收机论文; 城市论文; 产状论文; 地层论文; 《基层建设》2017年第26期论文;