试析GPS测量技术在工程测量中的应用要点

【摘要】随着我国科学技术的发展，通信技术也获得了迅速的提高，应用层面也越来越广，其中GPS系统就被广泛应用于工程的测量。GPS技术即全球定位系统，主要是通过环绕地球的卫星系统和无线导航设备等，为使用者提供准确的位置信息、GPS测量技术是工程测量中较为高科技的先进技术，具有自动化程度高、准确性高以及效率高的优势，给工程测量带来了质的飞跃。本文首先对GPS测量技术进行简单概述，然后使用某工程案例来分析GPS测量技术在工程测量中的应用要点，进而从应用中探讨该技术在应用中存在的问题，并提出一些有建设性的意见。寄希望对GPS测量技术更好地应用有所帮助。

【关键词】GPS测量技术;工程测量;应用要点;优势

一、GPS测量技术概述

1.GPS系统介绍

GPS系统主要由空间卫星、地面监控系统以及卫星接收设备等三大部分组成。GPS系统中的空间卫星部分主要有24颗卫星组成的卫星群均匀分布在六个轨道平面上而形成，其中卫星的运行轨道周期为11小时58分，这就保证在任何时间和地点，能够收到卫星发出的信号。地面监测系统部分是整个中央控制系统，能够同步对卫星定轨进行跟踪。GPS卫星接收设备部分则主要包括GPS接收机以及数据处理软件以及相应的气象观测仪器设备等。该部分主要是通过对GPS卫星信号的接收来对卫星信号进行导航和定位。

2.GPS测量技术的原理

GPS测量技术主要是通过高轨测距的方式来进行测量，基本观测量为观测站至GPS卫星之间的距离，然后通过一定距离运算而得出所测位置的三维坐标。观测量的距离数据只要通过两种方法来测量，一是伪距测量，也就是测量GPS卫星信号到达地面接收器的传播时间，这种测量方法对于观测点的定位速度是比较快的;二是载波相位测量，也就是对卫星载波信号和接收器分别产生的参考载波信号之间的相位差距，这种方法对于测量的精度上比较高，测量较为准确。

3.GPS测量技术的优点

根据上述原理，可以知道GPS测量技术具有以下几个优点：1）时间短。GPS技术观测的时间要远远短于经典的静态相对定位模式，范围20千米内只需要几分钟。2）自动化程度高。GPS系统中的卫星接收设备是智能型的，在捕获信息、跟踪观测与记录等都能够自动完成，且能进行持续的自动化数据信息采集，无需人工值守。3）全天候工作。GPS系统具有均匀分布在地球6个轨道面的空间卫星群，因此，GPS测量工作能够随时、随地开展，另外GPS卫星接收装置也具备防水功能，测量工作也不会受到天气的影响。4）操作简单，功能强大。GPS测量技术的操作只需假设天线等设备安装，在观测过程中无需人工，操作简便。其次，GPS综合测绘能力强大，对于各种测绘内、外作业都适用，且精确度高。

二、GPS测量技术在工程测量中的应用要点

1.工程测量概况

对某河流域治理一期工程的测量应用。河道共长66km，沿途流入向北的四大流域。该工程主要以3000m3/s的规模对向北的河口（54+500）以下河道进行淤泥的清理。清淤施工区域河面横断面宽500～600m，整段长度为3000m，且主河槽部分分为水下部分和滩地部分，淤泥堆积多年，在进行该工程的测量和施工中有很大的难度。基于以上情况，对水下部分采取测探仪+GPS定位的方式，而滩地部分则利用GPS测量技术来开展测量工作。

2.选点

对整个清淤区域进行点位的选择，满足的条件有：容易安置接收设备以及视野相对开阔。GPS卫星信号的接收设备在受到障碍物、电磁场等因素时，可能会出现信号被屏蔽、信号缺失、信号受到干扰等状况，因此在选点的过程中需要注意以下几点：1）每个点位所处位置的视野周围高度角应该在15°左右，且视野空旷无遮挡性障碍物。2）点位的位置需要尽量远离大功率的无线电发射源，距离高压电线也需要大于50m。3）点位的交通位置应较为便利，能够与其他观测手段联系。4）点位选择后，要进行确定和固定，防止物理移动。

3.观测

确定好各个点位后，就是对作业场所的观测，其中包括天线的安装、开机观测、气象参数的测定以及观测记录等内容。获得这些内容数据后，需要及时地把数据存储在固定设备上，方便对其信号数据的处理和分析。

4.信号数据处理

GPS测量技术的信号数据处理流程一般为：1）观测数据的转移存储。2）数据分流。就是对观测的原始数据通过一定的软件进行解码，然后分类整理。3）数据格式统一化。4）对GPS卫星一小时发送的轨道参数进行平滑。该流程就是基线解算的过程，需要运用到GPS控制网，也就是由相对定位得到的基线向量形成的空间基线向量网。5）对载波的相位观测值进行修复，测量周期跳动值。6）修改观测值。GPS观测值采用加入对流层的方法改正，而单频接收的则采用加入电离层的方法改正。

三、工程测量中应用GPS测量技术存在的问题及建议

在上述工程测量中，仍然可以发现一些问题，主要在以下一些方面：

1.点位设置问题

在进行GPS测量技术中，点位的设置是比较重要的。但是由于每个工程的地理位置不同，有些工程地势凹凸不平，因此在点位的设置上很容易出现点位设置不当的问题，如接收设备受到电磁干扰、被障碍物遮挡等问题。

建议：选点时，扩大范围，保证点位规划点不在凹凸位置，另外要避开障碍物和信号发射源。

2.GPS网基准点的选择

GPS网基准点的选择是确定GPS控制网的关键。在实际工程测量中，由于GPS点分布情况复杂并存在一定的误差，这对后期GPS网的测绘准确性产生很大的影响。

建议：将GPS点与GPS网相联系，并转换成坐标形式，注意相联系的点网连接需要超过三个，这样才能保证定位的准确性。

3.基线结算的问题

基线结算的结果会受到多方面因素的影响，进而出现一系列问题。这些影响因素主要包括：基线起点坐标不准确、电离层直射影响、GPS卫星观测时间较短、周跳太多、多路径效应严重等。

建议：基线结算是GPS定位测绘中最重要的环节，因此在该过程中要注意：首先选择精度较高的起点，并且通过与系统参数的比对，对比对的差别进行改良;其次，删除易受电离层影响的观测角度，保证基线结算的质量;最后，在卫星观测数据中，需要对时间短的卫星数据、频繁周跳的卫星数据以及多路径发生时段的卫星数据都需要进行删除，这样才能保证基线解算的准确性。

四、结束语

随着GPS技术研究的不断深入，GPS技术的应用也越来越广泛和成熟。在工程测量中，利用GPS技术进行测量已经成为工程中的关键内容，不仅能够有效提高测量精度，还能大大缩短测量时间，这对工程的施工和工程状态的监测都具有不可估量的作用。GPS技术使物体的三维坐标测定越来越简单，也让工程测量中利用GPS技术形成的动态虚拟图更加直观。另外，GPS测量技术在进行信号的接收和數据处理过程中，都发挥了其良好的干扰性和保密性，从而更加适应于工程的测量。尽管，GPS测量技术仍然存在一些问题，但是其应用的前景是非常广阔的。

参考文献：

[1]杨雪樵.浅析GPS测量技术及其在工程测量中的应用[J].价值工程，2014，（17）：109-110.

[2]韩玺波.GPS测量技术及其在工程测量中的应用[J].城市建设理论研究（电子版），2014，（22）：1508.

[3]刘芸玮.GPS测量技术及其在工程测量中的应用[J].城市建设理论研究（电子版），2014，（28）：4306.

[4]苏建宇，姚锟.GPS测量技术及其在工程测量中的应用[J].建筑工程技术与设计，2014，（31）：125.

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