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浅析工程测量GPS测量技术的应用陈胜

发表时间：2020/9/8 来源：《基层建设》2020年第14期作者：陈胜

[导读] 摘要：随着我国社会经济的快速发展，工程建设项目也日益增多，施工技术涉及到的方面多、时间长，且越来越复杂，人们对于工程测量过程中用到的测量技术的要求也普遍提高。

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        摘要：随着我国社会经济的快速发展，工程建设项目也日益增多，施工技术涉及到的方面多、时间长，且越来越复杂，人们对于工程测量过程中用到的测量技术的要求也普遍提高。在工程测量中，GPS测量技术得到了广泛应用并且取得了不少良好的成绩和成果，这种技术主要是通过环球通讯卫星系统和相关的无线带你导航设备，来对使用者提供准确的信息数据。
        关键字：工程测量;GPS测量技术;应用
        引言
        GPS测量技术是应用卫星定位系统的一种高科技先进技术，它高度自动化，通过卫星定位找准控制点、测量点，大大的提高了测量精度，同时也保证测量效率，可以说GPS技术的出现给工程测量带来了革命性的变革。GPS测量技术在接收卫星发射的信号后，通过数据处理软件得到测量点的准确位置。GPS不仅具有全球性、全天候、连续精密实时的三维导航与定位能力，而且具有良好的抗干扰能力和保密能力，这使得GPS测量技术受到广大工程测量工作者的青睐，GPS测量技术在工程测量中发挥着越来越大的作用。
        1、GPS技术的构成及优势分析
        1.1GPS技术构成分析
        GPS系统主要是由空间卫星、监控系统以及卫星接收设备这三个部分组成的，它们在整个GPS系统运行的过程中都有着十分重要的作用。其中空间卫星是为了给GPS系统提供相关的卫星信。而为了保障GPS系统卫星信号的畅通，人们还要设置GPS空间卫星群，这样就使得人们可以随时随地的接收到空间卫星所发出的信号。而GPS系统的地面监控系统和卫星接收设备则被人们统称为GPS用户的使用部分，它们主要是将所接收到的卫星信号，通过监控系统和接收设备，来对其卫星导航信息的相关的定位处理，让人们对当地的地理位置和相关的情况有着一定的了解，随着科学技术的不断发展，GPS技术也逐渐的成熟起来，而且为了使得GPS设备携带方便，人们也在其体积和重量上进行了相应的优化。
        1.2GPS测量技术优势分析
        首先，GPS技术具有很高的自动化水平。其在进行测量工作时，测量人员只需要调整天线，就可以实现GPS接收设备自动监测，接收到卫星发送的信号后，数据处理软件实时地处理数据获得测量点的精确三维坐标。其次，GPS技术能够精确定位。GPS测量精度远远高于普通的测量精度，在小于50km的基线上，定位精度可以达到1×10-6～2×10-6,，在100～500km的基线范围内，定位精度可以达到10-6～10-7，实验证明，基线越长，GPS测量技术的定位精度越高。再次，GPS可以全天候进行工作。由于空间卫星群均匀地分布在了地球的6个轨道面上，地球面被连续全面地覆盖，因此应用GPS测量技术可以在任何时间、任何地点进行测量工作，并且现代的GPS卫星定位装置和接收机都有防水功能，所以GPS测量技术基本不受天气的影。另外，GPS测量技术适用于各种测量工程且不受环境因素的影响。
        2、GPS技术在工程测量中的应用分析
        2.1准动态测量
        这种模式是在一个已知测站上安置一台GPS接收机作为基准站，连续跟踪所有可见卫星。移动站接收机在进行初始化后依次到各待测测站，每测站观测几个历元数据。这种方法要求移动站在搬站过程中不能失锁，并且需要先在已知点或用其它方式进行初始化。这种模式可用于开阔地区的加密控制测量、工程定位及碎部测量、剖面测量及线路测量等。需要注意的是这种方法要求在观测时段内确保有5颗以上卫星可供观测；流动点与基准点相距应不超过20km。另外，有一种连续动态测量，也属于这种模式。这种测量是在一个基准点安置接收机连续跟踪所有可见卫星。流动接收机在初始化后开始连续运动，并按指定的时间间隔自动记录数据。
        2.2实时动态测量
        这种模式具体方法是：在一个已知测站上架设GPS基准站接收机和数据链，连续跟踪所有可见卫星，并通过数据链向移动站发送数据。

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移动站接收机通过移动站数据链接收基准站发射来的数据，并在机进行处理，从而实时得到移动站的高精度位置。DGPS通常叫做实时差分测量，精度为亚米级到米级，这种方式是基准站将基准站上测量得到的RTCM数据通过数据链传输到移动站，移动站接收到RTCM数据后，自动进行解算，得到经差分改正以后的坐标。RTK则是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS测量，它是GPS测量技术发展中的一个新突破。它的工作思路与DGPS相似，只不过是基准站将观测数据发送到移动站，移动站接收机再采用更先进的在机处理方法进行处理，从而得到精度比DGPS高得多的实时测量结果。
        2.3常规静态测量
        这种模式采用两台(或两台以上)GPS接收机，分别安置在一条或数条基线的两端，同步观测4颗以上卫星，每时段根据基线长度和测量等级观测45分钟以上的时间。这种模式一般可以达到5mm+1ppm的相对定位精度。常规静态测量常用于建立全球性或国家级大地控制网，建立地壳运动监测网、建立长距离检校基线、进行岛屿与大陆联测、钻井定位及精密工程控制网、一定区域内测绘项目首级控制网建立等。
        2.4快速静态测量
        这种模式是在一个已知测站上安置一台GPS接收机作为基准站，连续跟踪所有可见卫星。移动站接收机依次到各待测测站，每测站观测数分钟。这种模式常用于控制网的建立及其加密、工程测量、地籍测量等。需要注意的是这种方法要求在观测时段内确保有5颗以上卫星可供观测；流动点与基准点相距应不超过20km。
        3、GPS技术在工程测量中的应用方法
        3.1选点
        选点时应着重考虑：a每点最好与某一点通视，方便在后续的测量工作中继续使用；b视野周围高度角15°以上不应有障碍物，以免信号被遮挡或吸收；c点位附近不应有大功率无线电发射源，距离不应小于200m，距离高压电线不得小于50m等，避免电磁场对GPS信号的干扰；d点位附近不应有大面积水域或强烈干扰卫星信号接收的物体，以减弱多路径效应的影响。e点位应选在交通便利、地面基础稳定、易于保存、有利于其他观测手段扩展与联系的地方，以便观测和日后使用；f选点结束后，按要求埋设标石，标石要求必须坚固、稳定，并填写点之记。
        3.2观测
        天线安置、开机观测、气象参数测定、观测记录都是观测的主要内容。观测之后要及时将数据转移至存储设备上，观测者填写观测手簿。
        3.3GPS测量的数据处理
        GPS技术数据处理一般要从原始记录中，通过解码将各种数据分类整理，剔除无效观测值和冗余信息，形成各种数据文件。统一数据文件格式，将不同类型接收机的数据记录格式、项目和采样密度和观测值数据单位统一为标准化的文件格式，以便统一处理。采用多项式拟合法，平滑GPS卫星每小时发送的轨道参数，使观测时段的卫星轨道标准化。探测周跳、修复载波相位观测值。对观测值进行必要修改，在GPS观测值中加入对流层改正，单频接收的观测值中加入电离层改正。
        4、结束语
        总而言之，GPS测量技术在实际应用的过程中有效的提高了工程测量的精度和准确性，使得工程测量工作的质量得到了增强。不过，GPS测量技术也存在着一定的缺点，为此人们还要在实践过程中，对GPS测量技术进行不断的改进和完善，尽可能的将GPS测量技术的使用价值最大化。
        参考文献：
        [1]赖继文.GPS测量技术及其在工程测量中的应用[J].湖南省衡阳地质测绘院，2013（02）
        [2]陈斌.浅谈新技术在工程测量中的应用[J].科学之友，2011，(12)
        [3]史华林.工程测量中数字化测绘技术应用[J].中国新技术新产品，2010（23）