GPS在工程測量實踐中的應用及存在的問題

黃新

摘要：隨著科學技術的不斷發展，GPS測量技術日臻完善，在工程測量實踐中發揮的作用也越來越重要。GPS測量技術具有測量的時間短、測量的精確度高及技術含量高等優點，但在實際的工程測量過程中仍存在問題，需要引起重視并加以解決。文章針對GPS測量技術在工程實踐中存在的問題進行了分析。

關鍵詞：GPS測量技術；工程測量；GPS定位技術；施工水準點；測站點 文獻標識碼：A

中圖分類號：P258 文章編號：1009-2374（2015）13-0068-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.13.035

數字化進程的加快推動了GPS測量技術在工程測量實踐中的應用范圍，提高了工程測量實踐過程中的效率與質量。但是在實際的工程測量的應用過程中，GPS測量技術的使用還存在著一些問題。為了實現GPS測量技術在工程測量實踐中的更好地運用，就需要我們加強對實踐過程中出現的問題的關注與思考，確保測量工程更加有效地進行。

1 GPS在工程測量實踐中的應用

1.1 GPS定位技術的應用

GPS定位技術主要是結合物理與化學的相關學科中的基本原理，然后將這種原理用于工程測量的實踐中，并通過GPS系統在地面的接收裝置以及空間衛星對所要測量的對象，從多角度對其定位的一種技術應用。在當前的工程測量中，所使用的GPS定位技術主要包括靜態相對定位和動態相對定位兩種技術。其中靜態相對定位技術是指通過同步觀測目標，采用多臺地面接收裝置，然后將其按照一條極限進行排列。靜態相對定位技術觀測的時間主要持續在45分鐘左右，然后將測量的結果交給專業技術人員對其進行分析與統計，做好測量數據的分析與處理工作。靜態相對定位技術操作流程相對來說比較簡單，而動態相對定位技術則是選擇一些比較精確的控制點，將其作為工程測量的控制基站。動態相對定位技術主要是基于載波相對觀測量，然后借助地面連續接收裝置的作用，實現多個不同角度與方位的動態信息的傳送以及對這些信息的觀測等工作。一般來說，一個GPS接收器在進行對觀測對象進行準確定位是通過二維定位系統進行的，但同時還需要同時對來自四顆以及四顆以上的衛星信號的信息接收才能完成對觀測對象的精確定位。通常GPS系統具有21顆衛星，這些衛星都是環繞地球而運動的。若想要接收7顆衛星的信號信息，就需要將水平角度的觀測點設置在10°以上的觀測點才能實現。但是若有一些建筑物或是其他的遮擋物阻礙了接收器對信息的接受，接受觀測裝置接收到的衛星數量就會隨之減少，這樣就容易導致對接收機的情況難以準確定位。因此，GPS系統虛擬現實技術便需發揮其作用，對測繪方案中存在的問題與不足給予及時監測，工作人員也能夠在此基礎上及時地修改方案中的問題，從而確保GPS測量技術在工程測量實踐中更有效地應用。

1.2 測定施工水準點

用于施工水準點測量的傳統技術，由于存在著缺乏對實地的勘測與考察，使得預算存在著不嚴密與不準確的問題，這樣對于施工水準點的準確測量是非常不利的，通常容易造成誤差。一般來說，設計單位所定的水準點距離是在500～100m之間的，但是卻由于水準點的距離過遠導致在施工過程中遇到各種困難。而利用GPS技術進行測量則可以有效地完成臨時水準點位置的確定，從而加快工程測量工作完成的步伐，提高工作效率。為了有效地保證測量結果的精確度，就需要認真對待測量的每一環節，做好每一環節的測量工作。這些工作環節主要包括了對天線的裝置、接收機的操作以及做好觀測記錄工作等環節。同時，在具體的測量過程中，還需要嚴格遵守技術設計制定的相關觀測計劃，確保測量工作更加有效地完成。比如：一些比較大型的公路項目需要進行實地的測量，這就需要借助GPS測量技術來完成。GPS測量技術能夠借助觀察衛星同步圖片的方式來完成對公路的路基高度的分析，確保更加全面、細致地了解公路項目的具體情況。此外，公路項目的測量還需要對實地的地形地貌特征進行考察，并在每隔200m的距離處設置一個臨時的施工水庫對測量工程實踐進行補充。而關于臨時水庫位置的選取，則可以選擇就近的房基或是機井臺等比較堅固的地方。同時，埋設工作也是需要認真完成的重要環節，它需要工作人員對每一個加密的臨時水準點的位置，做好相應的記錄，從而確保每一個水準點的信息都能及時有效的掌握，從而節省工程測量實踐的時間，提高工程測量實踐完成的效率與

質量。

2 GPS在工程測量中存在的問題

2.1 關于測站點的設置問題

測站點的選擇主要是對于首級控制網的設置而言的。關于GPS測站點位置的選擇，應該是挑選那些視野非常開闊的地方的。同時，測站點周圍的障礙物的遮擋高度不能超過10°，且不能有相關的GPS信號反射物的存在，這樣容易導致多路徑出現誤差的問題。對于測站點周圍的環境，更是需要仔細觀察，確保周圍的環境是有利于發播或是傳送差分改正信號的。開闊的上空是測站點位置選取必須具備的條件之一，同時成片的障礙物出現范圍是不能超過10°～15°的高度角的觀測范圍內的。測站點周圍可能會存在著電磁波干擾的情況，但是必須將此干擾范圍限定在200m的范圍以外，比如一些大功率的無線電的傳送與發射實施或是一些高壓電線裝置都是容易造成電磁波干擾的。此外，測站點周圍不能有對電磁波的信號反射比較強烈的事物存在，這樣容易造成多路徑的誤差情況。這種物體一般是周圍成片的高層建筑或是大面積的水域環境等都是會對其造成信號反

射的。

2.2 關于基線的解算問題

一般來說，基線在結算的過程中都會存在著一些問題，這些問題具體表現在以下五個方面：第一，基線的起點坐標設置不夠準確。針對這個問題，就需要在工程測量實踐過程中，選擇那些精確度比較高的基點作為基線的起點，或者也可以將所有基線的起點坐標全部從一個點進行衍生，這樣基點坐標的誤差就會存在整個基線之中。然后可以通過使用系統參數的方法，對GPS網平差進行處理，確保誤差值最小化乃至沒有，盡可能地精確基線的起點坐標定位。第二，GPS在觀測的過程中，時間花費是比較短的。在基線的解算過程中，就需要對觀測時間較短的某一顆衛星的觀測數據進行刪除，這樣才能有效地保證基線解算的結果的準確性與精確度，確保工程測量結果的質量。第三，存在著周跳太多的問題。在工程測量的過程中，通過GPS測量技術，經常會觀察到多顆衛星在同一時間出現周跳的情況，這時就需要將這個時段的觀測數據刪除，從而確保觀測結果在質量上得以改善。若是某一顆衛星經常出現周跳的情況，可以對該顆衛星的觀測數據進行刪除，這樣也能起到改善觀測結果的質量的作用。第四，在基線的解算過程中，還存在著多路徑效應嚴重的問題。由于多路徑效應容易造成觀測值出現誤差或是殘差的問題，為了改善觀測值的質量，就需要對多路徑效應發生比較嚴重的觀測時段的數據進行刪除工作，也可能是刪除某顆衛星的觀測數據。第五，還存在著對流層或電離層的折射影響比較嚴重的問題。這個也是通過刪除受電離層影響比較大的觀測數據來實現的，從而確保觀測數據結果的質量，實現工程測量工作的順利有效且高質量地進行。

3 結語

通過本文關于GPS工程測量實踐中存在的問題與體會的思考，我們了解到GPS在工程測量實踐過程中還存在著多路徑效應以及周跳太多，通過對影響嚴重數據的刪除，有效地改善了數據結果的質量。希望本文的分析能在一定程度上推動GPS技術更有效地應用到工程測量工作中。

參考文獻

[1] 宋中華，周命端，張玉生，宋士強，李琛.GPS工程測量網數據處理與質量評估方法研究[J].測繪工程，2011，（4）.

[2] 黃治政.GPS在工程測量實踐中的問題與體會探討

[J].現代物業（上旬刊），2011，（9）.

[3] 李俊.GPS測量技術及其在工程測量中的應用[J].齊齊哈爾工程學院學報，2012，（3）.

[4] 王鵬.GPS工程控制網數據處理方法研究及軟件研制[D].西南交通大學，2008.

[5] 謝用.道路工程平面直角坐標系下GPS工程控制網平差建模及軟件研制[D].西南交通大學，2012.

[6] 馬中軍，張樹珺.淺談工程測量實踐教學改革[J].中國科教創新導刊，2008，（7）.

（責任編輯：陳 倩）endprint