淺析GPS控制測量在機場中的應用

林友恩

摘 要：GPS測量技術具有高精度、時間短、全天候、操作簡單等特點，在諸多工程測量中有著中重要作用。在機場施工及擴建工程中GPS發揮著不可替代的作用。該文將結合GPS系統原理及特點進行分析，并結合某機場工程建設實例對GPS控制測量展開具體分析。旨在通過該文論述促進GPS技術在機場工程控制測量中更有效應用。

關鍵詞：GPS 機場 控制測量

中圖分類號：TB22 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）06（c）-0070-01

GPS技術具有高度自動化和高精度定位優勢，在各工程測量有著重要作用。GPS控制測量技術能夠提供精準的三維坐標，并能實現自動化監測，無需進行監測站聯絡。GPS技術憑借不可替代優勢在機場工程測量中發揮著不可替代的作用。該文將以GPS系統原理及特點為切入點，著重分析GPS技術在機場控制測量中的應用。旨在通過本文理論分析促進GPS技術更好應用。

1 GPS系統

GPS系統即全球定位系統，是一種高精度、高效率的導航定位系統。GPS系統主要有三個部分組成：（1）空間部分。這一部分主要是24顆衛星構成的空間部分，21顆為導航衛星，3顆為備用衛星。24顆衛星分布在55 °傾角軌道上圍繞地球運行。24顆衛星運行周期為11h58 min，高度在20 km到200 km之間。（2）控制部分。GPS控制部分主要是指地面監控站部分，包括1個主控站，5個監測站，3個注入站。主控站主要負責對GPS獲得數據進行計算，以獲得各項參數，并傳給注入站，注入站再對主控站傳來數據存儲到存儲器中。（3）用戶部分。GPS用戶部分通過GPS接收機對數據接收，通過計算機處理軟件對數據處理，得到所需信息。

GPS系統定位原理主要是依據測量中的距離交會定點實現。如下圖1所示，設置3顆（或3顆以上）衛星，設置GPS接收機天線，同時接收衛星S1、衛星S2、衛星S3發出的信號。在完成數據計算和處理后，得出GPS接收機坐標（y，z）。

2 GPS技術特征

在進行GPS測量過程中，與常規測量內容與形式相比較，其具有十分明顯的特點。

2.1 測量精度方面

GPS觀測能夠提供的精度相對更高于常規測量內容，尤其是在50 km范圍內的基線位置，GPS測量形成的相對定位精度能夠達到12×10-6，相對于此，GPS測量滿足100～500 km條件的基線則能夠達到10-6-10-7。

2.2 GPS測量站點不存在通視情況

該測量站建設并不需要形成通視，只要根據實際的需求進行定位就能夠選定具體的工作點，這樣能夠提升工作效率。

2.3 GPS測量觀測時問短

由于GPS測量相關技術在發展過程中不斷更新換代，軟件開發層次不斷提升，在開展具體測量工作過程中，需要根據實際情況進行具體測量。不通觀測站點的測量時間往往達到30～40 min之間。測量的方法主要采用的是靜態定位法。這個過程中所產生的時間相對較短，動態能夠達到的相對定位也只是需要短短幾秒鐘。

2.4 儀器操作方面

當前社會科技發展過程中，GPS接受裝置自動化的程度與水平越來越高，智能化的操作方式令觀測人員可以對天線高以及開機的參數設定。

2.5 全天候作業

GPS測量所提供的衛星數量越大，分布情況良好，就能夠確保在任何時間與地點上進行連續的觀測，且同樣不會受到天氣因素的影響。

3 GPS控制測量在機場中的運用

以斯里蘭卡漢班托塔機場工程為例，在機場測量中主要采用GPS控制技術，選擇4臺GPS測量接受機進行同步測量工作，并及時記錄觀測數據。

3.1 GPS測量控制網精度影響因素與主要辦法

對GPS控制網精度產生影響的要素包括幾個方面的內容：廣播星歷誤差以及精密星歷誤差，除此之外還包括衛星鐘誤差以及地球自轉因素的影響，另外，還包括相對論效應以及電離層折射等情況也會對GPS測量控制網產生影響。

為了能夠進一步滿足機場工程建設與測量方面的精度要去，需要針對能夠影響精度的相關因素采取必要的措施，具體包括：增加觀測時常與段數，選擇多套GPS接收機完成觀測同步進行，確保觀測數據真實可靠，采用相對靜態進行定位，保證天線以及測點的準確定位。除此之外，為能夠降低路徑誤差觀測點的選定還需要被設置在低反射特性的物體環境周圍，并在此基礎上還可提升天線高度。

3.2 網形選擇

基于GPS網點控制系統可以避過通視且網本身精度受觀測衛星以及布設影響。可形成星形鏈接、點鏈式、邊鏈式以及網鏈式等。如圖2。

星形網的幾何圖形簡單，直接觀測邊之間不構成任何閉合圖形，所以檢查和發現粗差的能力較差。這種圖形廣泛應用于精度較低的工程測量、邊界測量、地籍測量和地形測圖等。點連式布網所構成的圖形幾何強度較弱，沒有或極少有非同步圖形閉合條件，一般在作業中不單獨使用。邊連式布網有較多的重復基線和獨立環，有較強的幾何強度。網連式作業需要4臺以上的接收機，采用這種布網方式所測設的GPS網具有較強的圖形強度和較高的可靠性，但作業效率低，花費的經費和時間較多，一般僅適用于要求精度較高的控制網測量。

4 結語

GPS系統不斷發展完善，為各工程測量帶來關鍵作用。隨著GPS定位更加精準、傳播速度更快，該技術在機場測量、航空測量以及海洋測量等領域中應用更加廣泛。隨著我國技術的不斷發展和突破，GPS技術將更加創新和完善，在機場擴建工程中打破除傳統測量束縛，有效提升測量質量和工作效率，為機場工程建設做出積極貢獻，同時工程建設企業帶來更多經濟效益。

參考文獻

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