GPS技術在工程控制測量的應用及測量精度分析

■俞黎斌，黃茂江

■1.江西銅業集團德興銅礦地測中心，江西 德興 334200;2.江西省水利規劃設計院，江西 南昌 330029

1 前言

GPS技術在工程測量中的應用，是對傳統工程測量帶來了徹底性的革命，并且其具有不受天氣和通視條件影響、定位精度高、操作方便、自動化程度高、成本低等眾多方面的優點，致使其被廣泛的推廣和應用在現代工程控制測量中。隨著GPS技術在工程控制測量中的應用，人們對工程測量精度提出了更高的要求。因此，文章針對GPS技術在工程控制測量的應用及測量精度的研究具有非常重要的現實意義。

2 GPS技術在工程控制測量中的應用優勢

(1)自動化程度高。工程控制測量中的GPS技術，采用GPS接收機進行各種測量時，只需要將天線準確的安裝在檢測站上，并接通電源與啟動接收單元，此時儀器就能夠自動開始工作，當測量工作結束之后，只需要將電源關閉，接收機就能夠自動的完成數據的采集，并采集的定位數據傳輸至數據處理中心，進而實現GPS自動化的測量以及計算。

(2)適用范圍廣。GPS技術在國民經濟的各個領域中都具有非常廣泛的應用，對于從事測繪工作的工程施工人員來說，已經得到廣泛的應用，其中涉及到地殼板塊運動的檢測、大地測量以及各種工程測量，尤其是在工程控制測量中具有非常廣泛的應用前景，尤其是GPS技術的自動化檢測，對于工程的自動控制系統的研究是GPS技術在未來應用的一個重要發展方向。

(3)測量精度高。GPS技術的短距離的測量精度達到毫米級別，差分導航精度達到厘米級別，對于大型的工程建筑以及構造物的變形監測具有精密的定位測量，在進行合適數據處理的模型和軟件之后，其在高程和平面精度都能夠達到毫米級別。

3 GPS技術在工程控制測量中的應用

文章以工程為例，該工程采用了6臺Ashtech型靜態單頻GPS接收機(測量精度為5mm±1ppm)采集野外信息，作業基本要求包括:數據采樣率(S)不超過30s;時段長度不小于60min;同時觀測有效衛星數量不小于4;平均重復設站數不小于1.6;同時觀測有效衛星書不小于4;衛星截止高度不小于15°。每時段觀測都采用測量天線高兩次的方式，相差小于3mm，天線高為測量的平均值。GPS觀測數據采用Ashtech solutoons 2.5進行基線解算，以此保證每一個基線都能求出整周模糊度。GPS技術在工程控制測量中的應用主要表現為以下幾個方面:

(1)靜態定位。靜態定位需要在每個流動站內設置GPS接收機，一邊靜止觀測，另一邊接收太空衛星以及基準站的同步觀測信息，并對測站一周的未知數以及三維坐標進行解算，當測量的精度滿足相關的要求之后，才能停止測量工作。由于影響測量精度的因素相對較多，該種測量方式主要采用加密控制，這樣即使在一些惡略的環境和地形中，同樣能夠保證測量的精度。

(2)動態定位。在進行動態定位測量之前，必須做好前期準備工作，即先在控制點觀察一段時間，然后采用提前設定好的流動站進行實地自動測量，然后結合基準站的同步觀測數據，最終確定測量點的位置坐標。當前工程測量對于精度的要求相對較高，通常要求測量精度達到厘米級別，動態定位能夠獨立完成樁測量、地形圖測繪、縱橫斷面測量等，并且具有非常高的測量精度，致使動態定位技術在工程測量中具有非常好的應用前景。

(3)測繪大比例尺地形圖。傳統的測法測站與碎部點之間必須通視，不僅拼圖環節的精度不能保證，并且還需要至少兩人進行工作，花費較長的時間。采用GPS技術，僅僅需要一臺機器和一個人，并且花費幾秒鐘的時間，就能夠完成碎部點高程以及坐標的測繪工作，然后輸入特征編碼，能夠迅速成圖，顯著的降低了繪圖難度，提高測繪速度。

(4)選線以及放樣。將GPS的接收機作為流動站，在一定的距離接收測量數據，對重要的物質進行定位，然后將獲得的信息輸入接收機，并利用CAD繪圖軟件進行選線。采用GPS技術進行放樣測量，僅需輸入點位坐標，接收機能夠將提醒信息準確的傳輸至任何放樣點，這樣不僅能夠提高放樣精度，還能夠降低勞動量，加快放樣速度。

4 提高GPS技術在工程控制測量精度的措施

(1)創建工程控制測量網絡。工程控制測量網絡是工程管理、維護工作開展的基礎，同時也是提高工程測量精度的重要措施。通常狀況下，工程控制測量網絡的覆蓋面積相對較小，占位密度相對較大，對測量的精度要求相對較高，采用邊角網的方式，創建工程控制網絡，在采用GPS定位技術時，能夠充分的體現GPS技術精度高、作業時間短、工程耗費低等優勢。

(2)PTK碎部測暈以及放樣。PTK技術，即載波相位差分技術，采用PTK技術對相位的測量進行處理，能夠將基準站收集的載波相位信息傳輸給用戶，用戶通過對基準站差分信息進行求差解算，能夠準確的找到用戶的位置坐標，并將定界標點標出，采用PTK碎部測暈和放樣，能夠提高測量精度和標定的準確性。

(3)區域差分網絡的碎部測量以及放樣。當碎部測量出現在區域性的GPS的差分系統中時，基準網和放樣會對所有基準站提供差分信息的權，并實現差分的定位，提高PTK接收機標稱精度，能夠提高PTK測量點的精度，進而提高測量精度。

(4)測量精度評定。采用平面平差基線相對精度統計、基線殘差統計、環閉合差統計進行GPS定位中誤差統計，100%的點位精度控制在1cm以內，甚至控制在0.5cm以內，如果測量數據合格，則表明基線解算質量良好，GPS技術的測量精度能夠滿足工程測量的實際要求。

5 結束語

總而言之，GPS技術在工程控制測量中具有測量精度高、自動化程度高、適用范圍廣、費用低等眾多優點，致使其被廣泛的推廣和應用在工程控制測量中。但是，GPS技術在工程控制測量的實踐應用中，對操作要求相對較高，并且隨著現代工程測量對精度要求的不斷提高，工程控制測量人員應該熟練的掌握GPS技術在工程控制測量中的應用流程，并采取有效的措施提高測量精度，進而為工程的控制測量提供更好的服務。

[1]趙志輝.關于GPS技術在工程控制測量的應用及測量精度研究[J].科技創新導報，2013，(35):44.

[2]方順賢.GPS技術在公路工程測量中的應用思路探討[J].科技資訊，2011，(9):20-21.

[3]劉相靈.GPS技術在公路工程控制測量中的應用思路[J].科技資訊，2011，(15):35-36.

[4]朱佑斌，李梅.公路工程控制測量中GPS技術的應用分析[J].中華民居(下旬刊)，2014，(2):113-114.