GPS技術在工程控制測量的應用及測量精度分析

【摘要】隨著時代的發展，信息技術的不斷更新進步，在原有的定位技術基礎之上，通過結合新的衛星技術而產生了GPS定位技術。在人們日常的生活當中，GPS技術的地位已經越來越明顯，人們的手機、電腦、追蹤器等高科技數碼產品都離不開GPS技術的使用。早期，在工程的測量當中使用的是光學的水準儀、全站儀等儀器，這類儀器操作技術復雜，對操作人員的要求較高，而且測得的數據精確度也達不到要求。隨著GPS技術的產生，人們結合GPS技術，發明了新的用于工程測量的儀器。而隨著這些儀器的產生，工程的測量方式也得到了改善，測量的精度也極大的得到提升。本文主要對工程控制測量當中GPS技術的應用進行敘述，分析GPS技術測量與傳統光學測量在測量精度方面的差別。

【關鍵詞】工程測量；光學儀器；GPS技術；精度分析

GPS（全稱是：全球定位系統，英語：Global Positioning System），又稱全球衛星定位系統，是一個中距離圓型軌道衛星導航系統。它可以為地球表面絕大部分地區（98%）提供準確的定位、測速和高精度的時間標準。系統由美國國防部研制和維護，可滿足位于全球任何地方或近地空間的軍事用戶連續精確的確定三維位置、三維運動和時間的需要。GPS系統擁有如下多種優點：使用低頻訊號，縱使天候不佳仍能保持相當的訊號穿透性；全球覆蓋（高達98%）；三維定速定時高精度；快速、省時、高效率；應用廣泛、多功能；可移動定位；不同于雙星定位系統，使用過程中接收機不需要發出任何信號增加了隱蔽性，提高了其軍事應用效能。由于GPS技術所具有的全天候、高精度和自動測量的特點，作為先進的測量手段和新的生產力，已經融入了國民經濟建設、國防建設和社會發展的各個應用領域。

1GPS技術與傳統測量技術相比的優勢

1.1測量精度高

與傳統的光學測量設備相比，GPS技術在工程控制測量當中精度得到了很大的提升，傳統的光學測量只能精確到厘米以上，而GPS測量技術則可以達到毫米單位。通常，建筑工程在建設過程當中要保證數據精度得到要求，只有這樣才能保證建筑建設沒有與設計產生過大的誤差。在對建筑物和大型構件的變形測量上，GPS技術可以使測得的數據達到毫米單位，方便了施工人員對建筑變形的監測和評估。

1.2儀器適應性強

傳統的光學測量儀器極易受到測量環境的影響，比如水準儀，它在測量的時候要保證測量當地光線達到要求，過暗的環境會影響讀數，而且由于地況的限制，會導致水準尺無法垂直防止，影響最后測得的數據。而GPS測量技術則在一定程度上避免了環境的影響，只要是GPS接收機能夠接受到衛星信號的地方，都能夠進行精確的工程控制測量。由于GPS接收機是直接采用衛星進行信息的傳輸和定位，只要沒有較大的微波干擾，所測得的數據就不會產生較大誤差。

1.3可操作性強

傳統的光學測量儀器，測量的過程不光需要兩個以上的專業人員進行操作，且操作的過程較為復雜，測量耗費的時間也比GPS儀器多。而在使用GPS技術進行接收機的操作時，則不需要操作人員的進行那么復雜的步驟，只需要一個人把天線在檢測站上準確地安置好，然后接通電源和啟動其接收單元，這時候儀器就可以開始工作，整個過程對操作人員的專業水平要求并不高。測量完成之后，操作人員只需要將儀器的電源關掉，儀器就會自動完成數據的采集、保存和傳輸，傳輸會數據中心的各項數據再經過處理就轉化成我們能看懂的文字數據，從而完成整個GPS測量。

2GPS技術在實際測量當中的應用

2.1靜態定位

靜態定位在實際實施過程當中，首先要在每一個流動的站點內都設置GPS接收機，再通過靜止狀態的觀測，同時接收衛星信號和基準點的同步觀測數據，最后將接收到的數據轉化為三維的坐標，通過解三維坐標以及周圍的未知數來達到測量的目的。只有最后測量的數據達到精度的要求之后，才能停止測量。實際數據的測量會受到很多因素的影響，導致數據的精度達不到要求，因此靜態定位采用的是加密控制的測量方式，這樣一來就避免了測量數據因為環境的惡劣而產生誤差。

2.2 動態定位

動態定位的測量方式首先要做好準備工作，在進行測量之前要在控制點觀查一段時間，再通過提前準備的流動站點測量得到的數據與基準點同步得到的數據相結合，最后得到測量點的實際位置。目前，動態定位的測量方式在實際應用當中得到廣泛的推廣，主要是因為其測量精度達到厘米單位，同時還能夠獨立完成樁測量、地形圖測繪、縱橫斷面測量等工作。

2.3 測繪地形圖

傳統的測量方式對于操作人員要求較大，而且碎部測量站點間必須通視，在進行地圖的拼接時精度得不到保證。而采用GPS技術則避免了這些問題，只需要一個人就能進行測量，測量完成的數據只要再經過電腦的處理就能夠變成地圖。

2.4 選線和放樣

將GPS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。

3精度控制措施

3.1 建立了工程控制網絡

工程整個的建設和后期的維護工作十分的負責，實際完成過程當中需要一定的控制機制來進行詳細的管理，不然就會極大的影響工作完成效率。目前，工程的管理和建設維護都是依靠的工程控制網絡進行實際的控制，工程控制網絡對于網型與精度的要求和工程的性質與規模有著密切的關系，一般的工程控制網絡所覆蓋的實際面積都很小，但是實際的占位密度卻很大，對于測量的精度要求較高，所以實際當中一般采用邊角網的方式。

3.2 PTK碎部測暈

PTK技術（載波相位差分技術）是對載波的相位測量進行處理的差分方式，TPK系統當中主要有基準站和移動站這兩部分。PTK系統運行的基本原理是：將基準站所采集到的載波相位傳輸給用戶，而用戶需要對基準站差分信息求差解算，從而找到用戶位置的相應坐標。

3.3 區域差分網絡中的碎部測量

在碎部測量出現在區域性的GPS的差分系統中時，放樣和基準網會為所有基準站提供差分信息的分信息的權，其主要是依據非等權在平等之后所形成的自身差分改正的數量，以此來實現差分的定位。

4結語

在工程控制測量當中，GPS技術已經得到了廣泛的應用，且成果顯著。所以，加強GPS技術的更新和研究，將有助于工程的建設。

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