工程測量中GPS技術應用及其精度

田　強（利川市城鎮規劃設計研究院，湖北利川445400）

工程測量中GPS技術應用及其精度

田強（利川市城鎮規劃設計研究院，湖北利川445400）

隨著我國工程建設的不斷發展，現代工程建設也是日益多元化，為了順應多元化需求，工程測量技術也在快速的發展和創新。GPS技術作為一種非常重要的工程測量手段，具備有很多的優勢，如精度高、易操作、效率高，已經在工程建設中獲得了非常廣泛的應用。本文主要分析了工程測量中GPS技術的具體應用及其應用精度，說明了其在建筑工程測量中的重要應用價值，結合實踐經驗提出了一些提升測量精度的建議，以供參考。

工程測量；GPS技術；應用；精度

引言

GPS測量技術具備非常多的優勢，如精度高、效果好、易操作等，已經在現代工程測量中獲得了非常廣泛的應用，已然成為現代工程測量過程中不可或缺的組成部分，通過GPS測量技術的使用大大促進了現代工程測量的智能化、自動化以及規?；l展。以下針對我國現代工程測量中GPS測量技術的具體應用狀況進行綜合分析。

1　工程測量中GPS技術的應用

1.1地形、地籍以及房地產測量中的應用

因為城市、礦區等不同的項目工程在進行規劃及建設管理的時候要求的地圖具有不同的比例尺，所以需要針對地形進行測量。進行地籍房地產測量的時候則側重于土地權屬界址點精確位置的界定，同時還需要為土地及房產管理提供具有較大比例尺的平面圖，并測量計算房屋面積。在對上述項目進行測量時GPS測量技術在其中發揮著不可替代的作用。應用GPS技術可以加快各個待測點的三維坐標測量速度，同時所得數據結果通常精度較高。再結合近幾年發展起來的RTK測量技術，RTK測量技術的使用條件非常寬泛，基本沒有限制，對于基準控制點數目沒有要求，即便是可以使用的基準控制點非常少同樣能夠完成測量工作。在觀測界址點、地物點以及地形點坐標的時候，不需要布置任何級別的控制點就能夠進行精確快速測量。另外，該技術還可以將各級控制點不同比例尺電子地圖一次性全部繪制完成。與靜態、快速靜態以及動態測量相比較而言，RTK技術不需要對數據進行后續處理便能夠得到厘米級精度，在野外測量過程中便可以實時獲得高精度結果。

1.2城市測量中的應用

隨著我國城市化進程的深入推進，我國的城市規模的迅速擴張，城市工程測量也隨之獲得了較快發展。城市工程測量中具備與地形、地籍以及房地產測量不同特征，在實施城市工程測量時，必須首先實施測量。因為城市測繪工作所必須的之有關的基礎資料以及高等級控制點等都必須通過大地測量才可以得到。之后把所得資料與GPS測量技術進行結合，通過對城市建設及規劃管理的工程測量成圖、成果的測量就可以建立工程控制網和城市控制網。但是在通過GPS技術來測量城市工程時必須要嚴格遵循《全球定位系統測量規范》以及有關設計技術要求，再結合衛星運轉到所測量城市上空的準確時間來制定城市測量方案。通常每個觀測點設站應該不得少于2次，觀測時長大約在30～60min范圍內，盡量在白天進行觀測。許多沿海城市，其在發展過程中需要不斷的擴大城市規模并實施城市建設，這就要求實施大規模圍墾建設。因為圍墾工程距離岸邊較近，在受潮汐作用的影響嚴重的施工點數目比較多，另外，還有很多施工項目是要求在水上進行作業的，在這樣場合傳統測量技術很難發揮作用，通過GPS測量技術可以很好的解決該問題。

1.3礦山測量中的應用

由于工程測量中自然環境對于GPS測量技術基本沒有影響。所以其可在礦山測量中發揮極其重要的作用。在進行地形測量，礦區控制點加密及鉆孔剖面點、探井、探槽、取樣鉆孔、坑口、近井點、地質點、坑口位置點的坐標放樣以及求測，地質填圖，工程作業調度等方面GPS RTK測量技術所發揮的作用是不言而喻的。

1.4路線、橋、隧勘察中的應用

GPS RTK測量技術的問世使得公路測量模式得到了徹底改變。該技術不但具備GPS測量技術的易操作、高效性、精準性等特征，同時還可以實時測量所在空間位置的三維坐標，及時獲得所需要的測量結果，能夠直接實施實地實時放樣、點位測量、中樁測量等，對于路線、橋、隧的勘察而言非常適用。

2　工程測量中GPS技術精度分析

GPS技術能夠在導航時鎖定運動目標的速度以及三維坐標，通過多種方式對高程及平面實施測量。所以GPS測量精度與常規方法相比較而言要高很多。然而由于各種因素的影響，GPS測量其精度還是會出現不穩定的狀況，下面主要針對這些因素進行分析：

2.1GPS衛星對測量精度的影響

GPS測量技術主要就是基于GPS衛星的定位功能來進行測量，所以GPS測量技術其測量精度直接受到GPS衛星定位精準度的影響。但是現階段所采取的單點定位方式會使得衛星星歷提供的的測量結果和衛星實際所處位置存在差異，進而引起誤差。該誤差的存在通常會直接影響GPS測量精度，所以需要通過區域性的GPS跟蹤網來跟蹤確定GPS衛星軌道。因為單點定位具有較低的精度，無法獲得GPS測量需要的高精度要求，所以應該不再考慮衛星軌道誤差，而應該直接以導航電文所得到的衛星軌道作為基準，此外還應該保持跟蹤站地心坐標精度，衛星在運行過程中外界攝動力都會影響其運行，由此產生多余復雜的衛星軌道，同時要通過加權約束基準獲得5cm以上的相對坐標值。通過這樣的方式就只需要針對跟蹤基站實施數據分析就可以對軌道誤差進行修正，將精密的星歷傳送給客戶，進而提升GPS測量精度。

2.2接收設備對GPS測量精確度的影響

信號被接受設備接收的時候，信號的輸入強度和輸入方向變化都會影響相位中心位置，導致理想相位中心位置與實際相位中心位置之間出現差異，進而影響GPS測量精確度。所以在正式實施GPS測量之前首先需要對接收設備天線的穩定性和相位中心進行檢查，滿足要求之后才可以開始測量，只有這樣才可以確保最終的測量精度。還要對接收設備野外作業性能進行檢查，保證接收設備可以完全適應野外實地測量具體環境。另外，如果測程不同其精度通常也會出現變化，同一臺設備在不同的時間或者不同的地點進行測量時，由于所處的環境無法確保完全一樣，所以其精度也會不一樣。甚至還需要考慮到頻標穩定性對于結果精度的影響。這就要求充分了解并掌握接收設備的各項參數指標，在此基礎上制定較為合理完善的GPS測量計劃，在確保GPS測量任務的同時還可以保證測量精度。

2.3衛星信號傳播對GPS測量精度的影響

衛星信號在傳播的過程中會受到多方面因素的影響，如大氣層的彌散特性會對信號產生折射、測站附近聚集很多反射物同樣會引起折射等，直接導致傳播路徑出現偏差，傳播速度出現改變，最終影響到GPS測量精度。所以需要采取有效措施減小電離層或者實現多路徑的形式來降低誤差，進而提升精度。①修正GPS測量的重要手段就是電離層模型。通過導航電文給出的電離層模型能夠有效修正單頻GPS接收機；②GPS精度的提升還可以通過同步觀測值求差法來實現。因為衛星信號抵達各個觀測站的時候具備路徑相近或者介質狀況相似的特征，可以通過兩臺接收機實施同步觀測并取其差，這樣可以顯著降低電離層折射。③可通過雙頻觀測實現對兩個偽距的測量，根據電離層折射和信號頻率特性，基于測量結果獲得電離層改正數，以提升GPS測量精度。此外，在布置站點的時候需要綜合考慮，比如，盡量避免將站點設置在山谷、盆地以及山坡等位置，最好是設置在距離大面積平靜水面較遠的位置。

3　結束語

GPS測量技術由于具備精度高、易操作、效率高等諸多優點，已然成為現階段工程測量中作為關鍵的技術手段之一，已經獲得了非常廣泛的應用，甚至出現了更加完善的GPS RTK新技術，進一步擴大其應用前景。GPS測量技術在應用過程中的精度雖然受到GPS衛星、接收設備以及衛星信號傳播等多方面因素的影響，但是利用行之有效的應對措施能夠確保其測量精度。

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P228.4

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2095-2066（2016）26-0117-02

2016-9-2

田 強（1985-），男，助理工程師，本科，主要從事工程測量、城市規劃工作。