淺談GPS技術(shù)在工程控制測(cè)量的應(yīng)用及測(cè)量精度

陳冬

摘 要：在當(dāng)前的工程控制測(cè)量過(guò)程中，GPS技術(shù)的應(yīng)用是十分廣泛的。因?yàn)槠渥陨砭哂惺诛@著的特點(diǎn)。首先這一技術(shù)不會(huì)受到環(huán)境的影響，其次它具有較高的測(cè)量精度，第三，其自動(dòng)化水平相對(duì)發(fā)達(dá)，并且可以應(yīng)用在很多的領(lǐng)域中。當(dāng)前工程控制測(cè)量中，應(yīng)用這一技術(shù)可以將工作人員的工作量得到顯著的降低，并且促進(jìn)工作質(zhì)量的提升，傳統(tǒng)的幾何測(cè)量方式顯然是無(wú)法達(dá)到這一效果。因此具有顯著的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。本文重點(diǎn)對(duì)這一技術(shù)的發(fā)展以及具體應(yīng)用情況展開(kāi)了論述，希望可以促進(jìn)今后測(cè)量精度水平的進(jìn)一步提升。

關(guān)鍵詞：GPS技術(shù)；工程控制測(cè)量；應(yīng)用；測(cè)量精度

與傳統(tǒng)的工程測(cè)量技術(shù)手段相比，GPS技術(shù)是一種重要的創(chuàng)新，是在傳統(tǒng)工程測(cè)量基礎(chǔ)上的革命。因?yàn)檫@項(xiàng)技術(shù)打破了天氣以及通視條件的束縛，在定位精度上變得更高，并且操作也十分便捷，具有較高的自動(dòng)化水平，不需要投入較高的成本就能實(shí)現(xiàn)工程測(cè)量的工作。所以，對(duì)GPS技術(shù)的應(yīng)用情況進(jìn)行研究是十分重要的。并且具有一定的現(xiàn)實(shí)意義，當(dāng)前，人們對(duì)工程測(cè)量的精度提出了更加嚴(yán)格的要求，所以通過(guò)GPS技術(shù)的研究可以幫助我國(guó)工程測(cè)量工作得到進(jìn)一步的發(fā)展。

1、GPS技術(shù)在工程控制測(cè)量中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

GPS技術(shù)在工程測(cè)量中所具有的優(yōu)勢(shì)主要包含以下三個(gè)方面。首先具有較高的自動(dòng)化程度。采用GPS技術(shù)應(yīng)用在工程控制測(cè)量過(guò)程中，主要是通過(guò)GPS接收機(jī)對(duì)測(cè)量信號(hào)進(jìn)行傳輸?shù)模瑢⑻炀€安裝在檢測(cè)站上，同時(shí)啟動(dòng)接收單元，GPS接收機(jī)就可以正常的進(jìn)行工作，隨后在完成測(cè)量工作以后，將電源關(guān)閉，接收機(jī)就結(jié)束自動(dòng)接收的任務(wù)，同時(shí)將其傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理中心中，并對(duì)相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。

其次，GPS技術(shù)具有廣闊的適用范圍。無(wú)論是在我國(guó)的各個(gè)領(lǐng)域中，GPS技術(shù)的應(yīng)用都十分的廣泛，尤其是在工程測(cè)繪時(shí)，施工人員對(duì)GPS技術(shù)十分青睞。工程測(cè)繪補(bǔ)償中，不僅需要對(duì)地殼板塊的運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行檢測(cè)，還需要對(duì)大地以及其他工程開(kāi)展測(cè)量工作，所以將這一技術(shù)應(yīng)用在工程控制測(cè)量中的發(fā)展前景是十分廣闊的，并且這一技術(shù)能夠進(jìn)行自動(dòng)化的檢測(cè)，在今后的研究過(guò)程中將是一個(gè)重要的研究?jī)?nèi)容。

第三，具有較高的測(cè)量精度。GPS技術(shù)在測(cè)量精度方面，如果進(jìn)行短距離的測(cè)量，那么能夠滿足毫米的級(jí)別，如果進(jìn)行差分導(dǎo)航，那么精度可以達(dá)到厘米的級(jí)別，因此在對(duì)工程建筑以及構(gòu)造物進(jìn)行監(jiān)測(cè)的過(guò)程中，通過(guò)這一技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的定位測(cè)量，在相應(yīng)的處理軟件以后，可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)高效的處理效果，這樣讓相應(yīng)的高程以及平面精度都達(dá)到毫米的精確度。

2、GPS技術(shù)在工程控制測(cè)量中的應(yīng)用

文章以工程為例，該工程采用了6臺(tái)Ashtech型靜態(tài)單頻GPS接收機(jī)（測(cè)量精度為5mm±1ppm）采集野外信息，作業(yè)基本要求包括：數(shù)據(jù)采樣率（S）不超過(guò)30s；時(shí)段長(zhǎng)度不小于60min；同時(shí)觀測(cè)有效衛(wèi)星數(shù)量不小于4；平均重復(fù)設(shè)站數(shù)不小于1.6；同時(shí)觀測(cè)有效衛(wèi)星書(shū)不小于4；衛(wèi)星截止高度不小于15°。每時(shí)段觀測(cè)都采用測(cè)量天線高兩次的方式，相差小于3mm，天線高為測(cè)量的平均值。GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)采用Ashtechsolutoons2.5進(jìn)行基線解算，以此保證每一個(gè)基線都能求出整周模糊度。GPS技術(shù)在工程控制測(cè)量中的應(yīng)用主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：

首先，可以實(shí)現(xiàn)靜態(tài)定位的效果。在每個(gè)流動(dòng)站中分別設(shè)置GPS接收機(jī)，在進(jìn)行觀測(cè)的過(guò)程中，主要采用靜止觀測(cè)的方式，同時(shí)，可以對(duì)太空衛(wèi)星傳輸過(guò)來(lái)的信號(hào)進(jìn)行接收，對(duì)基準(zhǔn)站的同步數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，在此基礎(chǔ)上，對(duì)監(jiān)測(cè)站一周所產(chǎn)生的未知數(shù)和三維坐標(biāo)加以進(jìn)一步的解算，如果測(cè)量的精度符合相應(yīng)要求的規(guī)定，那么就可以停止測(cè)量，如果測(cè)量精度受到諸多因素的影響，不能保證其精度的準(zhǔn)確性，那么就需要對(duì)測(cè)量進(jìn)行加密控制，所以即便是在惡劣的環(huán)境以及地形中，都可以促進(jìn)測(cè)量精度準(zhǔn)確性的提高。

其次，可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)定位的效果。在測(cè)量的過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)定位需要做好前期的準(zhǔn)備工作。并且前期準(zhǔn)備是是十分重要的，應(yīng)該先選取一個(gè)合理的控制點(diǎn)，并且在這個(gè)控制點(diǎn)上觀察一段時(shí)間，事先設(shè)置好流動(dòng)站，這樣就可以在流動(dòng)站上進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量，同時(shí)將基準(zhǔn)站觀測(cè)到的數(shù)據(jù)相互結(jié)合在一起，這樣就能夠?qū)⒕唧w的坐標(biāo)位置確定下來(lái)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)量結(jié)果的要求，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)定位。當(dāng)前工程測(cè)量對(duì)于精度的要求相對(duì)較高，通常要求測(cè)量精度達(dá)到厘米級(jí)別，動(dòng)態(tài)定位能夠獨(dú)立完成樁測(cè)量、地形圖測(cè)繪、縱橫斷面測(cè)量等，并且具有非常高的測(cè)量精度，致使動(dòng)態(tài)定位技術(shù)在工程測(cè)量中具有非常好的應(yīng)用前景。

第三，測(cè)繪大比例尺地形圖。傳統(tǒng)的測(cè)法測(cè)站與碎部點(diǎn)之間必須通視，不僅拼圖環(huán)節(jié)的精度不能保證，并且還需要至少兩人進(jìn)行工作，花費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間。采用GPS技術(shù)，僅僅需要一臺(tái)機(jī)器和一個(gè)人，并且花費(fèi)幾秒鐘的時(shí)間，就能夠完成碎部點(diǎn)高程以及坐標(biāo)的測(cè)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(cè)繪速度。

第四，選線以及放樣。將GPS的接收機(jī)作為流動(dòng)站，在一定的距離接收測(cè)量數(shù)據(jù)，對(duì)重要的物質(zhì)進(jìn)行定位，然后將獲得的信息輸入接收機(jī)，并利用CAD繪圖軟件進(jìn)行選線。采用GPS技術(shù)進(jìn)行放樣測(cè)量，僅需輸入點(diǎn)位坐標(biāo)，接收機(jī)能夠?qū)⑻嵝研畔?zhǔn)確的傳輸至任何放樣點(diǎn)，這樣不僅能夠提高放樣精度，還能夠降低勞動(dòng)量，加快放樣速度。

3、提高GPS技術(shù)在工程控制測(cè)量精度的措施

（1）創(chuàng)建工程控制測(cè)量網(wǎng)絡(luò)。工程控制測(cè)量網(wǎng)絡(luò)是工程管理、維護(hù)工作開(kāi)展的基礎(chǔ)，同時(shí)也是提高工程測(cè)量精度的重要措施。通常狀況下，工程控制測(cè)量網(wǎng)絡(luò)的覆蓋面積相對(duì)較小，占位密度相對(duì)較大，對(duì)測(cè)量的精度要求相對(duì)較高，采用邊角網(wǎng)的方式，創(chuàng)建工程控制網(wǎng)絡(luò)，在采用GPS定位技術(shù)時(shí)，能夠充分的體現(xiàn)GPS技術(shù)精度高、作業(yè)時(shí)間短、工程耗費(fèi)低等優(yōu)勢(shì)。

（2）PTK碎部測(cè)暈以及放樣。PTK技術(shù)，即載波相位差分技術(shù)，采用PTK技術(shù)對(duì)相位的測(cè)量進(jìn)行處理，能夠?qū)⒒鶞?zhǔn)站收集的載波相位信息傳輸給用戶(hù)，用戶(hù)通過(guò)對(duì)基準(zhǔn)站差分信息進(jìn)行求差解算，能夠準(zhǔn)確的找到用戶(hù)的位置坐標(biāo)，并將定界標(biāo)點(diǎn)標(biāo)出，采用PTK碎部測(cè)暈和放樣，能夠提高測(cè)量精度和標(biāo)定的準(zhǔn)確性。

（3）區(qū)域差分網(wǎng)絡(luò)的碎部測(cè)量以及放樣。當(dāng)碎部測(cè)量出現(xiàn)在區(qū)域性的GPS的差分系統(tǒng)中時(shí)，基準(zhǔn)網(wǎng)和放樣會(huì)對(duì)所有基準(zhǔn)站提供差分信息的權(quán)，并實(shí)現(xiàn)差分的定位，提高PTK接收機(jī)標(biāo)稱(chēng)精度，能夠提高PTK測(cè)量點(diǎn)的精度，進(jìn)而提高測(cè)量精度。

（4）測(cè)量精度評(píng)定。采用平面平差基線相對(duì)精度統(tǒng)計(jì)、基線殘差統(tǒng)計(jì)、環(huán)閉合差統(tǒng)計(jì)進(jìn)行GPS定位中誤差統(tǒng)計(jì)，100%的點(diǎn)位精度控制在1cm以?xún)?nèi)，甚至控制在0.5cm以?xún)?nèi)，如果測(cè)量數(shù)據(jù)合格，則表明基線解算質(zhì)量良好，GPS技術(shù)的測(cè)量精度能夠滿足工程測(cè)量的實(shí)際要求。

4、結(jié)束語(yǔ)

總而言之，GPS技術(shù)在工程控制測(cè)量的實(shí)踐應(yīng)用中，對(duì)操作要求相對(duì)較高，并且隨著現(xiàn)代工程測(cè)量對(duì)精度要求的不斷提高，工程控制測(cè)量人員應(yīng)該熟練的掌握GPS技術(shù)在工程控制測(cè)量中的應(yīng)用流程，并采取有效的措施提高測(cè)量精度，進(jìn)而為工程的控制測(cè)量提供更好的服務(wù)。

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