對工程測量中GPS技術的應用及精度研究

王計量

摘要：隨著科技的不斷發展，對于GPS技術的要求也越來越高。因此，不斷分析與研究GPS在工程測量中的精度研究對于提高測量精度具有一定的現實意義。本文重點對這一技術的發展以及具體應用情況進行了論述，希望可以促進今后測量精度水平的進一步提升。

關鍵詞：GPS技術；工程控制測量；應用；測量精度

引言

在當前的工程測量過程中，GPS技術的應用是十分廣泛的。因為其自身具有十分顯著的特點。首先這一技術不會受到環境的影響，其次它具有較高的測量精度，第三，其自動化水平相對發達，并且可以應用在很多的領域中。與傳統的工程測量技術手段相比，GPS技術是一種重要的創新，是在傳統工程測量基礎上的革命。因為這項技術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，具有較高的自動化水平，不需要投入較高的成本就能實現工程測量的工作。所以，對GPS技術的應用情況進行研究是十分重要的。并且具有一定的現實意義，當前，人們對工程測量的精度提出了更加嚴格的要求，所以通過GPS技術的研究可以幫助我國工程測量工作得到進一步的發展。

1.GPS技術在工程測量中的應用優勢

工程測量一般測量范圍較小，在實地測量時通常結合經緯儀、全站儀、水準儀等設備，要求在測量過程中點和點之間要互通，而采用GPS技術能很好的解決這類問題，保證數據準確GPS技術中方格網點的誤差也相對較小，而且控制范圍較大，能提高增強圖形的準確系數和點位的趨近速度，采用GPS測量建筑方格網與常規測量法相比，效率可提高一倍以上，并能大幅度降低作業人員的勞動強度一個參考站可有多臺流動站作業，流動站不需由基準站指揮，單人即可獨立作業。除此，GPS技術在工程測量中所具有的主要優勢包含以下三個方面。

1.1具有較高的自動化程度

采用GPS技術應用在工程控制測量過程中，主要是通過GPS接收機對測量信號進行傳輸的，將天線安裝在檢測站上，同時啟動接收單元，GPS接收機就可以正常的進行工作，隨后在完成測量工作以后，將電源關閉，接收機就結束自動接收的任務，同時將其傳輸到數據處理中心中，并對相關的數據進行計算。

1.2具有廣闊的適用范圍

無論是在我國的各個領域中，GPS技術的應用都十分的廣泛，尤其是在工程測繪時，施工人員對GPS技術十分青睞。工程測繪補償中，不僅需要對地殼板塊的運動情況進行檢測，還需要對大地以及其他工程開展測量工作，所以將這一技術應用在工程控制測量中的發展前景是十分廣闊的，并且這一技術能夠進行自動化的檢測，在今后的研究過程中將是一個重要的研究內容。

1.3具有較高的測量精度

GPS技術在測量精度方面，如果進行短距離的測量，那么能夠滿足毫米的級別，如果進行差分導航，那么精度可以達到厘米的級別，因此在對工程建筑以及構造物進行監測的過程中，通過這一技術可以實現精準的定位測量，在相應的處理軟件以后，可以對數據進行及時高效的處理效果，這樣讓相應的高程以及平面精度都達到毫米的精確度。

2.GPS技術在工程測量中的應用

本文以實際工程為例，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Ashtechsolutoons2.5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：

2.1可以實現靜態定位的效果

在每個流動站中分別設置GPS接收機，在進行觀測的過程中，主要采用靜止觀測的方式，同時，可以對太空衛星傳輸過來的信號進行接收，對基準站的同步數據進行記錄，在此基礎上，對監測站一周所產生的未知數和三維坐標加以進一步的解算，如果測量的精度符合相應要求的規定，那么就可以停止測量，如果測量精度受到諸多因素的影響，不能保證其精度的準確性，那么就需要對測量進行加密控制，所以即便是在惡劣的環境以及地形中，都可以促進測量精度準確性的提高。

2.2可以實現動態定位的效果

在測量的過程中，實現動態定位需要做好前期的準備工作。并且前期準備是是十分重要的，應該先選取一個合理的控制點，并且在這個控制點上觀察一段時間，事先設置好流動站，這樣就可以在流動站上進行自動測量，同時將基準站觀測到的數據相互結合在一起，這樣就能夠將具體的坐標位置確定下來，以實現對測量結果的要求，實現動態定位。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。

2.3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。

2.4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。

3.GPS技術工程測量精度措施

3.1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。

3.2PTK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。

3.3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。

3.4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。

4.結語

總之，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，才能為工程的控制測量提供更好的服務。

參考文獻：

[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.endprint