闡述工程測量中GPS技術的應用及精度分析

徐慧林

摘要：當前工程建設項目越來越高、施工也越來越復雜，對工程測量工作的要求也越來越嚴格，雖然在工程測量工作過程中引入了許多的新技術、新工藝，但還是存在一些問題需要解決。我國的建設項目工程測量工作同西方發達國家相比還存在一定的差距，北斗導航系統還在進一步完善中，需要我們不斷地完善工程測量技術，提高測量的水平，加快工程測量工作的發展有效實現建設項目的高效率、高質量完成。

關鍵詞：工程測量；GPS技術；精度分析

1導言

GPS技術應用到工程測量工作中，具有高精度、測量速度快以及測量費用較低等幾個優點，被廣泛的應用了起來。由于工程建設項目中的工程測量工作會受到諸多因素的影響，比如沒有獲得較多的已知點、已知點的位置沒有合理的分布、網形較差、水準測量工作不能很好地開展。因此，為了能夠保障工程測量順利完成，需要對GPS技術的應用以及精度進行有效分析，促進工程測量的健康發展。本文就工程測量中的GPS技術進行分析就顯得十分有意義。

2 GPS技術簡析

2.1 GPS技術的組成部分以及其功能

GPS系統組成部分主要有三個內容組成，這三部分內容主要是GPS衛星星座、地面監控系統、GPS信號接收機。其中GPS衛星星座總共由3顆軌道衛星以及21顆工作衛星共同組成，這些衛星的運行周期為11小時58分，再由夾角為60°的6條軌道平面上勻速的運行著。因此通過24小時的不間斷運行能夠實現地球每一個具體位置的掌握，能夠對目標信息進行有效地掌握。地面監控系統的主要作用就是接受衛星傳遞到地球的信息，而GPS信號接收機則負責對接收到的信息進行加工處理計算出具體的經緯度。

2.2 GPS技術的測量速度快

同傳統的碎部點測量和控制測量的方法相比較，依據《全球定位系統實時動態測量（RTK）技術規范》CH/T2009-2010，流動站與基準站距離小于10KM內，GPS-RTK技術只需要在10多秒鐘，甚至是幾秒鐘就能完成觀測碎部點測量和圖根控制。依據《全球定位系統（GPS）測量規范》GB/T18314-2009，4臺靜態GPS接收機在短短的2到3小時就可以完成20km范圍之內的靜態定位的D級控制網。傳統測繪用全站儀需要至少需要3個工作日才能完成。這極大的提高了工作效率。

3工程測量中GPS技術的應用

3.1在公路測量中的應用公路工程建設項目具有較為復雜的施工環境，因此其工程測量工作比較困難，通過在公路工程測量工作中應用GPS技術則能夠很好地解決一些技術上的難題。在當前開展公路工程測量工作時，對工程的設計階段和測繪階段主要借助計算機技術以及配套的測算軟件開展工作，實現公路工程測量工作的高效完成。因此通過應用GPS技術來進行控網的建立，采用GPS靜態定位或者GPS-RTK的動態定位方式高效保證線路勘測的初測和定測工作順利完成，特別困難測區將GPS配合全站儀共同應用于測繪生產，取長補短，其得到的數據處理效率會有效地提高，促進公路工程測量的高效完成。

3.2在地形測繪中的應用

傳統地形測繪中，需要在首級控制網下加密圖根點，然后用全站儀進行數字化測圖，測站點與碎部點需要良好通視條件，碎部點點位精度隨視距長度增加而降低，且一般需要3人一組.而GPS-RTK技術能夠有效地解決傳統地形測繪中出現的一些困難，直接進入碎部測量減少測站點架設儀器時間且無需通視條件、視距長度的限制，一般只需要1至2人，且減少了累計誤差，碎部點點位精度均勻。提高了精確度，減少了人力，大大提高了工作效率。保證地形測量工作的順利開展。

3.3變形監測中的應用

建設工程項目施工過程中會對周圍的建筑物和環境產生一定的影響，非常容易出現形變以及沉降等問題，因此必須要做好變形監測工作，確保對周圍建筑物造成較小的影響。在建設工程項目中，對變形監測工作要求非常高，因此一定要充分保證獲得的監測數據能夠準確、精準。由于當前變形監測工作過程中，會受到多方面的影響因素，從而給變形監測工作帶來一定的影響。在變形監測中引入GPS技術能夠將變形監測的工作難度大大降低，特別適合建設工程的動態變形（風震、日照、其他荷載作用下的變形），提供實時、全天候監測數據。監測數據連續性、準確性、自動化都有顯著有效提高，充分確保監測的結果能夠真實、科學、有效。通過應用GPS技術能夠有效地實現工程項目監測工作地順利完成。

4工程測量中GPS技術精度分析

4.1衛星對GPS測繪的影響

由于應用GPS技術的主要基礎就是衛星的定位功能，因此對GPS精度影響最大的一個因素就是衛星。GPS設備都會安裝原子鐘，受到原子鐘的影響設備的時間顯示會同實際時間存在一定的差異，這就容易給工程測量工作帶來一定的困難，嚴重的會發生事故問題。還有就是，衛星發射天線相位中心偏移和衛星星歷造成的誤差都會影響到GPS的測繪準確性。因此要不斷完善衛星的功能，使GPS技術能夠更好地應用到工程測量當中。

4.2信號傳播途徑方面的因素

工程測量中對GPS技術精度形成影響的一個重要方面還有就是信號傳播途徑。衛星信號的傳播形式為電磁波，電磁波的傳播會受到各種因素的影響，容易出現一些誤差，最明顯的就是衛星信號同地面信號在時間上存在一些誤差。衛星信號在傳播過程中會受到許多方面的影響，影響因素主要有溫度影響、濕度影響、對流層折射及電離層影響、對流層傳播速度不一致影響，讓GPS系統定位速度有了明顯的下降。由于整個大氣層的傳播和地面的接受環境隨時都是變化的，地面接收機在接受衛星信號時受到周圍環境的影響會存在誤差，影響準確度。因此，在實際測量過程中需要對信號傳播加以模型改正多項式，以提高GPS的精度。

4.3多路徑效應的影響

GPS接收機天線附近若有高大建筑物、大面積水域或其它較強反射表面時，天線接收的信號不僅有直接從衛星發射的信號，而且還會接收到因反射而路徑增長的電磁波，這將會導致定位結果不準確，降低多路徑效應的方法主要有增加衛星截止高度角、增加扼流圈、抑徑板等裝置。但是多路徑效應只能減弱，目前無法徹底消除。

5結論

在工程測量中應用GPS技術能夠有效地實現工程測量工作的準確完成，有效應用GPS技術能夠極大地提高測量效率、測量成果質量，保證建設工程的順利開展。雖然當前GPS技術在應用時還存在一些問題或不足之處，但隨著未來科技的發展和北斗系統的不斷完善，相信GPS測繪技術會越來越行之有效。

參考文獻：

[1]俞黎斌，黃茂江.GPS技術在工程控制測量的應用及測量精度分析[J].江西建材2015，215.

[2]汪秀峰，李宏.關于GPS技術在工程控制測量的應用及測量精度分析[J].黑龍江科技信息，2015，34：19.

（作者單位：中鐵二十二局集團第二工程有限公司）