工程施工測量中GPS技術的應用

張金龍

(鐵三局北京國際工程分公司，北京市 100000)

工程施工測量中GPS技術的應用

張金龍

(鐵三局北京國際工程分公司，北京市 100000)

隨著測繪行業的快速發展，工程施工中對于測繪精度要求越來越高，GPS技術因為其具有高精度、自動化、適應性強的優點在工程施工測量中被廣泛應用。本文將對它在工程施工測量中主要關于動態ATK和靜態相對定位在控制網加密中的應用進行一定的介紹，并對GPS技術的優勢進行闡述，指出它現有的不足，最后提出一定的改進措施，希望能使得工程施工測量中關于GPS的應用進一步發展。

工程施工測量；GPS技術；動態RTK；靜態相對定位；控制網

GPS技術是隨著現代科技的迅速發展建立起來的具有全球性、連續性、實時性、保密性等特性，并能提供精密的三維坐標的新興衛星導航定位系統。隨著GPS技術的不斷成熟，在工程測繪中的應用逐漸更加廣泛。本文即是對工程施工測量中GPS技術應用進行分析。

一、工程施工測量中GPS技術的應用

（一）GPS靜態相對定位在控制網中的應用

GPS相對定位是利用大量的觀測數據來確定整周未知數，并通過不同載波相位觀測量的線性組合來進行靜態定位。其操作較為簡單而且其技術較為成熟，已經被大量的應用在高等級控制網中。

海外在布測GPS靜態高等級控制網過程中，會對研究區的概況進行了解，例如經緯度、地形地勢等。其次海外會根據控制網用途來確定控制網精度，獲得足夠的控制點分布。在此時，對于選取的視野開闊、地基穩定和較為操作的首級控制點布測完成后，需要加密控制點分布。海外經常采用的是常規的RTK技術來加密控制點。它多使用基準站進行計算，啟動流動站，對于確定的首級控制點進行定位，進行加密控制點和后期標準坐標之間轉換，最后使得加密控制點覆蓋整個研究區域。

（二）GPS-RTK技術在工程施工測量中的應用

GPS-RTK技術是基于載波相位觀測值，由基準站和流動站兩個部分組成的實時動態差分定位技術，獲取的三維坐標結果可以達到以厘米為精準度。其中，RTK技術的難點主要在于載波相位的整周模糊度確定和坐標系統準換參數的確定。

1、在施工放樣中的應用

施工放樣在工程施工中是很重要的應用，對于工程進展快慢具有重要影響。根據GPS-RTK技術的相關理論，在施工中只需要確定放樣參數，如起點和終點坐標，曲線半徑和參數，帶入到RTK控制器中，便可以進行精準的施工放樣。RTK技術的出現簡化了放樣流程，并能確保更高的精度，使得工程施工具有更多的便利。

2、在碎部測量中的應用

在工程施工中經常會遇到利于碎布數據計算的地方。在傳統的測量作業中必須利用測站或其它儀器配合進行采集數據，工程量浩大并且計算很容易出錯。而利用RTK技術之后，可以直接采集碎部點信息，進行特征編碼，高質量快速確定地形地物的三維坐標，然后利用繪圖軟件成圖。既節省了人力物力，還能保證速度快、不容易出錯。

3、在變形監測中的應用

在建筑物的變形監測中由于其測量精度要求十分精確，傳統的測繪技術已經滿足不了要求，因此GPS-RTK技術得到了廣泛應用。它摒棄了原來監測體積大和監測環境較為復雜的缺點，只需要將監測點分為幾個時間段，強制對中，在基線長度小于4km后就可以達到標準的變形監測要求。

二、工程施工測量中GPS技術的優缺點及改正措施

（一）工程施工測量中GPS技術的優缺點

1、GPS技術的優點

相對于傳統的施工測量技術來說，GPS技術占據了很大技術上的優勢。首先，GPS技術由于其觀測時不需要通視，并且可以靈活選點，直接進行實時實地放樣、中位測量和點位測量，減少大量施工經費，使得GPS技術因為其對于復雜地形的強大的適應性，得到了廣泛應用；其次，它的定位精度較高，不僅可以測量觀測站平面位置，還可以測定觀測站的大抵高程，滿足了各種不同工程施工測量需求，并且有效減少了誤差；另外，由于其圖形強度系數好，還提高了測量速度，簡短了觀測時間；最后，由于其自動化程度高，逐漸向小型智能化發展，大部分工作已經可以自主完成，使得在人力物力上得到有效減少；其抗干擾能力強，能夠全天候作業，不受刮風下雨、下雪的氣候影響，這些都使得測量工作的效率得到充分提高。

2、GPS技術的缺點

GPS由于其過于依賴技術使其也具有一定的不足。例如，GPS技術在測量中由于受到環境的影響，信號傳播的速度會受到影響，使其計算時候會產生誤差。而且一旦接受不到信號，便會使工作受到巨大的影響。不同型號的GPS之間由于沒有統一的測量標準，使得測量成果有差異，不能進行統一，使得工程施工測量出現很大的麻煩。在高程測量中，利用GPS技術不能直接獲得地面點的正常高，而只能得到大地高，嚴重限制了GPS技術在高程測量中的應用。

（二）工程施工測量中GPS技術的改正措施

針對衛星誤差，我們可以在低精度的測量中可以忽略軌道誤差。在高精度測量中，如果對于誤差的產生原因具有充足的了解，我們可以先建立模型，根據模型進行觀測值修正來降低誤差。對于軌道進行參數估計來求出系統偏差，這種改進措施可以適用于大多數工程施工測量情況。

針對空間傳播誤差來講，它包括了傳播延遲、對流層折射誤差、多路徑效應誤差等。尤其是其中多路徑效應誤差的影響可達到厘米級，對于測量結果具有不能忽視的影響。但是空間傳播誤差，目前并沒有良好的措施，只能選擇避開較強的反射面，選擇良好的接收機，以此來達到減少產生傳播誤差的目的。

其次，施工人員操作不當時會產生大量的操作誤差。因此對于施工人員的要求一定要嚴格對待，加強技術規范。

結語：

在如今，工程建設的要求日益細致、精確，GPS技術因其無可比擬的優越性勢必能得到更為廣泛的應用。本文對于工程施工測量中GPS技術進行了詳細分析，列舉了其優缺點和改正措施，希望借此能讓GPS技術在未來得到更為廣闊的發展，來提高工程施工的質量。

[1]左宇鵬.王俊峰.芻議GPS技術在工程施工測量中的應用及控制措施析[期刊論文].城市建設理論研究（電子版）,2013(09).

[2]余琛.淺談 GPS-RTK技術在工程測量中的應用[期刊論文].建筑工程技術與設計,2014(27).

[3]章皖秋.趙柱國.張加龍.GPS靜態相對定位應用及精度研究[期刊論文].安徽農業科學,2010(18).

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1007-6344（2015）08-0148-01