GPS測量技術應用的研究

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摘要：GPS測量技術的出現和發展給工程測繪工作很大的變化，GPS測量是傳統的測量技術和現代的電子技術相結合的一種新型技術，在工程測繪中應用GPS測量技術不僅能夠促進工程測繪工作方式發生根本性的變化，而且極大程度的提高了工程測繪的工作效率和工程測繪的服務項目。本文介紹了GPS 測量技術的定位原理，闡述了GPS 在高層建筑測量中應用，最后分析了GPS 測量技術的優點。

關鍵詞 GPS 測量技術 工程施工

1 GPS 測量技術的特點

近年來，GPS 系統因具有全球衛星定位系統以全天候、高精度、自動化、高效益等功能，能為各類用戶提供精密的三維坐標、速度和時間等優點，成功地應用于大地測量、工程測量、工程變形測量、等多種學科，其技術的應用已遍及我國國民經濟的各個領域，取得了好的經濟效益和社會效益1 GPS 技術現狀GPS 全球衛星定位系（Globle Positioning System）是一種結合衛星及通訊發展的技術，利用導航衛星進行測時和測距。全球衛星定位系統（簡稱GPS）是美國從上世紀70 年代開始研制，于1994 年全面建成，具有全球衛星定位系統以全天候、高精度、自動化、高效益等功能，能為各類用戶提供精密的三維坐標、速度和時間等優點，成功地應用于大地測量、工程測量、工程變形測量、等多種學科。GPS 接收機的結構分為天線單元和接收單元兩大部分。對于測地型接收機來說，其是實現測地定位的基本條件，接收機有單頻與雙頻之分，一般來說，雙頻GPS 接收機對比與單頻接收機可以提供更為快速、更為精確、可靠的解算，具有安全有效地進行靜態、快速靜態和動態測量的功能，可升級的DSM232型號，也可以升級到包含RTK 功能；單頻機適宜于短基線測量（例如不超過20km），最吸引人的是它良好的性能價格比。RTK 系統由GPS 接收設備、無線電通訊設備、電子手薄及配套設備組成，它是建立在全球定位系統（GPS）基礎之上的實時動態定位技術，完全可以滿足控制測量、地形測圖、工程放樣的要求。但由于GPS 系統在軌衛星有限，在對空條件不好的測區，不能提供所保證的功能，是影響流動站定位精度的一個重要誤差源。實踐表明，單頻GPS 系統由于不能有效消除電離層延遲影響，存在著很大的局限性和片面性。隨著美國全球定位系統（GPS）和蘇聯全球導航衛星系統（CLONASS）的不斷完善，這種高精度定位、高靈敏度快速定位模式為用戶提供了更為完善的接收設備，實現了GPS 接收設備的新水平。

2 GPS 測量的優越性

2.1 測站間無須通視。GPS 測量不要求測站之間互相通視只需

測站上空開闊即可因此可節省大量的造標費用。GPS 這一特點，使得圖形注記更加快捷、方便，用戶可根據實際情況自由設置其顯示、輸出的狀態。CPS 測量只要求測站上空開闊，與衛星間保持通訊即可，不要求測站之間互相通視，因而不再需要建造覘標；

2.2 定位精度準確。一般雙頻GPS 接收機（標稱精5mm+1ppm·D，D 以km 計），而紅外儀器的標稱分辨率為5mm+5ppm，GPS 測量精度與其旗鼓相當，但隨著間隙距離的進一步增加，GPS 測量更具有優越性；

2.3能夠提供三維坐標。GPS 測量相對經典的測量技術，具有定位精度高、觀測時間短、操作簡便、全天候作業等優點，可同時精確測定測站點的三維坐標，其高程精度已可滿足四等水準測的要求。

3 應用分析

3.1 技術設計

1）基礎資料和設計依據。GPS 測量的技術設計主要依據建設部《關于發送1990 年工程建設工業標準（建設部部分）制訂、修訂計劃的通知（[1990]建標第407 號）要求，由北京市測繪設計研究院主編的《城市測量規范》、2001 年發布的國家標準《全球定位系統城市測量技術規程》及工程測量的施工圖紙、施工合同、有關政策、規范制定的；

2）設計精度。根據工程需要與現場條件布設全面網或越級布網的情況，選擇平面控制網分兩級布設，首級為GPS 控制網，二級為精密導線網。要求一級導線的平均邊長不應超過1Km，導線相對1司合差三1；150 000，GPS 標稱精度，固定誤差不大于5mm，相對誤差不大于1×10-6。同時，在測區范圍內及周邊區域選擇了9 個滿足GPS 觀測條件的原城市高等級控制點，作為起算數據選擇的依據或作為重點；

3）基準設計和網形設計。保證很好地控制該工程的施工，設置了獨立的平面控制網，由12 個GPS 控制點組成，其中聯測已知平面控制點2 個（I12，I13），高程控制點5 個（I12，I13，105，109，110）。同時，在測區范圍內及周邊區域選擇了9 個滿足GPS觀測條件的原城市高等級控制點，作為起算數據選擇的依據或作為重合點；

4）觀測計劃。根據編制的GPS 衛星可見性預報表及衛星的

幾何圖形強度（其PDOP 值不應大于6），選擇最佳觀測時段，并注

意手機、步話機等設備的使用，并編排作業調度表。

3.2 選點

GPS 測站間無須通視GPS 測量不要求測站之間互相通視只需測站上空開闊即可，圖形結構也比較靈活，而且網的圖形結構也比較靈活，所以選點工作較經典控制測量的選點工作簡便。但考慮特殊環境下GPS 準動態測量模式在大比例尺地形測量中獨特的優越性，所以在選點時最好可以選擇與某一點通視，以備后續工作使用；點位目標要顯著，視場周圍15°以上不應有障礙物，以減少GPS 信號被遮擋或障礙。

3.3 觀測

根據GPS 作業調度表的測時段、觀測時間、測站編號、控制點名稱、接收機編號，采用長時間GPS 靜態相對定位等方法來確定，觀測過程中PDOP 值不大于6，一般小于4，衛星高度角大于15°，有效衛星數大于4，一般大于5。

4 結論

通過以上分析，科技的飛速發展，工程測量的技術面貌發生了深刻的變化，并取得很大的成就，GPS 系統具有設備獨特新穎、技術含量極高，并具有精度高、速度快、功能全等優點，因此，在工程測量上將有很大的發展空間，為工程的施工質量提供可靠的基礎保障。

綜上所述，GPS測量技術在工程測繪中應用，不僅能夠提高工程測繪的精確度和可靠性，而且對提高工作效率，降低工作強度，對提高工程測繪的自動化程度具有重要的作用，所以成為工程測繪中重要的工具。隨著GPS測量技術的快速發展，GPS測量技術將會得到更多的領域應用。

參考文獻：

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