GPS在工程測量中的精度分析

張昊

摘 要：隨著現代科技的進步與發展，施工現代化的高端設備得到普遍推廣和應用。在各類工程測量操作中，GPS技術也有了較廣泛的使用，不斷發揮著重要的作用。GPS雖然是高科技技術，但其操作簡便、應用廣泛、高精度的特點，受到各行各業歡迎和使用，特別是在實際測量中，受到測量人員的重點青睞。文章主要就是通過對GPS工程測量精度分析，進一步提出應用方法，以此提高測量精度與準度。

關鍵詞：GPS；工程測量；精度

1 GPS組成簡介

GPS是一個系統，其主要由三大部分構成，簡單說就是天空中的衛星、地面控制系統和使用系統中的用戶。近些年來，我國科技不斷進步，特別是在航天領域有了突飛猛進的發展，對外太空的探索有了新的突破，航天技術的進步，推動了民用技術發展，許多航天衛星的成功發射，也在民用上有了較良好的開發與利用，GPS定位系統信號很就能被地面接收、轉換，形成我們需要的數字與影像，滿足人們各種需求。

（1）空間系統主要就是指衛星部分，要想完全實現全球定位，這個系統就需要利用天空中的衛星來實現，全球定位需要地球以外的衛星來支撐，也就是說，GPS支撐系統中，繞地衛星是其中一個重要組成部分，盡管不是獨立部分，但卻是離不開的重要內容之一，是構成系統的三大塊之一，是GPS系統主體，GPS系統如果全部實現定位，則需要對24顆衛星進行整合利用。地球有許多的平面，衛星被發射到地球不同的軌道平面上，也就是說地球周圍平均每個軌道平面有3顆軌道衛星。而軌道平面和赤道平面之間的夾角為五十五度，這樣就保證了定位系統能夠對全球的任何一個地方進行定位監測，這是一項綜合性的技術應用，只有掌握多項學科，才能開發應用、建立完善此套系統，生成應用終端。

（2）地面控制部分是GPS的第二大部分，地面控制系統的建立，能夠有效對信號進行分析轉化，這部分在全球定位系統當中屬于第二重要的內容，沒有這部分接收，就無法形成信號，更不能對空中衛星進行有效控制，通過地面系統的操作，使空中衛星都能正常工作，通過無線技術，還能同步實現空中調整，并進行可控制系數的更改與變動，調整完成以后，能對系統中的相應參數進行重新設置，確保定位系統準確運行，實現精確的定位。

（3）用戶從字面上理解通常是說使用的客戶，但是這里的用戶并不是這些客戶，這里的用戶沒有具體所指，更沒有一個具體的形象，這里的用戶主要就是指需要使用到GPS服務的一個社會整體，可以是一個組織、一個單位、一部分人群，不同的場合用戶就有不同的解釋。如果非要給一個標準的答案和解釋，我們可以把用戶理解成為全球定位系統提供的定位服務對象，就是一部分地面接收設備或接收機。

2 工程測量中使用GPS時的精度體現

GPS在各類工程測量使用中，不能為了技術而偏離工程實際情況，一定要結合現場與實際，通過對周邊環境的研究，確定使用技術，只有與實際結合精確，才能充分發揮GPS作用工程周圍交通、工程規模是采用此項技術的關鍵著眼點，需要依據建設地的實際需要做好各方面的工程測量，這樣得到的數據才是準確的，高精準的數據參數，能夠有利于工程建設與施工，既節約了工程測量浪費的時間，又能從根本上減少不必要的成本投入。要想科學合理的建設好GPS網，就需要有一定的條件，通過實際研究發現，要想建立一個良好可操作的網絡，就要符合相關條件要素。一個是最初搭建GPS網的時候，一定要全面考慮到布網等級，保證整個GPS網運行精確，只有建立高效精準的網絡，才能在應用中起到事半功倍的效果，達到使用目標，有效避免因為精度和密度不準確而影響工程測量精度的情況發生。二是GPS測量不同以往的測量技術，也就是說GPS與其他的測量方式是有區別的，GPS布置一定要有明確的控制點，這樣當GPS網絡建成后，才能得到應用，收到實際效果。光符合條件還是不夠的，一定要掌握好兩個重點，重點就是GPS中兩個必備的內容，這兩點在GPS網中起著決定性的作用，一個是約束點，另一個是校核點，只有充分發揮兩個點的作用，才能有效的保證數值準確度，完全避免對工程四周測量時所產生的計算誤差。三是要想很好的設置網絡，就需要在還沒有應用GPS之前，進行有效的調研，形成布網方案，通過一系列有益的活動，從算點開始搭建既具有邊連又具有點連的混合整體網。這樣建立起來的網絡，形成立體交叉功能，當一切有機連接后，就會顯現出巨大的威力，通過同步環、異步環及復測基線，達到GPS網幾何強度，這種網絡形態，能夠實現多余測量和重復設站，從根本上能夠大大提升GPS的測量精度和準度，形成有效的利用空間。

3 GPS數據處理

GPS網需要使用到專用結算軟件，通過這種軟件進行GPS數據處理，形成網解方式，體現應用功能。為了檢核GPS基線閉合環的閉合差精度，又根據基線兩端坐標分別推算了觀測基線所組成的同步環、異步環閉合差。經解算其閉合差均滿足相關的標準《規范》要求。通常情況下，專業人員所使用到的均為隨機配置的GPS后處理軟件，利用可見的II4參考點，進行多項操作，進行三維無約束平差、二維約束平差，順利通過后，經解算軟件采用網基線處理方式，用II4，II5為已知點，以II3為校核點，解算出GPS控制網三維空間坐標成果，形成人們可利用的可參照數值，體現測算結果。

各環節測量人員一定要做好數據結算，特別是后期處理一定要精確到位，通過人工觀測，確保數值正確，使每天得到的數據精確度高、誤差率小。當出現大差錯的時候，一定要具體問題具體分析，形成分析結果，做好及時修正。GPS網平差如果設置在大地坐標系中，則體現出了三維無約束的平差，當對這項數值進行測量計算時，要全面顧及到GPS網的實際坐標是多少，特別是對實際觀測值，需要進行專業分析與計算，由專業人員進行三維無約束平差。利用WGS技術，找到大地坐標和地心坐標點，然后再利用精度分析方法確定GPS網內部是否符合精度要求，對不符合要求的，需要進行復測，直至達到精準。

4 提高GPS觀測精度的方法

雖然GPS在全球得到普遍推廣，但是在我國還依然有一些問題，這就需要在實際操作中，克服困難，找到根本原因，不斷形成改進方案，進一步提高GPS的工程測量精度。

（1）在使用GPS進行外業測量定位前，要做好事前調研，特別是需要掌握建設工程周邊情況、收集相關資料、準備好工程測量所需要的器材、調配使用專業技術人員、制定好觀測計劃、檢查GPS設施、編寫好技術設計書等，只有各個方面準備好以后，才能進行測量與定位。在操作中，人員的問題是關鍵，只有充分保證操作人員技術能力強、熟練程度高，才能正確使用儀器設備，熟悉應用各部分測量技術，按標準和規范執行測量步驟。觀測時機也是一個決定因素，時機的把握與選擇一定要準確，通過實踐，我們認為晴天的上午是測量的最佳時間，這時候衛星信號是最強大的，GPS網能夠有效搜索并進行靈活多樣的選點、布網，不受天空與地面任何限制，特別是通視和網形的影響能夠減少到最低點，一定要避開短邊，保證觀測時間夠用，數值觀測充足。

（2）對大范圍測量，可以進行分區觀測。建立分區公共觀測點，提升網絡精度，可以進行多次觀測。

5 結束語

技術進步，使GPS在工程測量當中得到普遍應用，為了提高GPS測量精度，就需要選擇優質測量儀器，提高操作能力，通過有效的觀測滿足工程測量要求。

參考文獻

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[2]喬巍，鄧毅.GPS在工程測量中的應用研究[J].廣東科技.