淺談GPS技術在工程測量中遇到的問題及解決辦法

【摘要】全球衛星定位系統（GPS）發展速度不斷加快，在大地、工程、航空、運載管制、地殼運動、變形測量、動力學等學科均有較大應用，也取得了非常優秀的社會與經濟效益。在科學技術不斷發展的過程中，人們對建筑企業提出了更多的要求，而GPS技術對企業提高工程測量效果有著非常重要的意義。目前企業對工程測量提出了高精度、高效率、嚴標準的要求，所以必須科學的應用GPS技術，實現企業自動處理工程測量的要求。本文從GPS技術的發展現狀出發，并且提出了GPS技術在測量過程中遇到的問題及可靠的解決方法，希望為工程測量人員提供參考。

【關鍵詞】GPS；工程測量；基準點

GPS技術可以為全球各地的工作人員提供可靠的三維位置、速度、時間等信息，幫助工程測量人員完成測繪工作。在接近40年的發展中，GPS技術已經成為全球性的高新產業，也獲得了社會各界的廣泛關注，在測繪工作中應用GPS技術，是近年來測繪行業發展的核心成果，不僅使測繪精度與速度得到了明顯的提升，也為建筑企業獲得更大的經濟效益提供幫助。但是GPS技術屬于新興學科，尤其是工程測量中應用的GPS技術，經常出現一些問題，影響了測量工作的準確性，為了實現企業的長遠發展，必須解決其中存在的問題，提高企業的核心競爭力。

一、GPS技術發展現狀

全球定位系統又稱為GPS技術，最初由美國軍方衛星導航項目開始研究，在20世紀中期開始建設，至1994年已經完成了二代定位系統的建設，該系統的全球覆蓋率可以接近100%。GPS系統包括衛星、地面監控、信號接收三部分共同組層，分別負責GPS空間、地面控制、用戶使用工作。GPS技術具有高精度、觀測用時少、功能性強的優點，而且通過GPS技術，可以直接收集三維坐標，操作十分簡便，可以實現全天候測量。工程測量包括了所有的項目測繪工作，尤其是項目的設計、施工、竣工、管理階段，都無法離開測繪工作。根據研究對象的差別，可以將工程測量活動分為：建筑工程、水利工程、交通設施、礦區、市政工程、軍事工程、海洋工程等測量內容。雖然我國早期GPS測量工作受到技術方面的影響，更加偏向于采用傳統測量方法，但是可以看出，GPS技術仍然有著非常重要的作用，尤其是在工程測量中，存在無可替代的作用。

PS系統中均有空間星座作為測繪設備，正常的衛星星座應包含22顆工作衛星與4可備用衛星，通過26顆衛星完成分布，分布方法為4顆一組，在60°的平面軌道上運行，衛星運行周期為12h。這種運行模式使GPS系統可以一直擁有一顆用來觀測的衛星，通過空間部分，完成目標的觀測工作，并且將觀測到的數據進行處理，使其變成正確的載波信號，為地面監控系統提供可靠數據，并且可以通過用戶設備進行定位。GPS地面監控系統包括監測站、天線、主控站，如美國主控站，可以將接收天線收集的衛星信息，并且利用信息計算衛星數據，完成衛星運行的調控工作。

二、工程測量現有問題及解決方案

（一）選點問題

在布設控制網時，經常出現選點錯誤導致信號接收困難的問題，為了解決這種問題，需要采取合理的選點方式，選擇視野開闊的區域作為接收點，并且周邊不能出現大于10°的阻礙，保證GPS信號不會受到影響。選點時需要確認選擇點位附近無反射物，避免出現路徑誤差，使改正訊號可以第一時間送達。在選點過程中，應選擇上方開闊的區域，盡量選擇10°-20°內，無任何成片阻礙的區域。為了降低電磁波感染，需要保證GPS測量站220m內，不能出現強電磁波源，尤其是大功率無線電、高壓輸電線等設備，需要遠離測量站。部分高層建筑、大面積水域，都會導致多路徑效應發生，所以需要遠離這些區域，切實有效的解決多路徑問題。

（二）基準站位置

進行RTK防線工作時，如果設置的位置無法防止基準站，需要通過多點定位進行點位選擇，通過兩個已知點的對比，選擇適合的點位。基準站需要選擇環境優秀的位置，通過流動站測量兩點坐標，并且配合后方交會原理，準確計算出站點位置，并且根據已知點的坐標計算出7個參數，以定向的方式進行處理，完成公路邊線的放樣工作。

（三）電源問題

在進行野外測量工作時，工作的周期性較長，所以GPS基準站電源往往無法堅持到工作結束，而基準站并不會配備多余的電源，所以需要合理使用現有資源。為了提高野外測量的效率，需要使用汽車等工具，而汽車電瓶功率與基準站設備需要的電源功率相同，完全可以使用汽車電瓶作為GPS設備的電源。在替換電源的過程中需要注意，完成替換后，需要重置RTK，因為在測量兩個點時，通過重置可以避免假值出現。

（四）假值問題

使用GPS設備測量RTK時，需要進行重置，將解類型調整為固定解，不能使用浮點解進行測量，通過這種測量方法，可以保證精度維持在厘米級。大多數接收機重置后可以恢復正常，測量的準確率較高，但是在衛星、時間、軟件、環境的影響下，在固定解放樣過程中，會出現平面位置偏差20cm的問題。這種情況是初始化出現丟失情況后，再次初始化測量的數據，就有幾率發生該問題。為了避免出現假值問題，需要在開始作業前，重置兩個已知點，并且在初始化出現丟失問題后，需要對已知點進行復測。在作業過程中必須重點觀察高程值，并且與實際數據進行對比，查明其中是否出現異常的高程值，一旦出現假值，高程將是發生較大變化的數據，在進行室內處理時，必須觀察高程變化異常問題，并且在第二天進行復查。

（五）困難點放樣

在進行RTK放樣工作時，需要注意一些樹下放樣點，由于樹木的干擾，GPS設備將表現出浮點解情況，在這種情況中，不能開展放樣工作。為了解決環境的感染，可以在周邊的空曠區域選擇一點，保證流動站維持固定解形式，而且無語進行左右移動，通過鋼尺測量移動的距離，之后進行正確的放樣工作。

（六）基線坐標問題

在進行基線解算工作時，可能出現起點坐標錯誤的問題，為了提高計算的準確性，在解算的過程中，應使用準確度高的起點進行計算，通過單點定位進行測量，保證基線起點坐標由統一的點坐標衍生，使極限具有系統偏差性。

三、結束語

在傳統測量過程中，測量時間較長，測量精準度較差，影響了工程測量的效果。而GPS技術功能性較強，測量精度高，觀測時間短，可以通過軟件制作三維坐標，而且可以實現全天候的測量工作，是一項優勢明顯的新型測量技術。RTK作為GPS技術的新型研究成果，具有良好的GPS特點，可以為工程測量提供可靠的定位結果，充分解決了遠距離檢測信號精度差的問題。將其與傳統測量方式結合，使其中存在的弱點進行彌補，并且實現了大型、鐵路、公路、水利等復雜工程的測量工作，為工程行業發展提供可靠保障。

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