工程測量中GPS測量技術的之我見

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摘要：在工程建設中，GPS測量技術是其重要的組成要素之一，因此，做好GPS測量技術的工作非常重要。本文主要是結合筆者在工作中的經驗，對GPS測量技術進行了論述，以及GPS技術在工程測量中的運用分析，以供參考。

關鍵詞：工程測量；GPS測量技術

一、GPS測量技術概述

1.GPS系統介紹

GPS系統主要由空間衛星、地面監控系統以及衛星接收設備等三大部分組成。GPS系統中的空間衛星部分主要有24顆衛星組成的衛星群均勻分布在六個軌道平面上而形成，其中衛星的運行軌道周期為11小時58分，這就保證在任何時間和地點，能夠收到衛星發出的信號。地面監測系統部分是整個中央控制系統，能夠同步對衛星定軌進行跟蹤。GPS衛星接收設備部分則主要包括GPS接收機以及數據處理軟件以及相應的氣象觀測儀器設備等。該部分主要是通過對GPS衛星信號的接收來對衛星信號進行導航和定位。

2.GPS測量技術的原理

GPS測量技術主要是通過高軌測距的方式來進行測量，基本觀測量為觀測站至GPS衛星之間的距離，然后通過一定距離運算而得出所測位置的三維坐標。觀測量的距離數據只要通過兩種方法來測量，一是偽距測量，也就是測量GPS衛星信號到達地面接收器的傳播時間，這種測量方法對于觀測點的定位速度是比較快的；二是載波相位測量，也就是對衛星載波信號和接收器分別產生的參考載波信號之間的相位差距，這種方法對于測量的精度上比較高，測量較為準確。

3.GPS測量技術的優點

3.1定位精度高

GPS測量技術的實施，主要是依靠衛星導航和定位技術。隨著科學技術的發展，現代的商業衛星在設計制造上的技術越來越先進，在進行定位時，對需要測量地區的位置確定更加精確。特別是在地質地貌比較復雜的地區，比如高山、河流地區，由于地球上的任意地區都能同時觀測到四顆衛星，這些地區的測量不會出現死角和遺漏的情況。衛星信號的探測幾乎不受地形地貌的限制，可以實現不同地區工程的精確測量。

3.2全天候操作

GPS技術的實施時靠24顆衛星的運作進行的，衛星的運作是不受地面天氣環境變化的影響的，而且其測量精確度也不會受時間的限制而產生變化，有效提高了GPS工程測量工作的工作效率。如果是采用測量儀器進行現場的人工測量，當發生惡劣的天氣變化時，由于技術人員的操作失誤和儀器設備受到天氣變化的影響，測量數據會出現巨大偏差，甚至測量工作都無法正常進行，嚴重影響了工程測量的效率和工程建設的進度。GPS測量技術的全天候操作，大大提高了工程測量的效率。

3.3操作簡單易用

GPS技術測量工作在實施過程中，只需要通過信號接收器等儀器設備對需要測量區域的衛星監測信號進行接收和分析，就可以得出測量區域的數據，完成工程測量工作。首先，在測量之前找好測量對象的具體位置，然后設置測量對象的數據，這樣就可以提前建立測量區域的模糊模型，給實際測量過程中的數據分析和計算打好基礎。在測量工作實施之后，要對測量數據進行快速的預處理，并做好保存工作。這樣，就完成了GPS工程測量的基本步驟。

二、GPS技術在工程測量中的運用

1 GPS定位技術應用

關于GPS定位技術在工程測量中的應用，其應用原理突出體現為：將物理和幾何學科的相關基本原理進行有效結合，利于GPS系統的地面接收裝置和空間衛星，多角度地定位測量對象。至今為止，在工程測量的實踐中，GPS定位技術主要包括兩個方面：一種是實時動態相對定位；另一種是靜態相對定位。具體地講，靜態相對定位主要由多臺地面接收裝置排列而成一條基線，同步觀測目標對象，整個觀測時間大約持續45分鐘，最后由專業技術人員來統計和處理測量結果。具體地講，靜態相對定位的操作流程比較簡單，實時動態相對定位則要根據載波相對觀測量，然后選取比較精確的控制點位，以此作為工程測量的控制基站，安裝地面的連續接收裝置，連續觀測不同角度所傳送的實時動態信息。

通常情況下，對于一個GPS接收機而言，需要準確的三維定位，且要同時接收四顆或四顆以上的衛星信號。不過，如果將定位精度設在厘米級，這時就需要接收五顆及五顆以上的衛星信號。大體上講，一般GPS系統都擁有24顆環繞地球運動的衛星，而且在十度以上的水平角觀測點時，可以接收到7顆衛星信號。然而，如果接收站附近存在遮擋物時，接收裝置觀測到的衛星就會變少，這時的接收機很難定位。因此，在必要的條件下，GPS定位技術結合慣性導航技術，這樣有利于實現更好的測量效果。

2建立工程控制網

要確保工程控制網的精確度，需要結合項目的性質和要求進行測量工作。工程控制網的主要作用是管理和建設好工程項目。通常來說，在工程測量中，其控制網的覆蓋面積一般比較小，因此需要提高點位的精度。GPS定位技術在建立工程控制網應用中，對點位的選擇通常不會受到一些條件的約束，且作業時間較短，精度較高。因此，GPS技術在工程控制網建立中的使用具有很大的優勢。通常而言，在利用GPS技術建立的工程控制網過程中，如果采用載波相位靜態差分技術，可以使得控制網的精度達到毫米級。最重要是，GPS技術在道路工程控制網建設中的應用優勢將會越來越大。如在道路工程施工測量應用中使用GPS技術，其監測網縱向很長，橫向較短，有利于道路工程的施工。

3 GPS變形監測

GPS變形監測的內容包括：高層建筑、水庫大壩、地基沉降等。目前來說，人們廣泛使用的測量技術有水準測量的監測技術和三角測量技術。前者主要應用于地基的沉降監測，后者主要應用于建筑的地基位移監測。以上這些監測技術在實際工程應用中存在著時間消耗大、操作復雜，工作效率低等缺點，所以要實現自動化測量的目標具有一定的難度。在工程測量中，由于其建筑物體積較大及環境比較復雜，所以要求其工程測量結果必須具有較高的精度。GPS技術在應用中具有精度較高的定位功能，而且還具有全天候工作的優勢。

4施工水準點的測定

在工程測量中，設計單位對施工水準點的測定一般仍然采用傳統的測量技術。因為缺乏對測量場地的考察和編制合理的預算，所以這種測量方法容易導致其測量結果出現較大的誤差。如水準點的距離較大，會達不到測量的精確要求，同時還會影響到工程的正常施工，從而不能達到預期的目的。如果利于GPS技術進行水準點的測量，GPS接收機可以通過GPS衛星信號的接收，準確地測量出水準點的距離。在水準點的確定過程中使用GPS技術，不僅可以保證工程測量的質量，而且能夠提高工程施工的進度。

5合理確定工程測量觀測時間

GPS定位技術主要是利用GPS衛星的空間位置作為測點，并使用GPS接收機接收和傳輸衛星往返的信號，從而測量出GPS衛星與接收機之間的距離，再通過這個距離的交會來測量出GPS接收機的三維坐標，這有利于測量出更高的精度。GPS定位技術的應用不僅擁有足夠的可視GPS衛星，而且可以把握好衛星觀測的時間。另外，在工程測量中，大氣的折射會導致其觀測的結果不準確。因此，GPS技術在工程測量使用過程中，需要全面考慮到各種影響因素，以測理出更加精確的測量數據。

三、結束語

綜上所述，GPS 技術具有自動化程度高、測量精度高、受影響的因素較等優點，在一些建筑工程變形監測中得到了廣泛的應用。從目前的運用情況看，GPS 技術是一種操作簡單、測量精確的測量方法。相對于傳統的測量方法來說，GPS 技術在工程測量中具有比較明顯的優勢，在工程測量中得到了廣泛的推廣與應用。

參考文獻：

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