GPS測量技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用探析

鄭海靜

（身份證號：1302271990****2224）

一、GPS 的工作原理

全球定位系統(tǒng)（GPS）是一種衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，使用遠(yuǎn)程對接技術(shù)三角定位。GPS使用一個多星軌道距離系統(tǒng)，使用GPS衛(wèi)星和接收器之間的距離作為主要觀察。只有地球衛(wèi)星信號接收GPS接收機(jī)同時超過3顆后，才可以使用距測量或測量載波相位測量，然后對衛(wèi)星信號接收器的距離和時間，需要再根據(jù)衛(wèi)星資料發(fā)現(xiàn)，多個用戶衛(wèi)星等距離球面相交后，用戶訪問的3d（經(jīng)度、緯度、高度、速度和坐標(biāo)數(shù)據(jù)）時間相關(guān)參數(shù)。GPS系統(tǒng)中最常用的坐標(biāo)系是空間中固定的坐標(biāo)系，也被稱為地球靜止坐標(biāo)系的坐標(biāo)系。

二、GPS測量實(shí)施技術(shù)

（一）GPS測量的外業(yè)實(shí)施

1.外業(yè)選點(diǎn)與埋石

由于GPS觀測站之間不需要相互通信，且網(wǎng)絡(luò)的圖結(jié)構(gòu)靈活，點(diǎn)的選取比傳統(tǒng)的控制測量容易。在選址前，應(yīng)先了解調(diào)查區(qū)域的地理?xiàng)l件、原始控制點(diǎn)的分布情況和標(biāo)志物的完好狀況，然后再確定合適的測點(diǎn)位置。此外，在選址時應(yīng)遵循以下原則：

（1）場地應(yīng)位于交通便利、視野開闊的位置。視野周圍不應(yīng)有超過15°的障礙物。地基穩(wěn)定，省時省力。

（2）測點(diǎn)距離大功率射電源不小于200米。為避免電磁場對GPS信號的干擾，與高壓線的距離不得小于50m。

（3）在測點(diǎn)附近不應(yīng)有大面積的水體或強(qiáng)烈干擾衛(wèi)星信號接收的物體，以減少多徑效應(yīng)的影響。

（4）在使用老點(diǎn)時，要檢查老點(diǎn)的穩(wěn)定性和完整性，只有滿足要求時才能使用。GPS出水口一般應(yīng)埋置中心標(biāo)記石，要標(biāo)記準(zhǔn)確的點(diǎn)位置，點(diǎn)石和標(biāo)記必須穩(wěn)定、牢固，以便長期保存和使用。標(biāo)志石埋設(shè)后，應(yīng)填寫現(xiàn)場記錄和現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)圖，提交選址技術(shù)總結(jié)和埋設(shè)石。

2.外業(yè)觀測工作

GPS監(jiān)控和定期測量在技術(shù)要求上有很大區(qū)別，包括城市和城市GPS管理系統(tǒng)的城市和工程網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)1997年建筑部根據(jù)城市GPS系統(tǒng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

（二）GPS測量的內(nèi)業(yè)計(jì)算

GPS測量的內(nèi)部計(jì)算可分為基線計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)調(diào)整兩個階段。

1.基線解算

基線計(jì)算過程：數(shù)據(jù)傳輸、順序輸入點(diǎn)名和天線高度。計(jì)算基線后，比值值必須大于或等于3；檢查基線閉包，它必須在規(guī)范指定的范圍內(nèi)。

2.GPS網(wǎng)平差

每次質(zhì)量檢查達(dá)到要求后，可進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)調(diào)整。以下以bj-54坐標(biāo)系統(tǒng)為例來描述網(wǎng)絡(luò)調(diào)整的過程：首先定義橢球元素，然后選擇坐標(biāo)系，定義高斯投影，修改信心，修復(fù)已知坐標(biāo)，最后進(jìn)行調(diào)整以獲得bj-54坐標(biāo)和基線長度固定，以及精度評價(jià)是固定和基線長度。

三、GPS測量技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用

（一）公路測量

縱、橫斷面測量

1.縱斷面測量

因?yàn)槿緝x可以測高差，因此在校準(zhǔn)每個樁點(diǎn)，可以測量每個樁點(diǎn)的高度，在儀器的具體操作的第一輸入高海拔、儀器、棱鏡中心高度，當(dāng)樁垂直鏡像點(diǎn)，顯示了高度的樁點(diǎn)，并將每個樁點(diǎn)的高程值存儲在計(jì)算機(jī)，棱鏡具有高可用性的特殊酒吧數(shù)量直接而儀器的測量精度也會有一定的要求，至少要與測桿棱鏡進(jìn)行高精度的匹配，并且在測桿棱鏡高不變的情況下，如果它們是高工位移動或改變，則應(yīng)重新輸入數(shù)據(jù)。

2.橫斷面測量

同時測量每個中間樁點(diǎn)的高程，選擇適當(dāng)?shù)男甭首兓c(diǎn)是垂直方向的路線，也就是說，兩邊的中間樁點(diǎn)，高程、平面坐標(biāo)測量棱鏡和傳輸?shù)接?jì)算機(jī)存儲與中間樁點(diǎn)的高程。該方法將縱斷面和水平斷面的測量數(shù)據(jù)存儲在計(jì)算機(jī)中，通過專用繪圖軟件繪制縱斷面和水平斷面。

（二）地籍碎部測量

傳統(tǒng)的破碎測量通常是基于測量區(qū)域內(nèi)現(xiàn)有的圖根控制點(diǎn)，采用平面儀測量或全站儀測量。這些方法要求測量站與周圍要測量的地物地貌之間必須有清晰的視野，一臺儀器至少需要2-3人同時工作。當(dāng)使用RTK技術(shù)進(jìn)行映射時，不需要透視地圖。設(shè)置好基準(zhǔn)站后，只需一人手持儀器即可開始測量。RTK技術(shù)不需要點(diǎn)與點(diǎn)之間的觀察，且測繪工作只需一人即可完成，大大提高了測繪的工作效率。

（三）用地測量

RTK技術(shù)在建設(shè)用地測量定界測量中，可以實(shí)時測量邊界點(diǎn)坐標(biāo)，確定土地利用界限，計(jì)算土地面積。RTK技術(shù)可以實(shí)時測量土地權(quán)屬界限和土地分類，提高測量速度和精度。

（四）建筑物規(guī)劃防線

建筑規(guī)劃檢查點(diǎn)必須符合城市規(guī)劃的要求，并符合分層較高的建筑本身的幾何形狀。當(dāng)使用GPS-RTK技術(shù)分散建筑物時，需要注意檢查建筑本身的幾何形狀，而對于短線來說，相對關(guān)系很難滿足。

（五）鐵路測量

鐵路測量包括針對鐵路勘探的基本步驟，以及測試類型。對于在鐵路勘測過程中繪制的地形地圖，GPSRTK技術(shù)只能通過對基站的調(diào)整，高度精準(zhǔn)地計(jì)算三維坐標(biāo)來繪制電子地圖。在抽樣過程中，隨著GPSRTK技術(shù)的外部性更小，它增加了通信保護(hù)，大大減少了工作量，將其與傳統(tǒng)測量技術(shù)中的多維度進(jìn)行比較。

四、用GPS定位技術(shù)進(jìn)行工程測繪的控制

（一）外業(yè)測量的操作

通過計(jì)算機(jī)設(shè)備對測量現(xiàn)場的周邊情況、衛(wèi)星情況、觀測時間、角度等數(shù)據(jù)進(jìn)行精確計(jì)算，制定科學(xué)合理的測量方案。整個網(wǎng)絡(luò)的同步觀測需要選擇一個合理的時間，對天線的方位和對應(yīng)的站內(nèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行精確的控制。合理安排數(shù)據(jù)采集間隔，按規(guī)范要求進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。在觀察的過程中，要認(rèn)真監(jiān)測和檢驗(yàn)情況，把握好每一個環(huán)節(jié)。在觀測效果不足的情況下，應(yīng)合理調(diào)整，延長觀測時間。

（二）數(shù)據(jù)處理

至于GPS測量數(shù)據(jù)，研究人員必須記錄和備份工作，并重新檢查數(shù)據(jù)以確保安全和精確測量。在數(shù)據(jù)測量過程中，需要及時檢查觀測數(shù)據(jù)，以確保數(shù)據(jù)在測量、處理和計(jì)算有關(guān)的誤差和質(zhì)量方面的準(zhǔn)確性。為了提高測量人員對一維保證的認(rèn)識，必須提高環(huán)境控制、人為因素控制、人為因素等方面的精確度，以確保高度控制，控制點(diǎn)的三維坐標(biāo)，確保整體測量精度。