论GPS测量技术在工程测量中的应用.doc

1、论 GPS 测量技术在工程测量中的应用摘要：最近这几年，对工程进行建设的项目增多，进行施工的技术也很复杂，涉及到的方面多、时间长，这就在工程测量的过程中对其有了更高的要求，以前的工程测量技术已经和现代的施工需要不适应。在这种情况下，在工程测量中应用全球定位系统已经获得了不少的成绩和成果，但是也产生了很多问题。本文论述了全球定位系统的工作原理和特征，并详细的阐述了其在工程测量中的应用。 关键词：全球定位系统； GPS 测量技术；工程测量 中图分类号：P228.4 文献标识码： A 文章编号： 前言 全球定位系统（GPS）是西方发达国家为了精确定位、引导军事机构的路、海和空中的设施而开发的全球卫星

2、系统，这种定位系统有很多功能，例如定时、全球性、实时性、连续性、防干扰以及保密性等，可以给不同需要的客户提供精确的三维地理坐标。这种系统初始的设计理念是根据 P 码给美军或者其他的盟军的导航及定位进行提供这种系统，也要为民用的定位及导航提供几米级的 C /A 码。 一、GPS 测量技术原理和特征 1、GPS 测量技术原理 全球定位系统在 1995 年正式建成，并利用此系统对美国的陆地、领空以及海上进行全天候的定位及导航，是新一代的定位和导航系统。由于 GPS 有效率高、容易操作、全天候以及精度非常好等突出优点，所以许多测量人员非常信赖于它。全球定位系统是根据距离交会来进行定位和导航的卫星系统。

3、在合适的位置上根据需要安装 GPS 接收器，在同一时刻对至少三颗卫星的导航或者定位指令进行接收，对数据进行相应的处理，计算就可以获得那一时刻的卫星和接收器的距离，根据同样的原理也可以得到卫星在空中的三维坐标1。 2、GPS 测量技术特征 2.1 测站之间不需要通视 在利用 GPS 技术进行工程测量的过程中对每一个测站的要求都很低，这些测站之间无需通视，只要测站的上面空间是开阔的就行，这就可以对 GPS 系统接受信号时候的干扰性进行保障。就是因为这个特点节省了好多对工程进行造标的费用。由于每一个测站之间不需要进行通视，所以在对点位进行选择的时候就非常的方便和灵活，不仅可以依据实际工程的要求对位置

4、进行选择，还避免了在对大地网进行测量的过程中实施的穿算点等测量工作。 2.2 观测时间短 在对 GPS 技术的控制网进行布设的过程中，对每一个测站进行观测的时间一般在 25-35 分钟之间，假如用的是对其进行快速定位的办法，对其进行观测的时间可能会更短。如果用的是实时动态差分法可以在 4秒之间内就获得测点的三维坐标2。 2.3 操作容易 科研人员对 GPS 接收器也在不停的进行完善及改进，对其自动化的能力进行慢慢的提高：现在设计的接收器的体积和重量也在变的更小，这也就在一定的范围内对测量工作人员的劳动难度以及紧张程度进行了相应的降低。现在的 GPS 接收器已经越来越小以及越来越容易进行操作，工

5、作人员在测量的过程中只要对准以及整平天线，对天线的高度进行测量，同时打开开关就可以进行观测，根据先进的数据处理软件就可以对取得的数据进行分析以及处理，得到观测点的三维坐标。同时，对 GPS进行观测的工作可以随时进行，气候等几乎不影响 GPS 的工作。 二、GPS 技术在工程测量中的应用 1、在工程测量中应用静态 GPS 相对定位 静态相对定位技术就是指利用两台或者两个以上的接收器接受卫星信号，对数据进行处理，对控制点的坐标进行准确的计算。同时，利用当中某一点的位置就可以算出其它点的位置。因为静态相对定位技术的准确度以及精度等都非常的高，所以其可以很好的应用于工程测量之中。例如，可以用于检测位移

6、、测量地球定位以及对大的隧道以及野外涵洞等进行准确的定位。在对我们国家的公路进行工程测量的过程中，尤其是高速公路，其对测量的精度要求非常高，高速公路的距离非常长，已经知道的对其进行控制的点很少，需要在野外确定很多对其进行控制的点，如果采用一般的测量办法，工程测量的工作不仅会很麻烦，还无法对工程的精度需要进行满足。GPS 测量技术就可以对这一问题进行解决，伴随着我国公路工程对 GPS 技术的应用，收割精度很高的控制网已经利用其进行了布控。利用 GPS 技术对控制点进行定位的时候，几十千米的误差低于 2 厘米3，这是一般的测量手段根本没办法做到的。 GPS 测量技术不仅可以应用在公路工程测量的过程

7、中，还可以用于隧道和桥梁等的工程测量过程中，无需对 GPS 技术进行全线通视，产生的图像非常清晰。 2、在工程测量中应用动态 GPS 相对定位 GPS 动态测量技术就是指根据一个具体的参考物的速度、位置、加速度、时间以及姿态等对运动的物体进行实时的测量。而 GPS 实时动态定位就是根据安装在运动物体上的 GPS 接收器对 GPS 信号接收机器上的天线的具体位置进行实时的测量。和静态 GPS 相对定位进行对比，动态GPS 相对定位实际上就是对其中的某一台接收器进行固定，把这一个接收器当作基准站，而其它的接收器都是运动的，这些运动的接收器就作为流动站。对动态 GPS 相对定位技术进行应用，就是根据

8、两个站之间的信号差距，进行计算，然后获得每一个流动站在任意时间的坐标以及位移。对 GPS 动态测量中获得的差分数据有两种主要的处理方式，即即时和滞后处理。对数据进行即时处理就是将在基准站获得的测量信息立马输送到流动站，对这些信息进行对比处理，及时的对数据链进行形成，从而可以对测量数据进行实时传送。而对数据进行滞后处理就是无需将获得的测量数据及时的输送到流动站，只是对有关的数据进行后期处理。动态 GPS 相对定位技术主要是在对道路进行勘测的过程中进行应用。已经利用的动态 GPS 相对定位技术在国外获得了很多的成果，但是其在我国的利用还没有成熟，仍处于初级阶段。加拿大一所高校研发出了一种新型动态定

9、位系统，该系统主要由一台微机、两个接收器以及一个捷联式惯性系统所组成。这一系统的主要用途是在对道路进行勘测的过程中进行直线和曲线定位。 3、带 RTK 的碎部测量与放样 RTK 技术也叫载波相位差分技术，是一种对两个测站载波相位观测量进行实时处理的差分方法。在测绘地形图、地籍图、测绘房地产的界址点以及平面位置的施工放样等中采用 RTK 技术。利用 RTK 技术测图时只要一个人就行，将 GPS 接收器固定在一个特征点上 1、2 秒，且输入这个特征点的编码就行。将某一小范围内的地形、地物特征点测完以后输入计算机，工作人员利用专业成图软件形成需要的成果图。4、区域差分网下的碎部测量与放样区域性 GP

10、S 差分系统下的碎部测量与放样是以区域 GPS 差分网为基础的。区域差分与 RTK 单基点载波相位差分有着相似的原理，唯一不同的是区域差分有多于一个的基准站，多个基准站形成基准网，然后对每一个基准站的差分信息进行提供。用户接收机根据自身的位置确定各基准站差分信息的权，按非等权平差后形成自己的差分改正数，实现差分定位。 三、结论 从上面的论述可以得出，根据 GPS 进行测量的技术与以前的测量技术有很大的不同，根据 GPS 进行测量的技术可以有效的对工程测量的可靠性以及效率等进行提高，对测量工作的难度进行降低。同时，也可以使进行实地测量的工作人员不再进行现场测量。虽然根据 GPS 进行测量的技术有很多的优点，但是也会在对其进行应用的过程中形成很多不易发现的问题。因此，技术人员在进行工程测量的过程中需要对 GPS 技术的运用方法进行努力的研究、总结以及探索，使 GPS 技术在工程测量中的应用价值得到充分的发挥。 参考文献 1张正禄.工程测量学的发展现状和趋势J.武汉测绘科技大学学报, 1999, (增刊)：23-25。 2许国祯.GPS 最新态势及嵌入式 GPS / INS 系统J.卫星应用,1997, (3): 38-44。 3周良, 刘经南, 张全德. 2000 年前后 GPS 进展状况J.地理信息世界, 1998, (3) : 23-27。