1、探讨在工程测量中 GPS 技术的运用摘要：随着科技的不断进步，传统的工程测量、测绘技术已经不再适应当今环境。因此，文章以 GPS 技术在工程测量中的特点与传统测量技术进行比较，论述 GPS RTK 技术在工程测量中的应用以及处理数据的方法，并提出一点点建议。 关键词：GPS 技术；工程测量；应用；建议 中图分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号： 一 GPS 技术在现代工程测量中的优势所在 GPS 技术能大范围的应用于工程测量中，是有其优势所在的。具体表现在：测量精度高。其相对精度可在 10-510-9 之间；灵活选点，降低成本。由于 GPS 不需要各测站点之间的相互通视，因此可大量
2、的降低布网的费用；抗干扰性能好，保密性好；方便测量外出作业。由于不用担心气候或时间的影响，可极大地提高测量外出作业效率。操作简单，容易上手，观测简便；可缩短观测时间。采用快速静态定位方法可极大缩短 GPS 布设控制网的观察时间；自动化程度高。测量工作人员在测量作业时只需把天线对中、整平、量取天线高度后，打开电源设备就可自动进行观察，利用数据处理软件对所测得的数据进行处理，即可得到所需的测点的三维坐标。 二 GPS RTK 技术应用于铁路定测 2.1 在测区平面控制网的建立 在铁路勘察设计的初期阶段，必须要进行测量。而目前测量的主要工作分别为：交切测量、中线测量、中桩高程测量、断面测量、跨线测量
3、、桥涵测量等工作。在进行中线放样之前，可先用 GPS 静态测量、常规测量方法，来依据沿线布设平面控制网，经过平差算法分析，解算出各控制点的平面坐标与高程。而根据相邻点间间距 58km，并与国家点进行联测，从而得出各控制点的平面坐标，这里就要对投影变形的影响进行考虑了。由于所变形的程度是与测区的地理位置和高程相关，造成铁路线路短则数十公里，长则上千公里，都是有可能的，而根据跨越范围幅度的大小，线路的走向、地形的情况差别，长度变形是各不相同。在 3投影带的边缘，长度变形可达 13 500 以上，导致中线桩由图上反算的放样长度与实地测量长度不一致，无法满足放样要求。因此，必须采取相应的措施消弱长度变
4、形，如改变中央子午线、设置抵偿投影面等方法。 2.2 选择作业时段 铁路沿线地物地貌复杂多变，为获取完整的数据，必须根据卫星可见预报和天气预报选择最佳观测时段。卫星的几何分布越好，定位精度就越高，卫星的分布情况可采用 Planning 软件查看多项预测指标 ，根据预测结果合理安排工作计划。 2.3 高程控制测量 GPS 测出的高度是大地高，而实际采用的是正常高，需要将大地高转化为正常高。而测区的高程异常是未知数，且高程异常的变化较复杂，特别在山区精度较差。近几年来，随着高程拟合方法的逐步应用，在地形变化不大的平坦、半丘陵地区，已经可以将 GPSRTK 高度值进行处理来得出正常高。此外，铁路新线
5、定测要求约每隔 2 km 设置水准点，而有些地形环境不能满足 GPS 观测的条件，采用高程拟合的方法拟合的高程精度不能得到保证。完全用 GPS 替代等级水准难度大。因此要结合测区具体情况，确定要采用的方法。 2.4 求取地方坐标转换参数 合理选择控制网中已知的 WGS84 和北京 54 坐标(或地方独立网格坐标)以及高程的公共点，求解转换参数，为 RTK 动态测量做好准备。选择转换参数时要注意以下两个问题：要选测区四周及中心的控制点，均匀分布；为提高转化精度，最好选 3 个以上的点，利用最小二乘法求解转换参数。 2.5 基准站选定 基准站设置除满足 GPS 静态观测的条件外，还应设在地势较高，
6、四周开阔的位置，便于电台的发射。可设在具有地方网格坐标和 WGS84 坐标的已知点上，也 可未知点设站。 2.6 放样内业数据准备 利用测量内外业一体化程序完成全部计算工作。 将线路的起点坐标、方位角、加直线长度及曲线要素输入，程序根据里程计算出全线待放样点的坐标，其中直 线上每 50 m 一个点，曲线上每 10 rn 一个点。按相应的数据格式将放样点坐标导出成 Trimble DC 文件，通过 Data Transfer 将 DC 文件导入到外业掌上电脑供外业调用。 2.7 外业操作 将基准站接收机设在基准点上，开机后进行必要的系统设置、无线电设置及天线高等输入工作。流动站接收机开机后首先进
7、行系统设置，输入转换参数，再进行流动站的设置和初始化工作。通常公布的坐标系统和大地水准面模型不考虑投影中的当地偏差 ，因此要通过点校正来减少这些偏差，获得更精确的当地网格坐标，且确保作业区域在校正的点范围内。 三 GPS RTK 技术的数据处理 实时动态测量 RTK 是基于载波相位观测值的实时动态定位技术。在RTK 作业模式下，基准站通过数据锭调制解调器，将其观测值及站点的坐标信息用电磁信号一起发送给流动站。流动站不仅接收来自基准站的数据。同时本身也要采集 GPS 卫星信号，并取得观测数据，在系统内组成差分观测值进行实时处理，瞬时地给出精度为厘米级(相对于参考站)的流动站点位坐标。 在 RTK
8、 作业模式下，基准站通过数据链将其观测位(仍距和载波相位观测值)和测站坐标信息(如基准站坐标和天线高度)但传送给流动站，流动站在完成初始化后，二方面通过数据链接接收来自基被站的数据，另外，自身也采集 rTP3 观测数据，并在系统内组成差分观测值进行实时处理，再经过坐标转换、高程拟合和投影改正，即可给出实用的厘米级定位结果。 四 对提高 GPS 技术应用于工程测量的一些建议 4.1 对 GPS 网中已知点的坐标的精度要进行认真的分析和检验，避免那些存在较大误差的“已知点”作为平差计算或坐标转换的约束条件，其结果会影响 GPS 测量原有的精度，给 GPS 网的最后结果带来影响。检验方法，一是认真查
9、阅这些已知点的等级、精度等资料，二是通过高精度的测距仪进行测距和已知点计算的边长进行比对，三是对已知点进行分组约束平差试算，找出匹配的平差精度高的已知点。 4.2 对精度要求高，重点工程的 GPS 控制网的成果的检验，可在其GPS 网内布设一级光电测距导线，从其测距导线的坐标闭合的相对精度，检验 GPS 测量最后的平面控制成果的精度，同时也检验了已知点的相对精度。 4.3 采用 GPS 技术进行城市控制测量，具有精度高、灵活性强、工作效率高的特点，不但要求作业人员具有较高的 GPS 测量专业技术水平，而且更要有高度的责任心。这对确保观测数据质量和平差计算成果的精度是至关重要的。因为每一失误都有
10、可能造成观测成果和内业计算成果的错误，造成返工或不可弥补的损失。具体要求是在静态测量中，要保证测站点名、点号、仪器高、天线高输入的正确。在内业平差计算时，要对约束点、校核点、平面坐标和高程的输入进行反复校对，保证其正确无误。在动态测量中，也要求观测者时时保持高度的责任心，如立杆者必须做到气泡居中，点位对中，误差在 1cm 以内方可测量，这是保证动态测量精度的关键，须认真做好。 4.4 在外出作业，如温度较低（0以下）时，要提前对接收器进行加温预热，使其达到正常机能，正常运行。这样才能在观测测量时得到满意的数据。 五 结束语 综上所述，由于采用 GPS 技术应用在工程测量中可极大的提高其工作效率与准确性，缩短了工程建设的时间与成本，可带来经济与社会效益。因此，随着其技术的不断提高，我们也要逐步提升相关的专业技术，使其更加的便于利用，同时也要根据具体情况来提高其应用范围与功能。参考文献： 1汪灯林.GPS 定位技术在工程测量中的应用J.中国高新技术企业，2009(22). 2刑忠堂，张丽.GPS 定位技术及其在公路勘测中的应用探讨J.科技信息，2009，(27):30. 3汪灯林，杨殷.GPS 定位技术在工程测量中一点探讨J.江西测绘，2010，(1):16-17. 4 陶家科.GPS 定位技术在工程测量中的应用J.科学之友，2010:16-17.
