1、浅论 GPS 在工程测量中的应用摘要：介绍了 GPS 的组成及定位原理,分析了 GPS 在工程测量中的优点,阐述了 GPS 在工程测量中的实施步骤,指出了应用 GPS 进行工程测量时的注意事项。 关键词：GPS；工程测量；应用 中图分类号：TU198+.2文献标识码： A 文章编号： 0 引言 全球定位系统的全称是导航卫星定时测距/全球定位系统(Navigation Satellite Timing and Ranging/Global Posi-tioningSystem),通常所说的 GPS 是其字头缩写词 NAVS-TAR/GPS 的简称。它是一种可以通过定时和测距进行空间交会定点的导航
2、系统,可向全球用户提供连续、实时、高精度的三维坐标、三维速度和时间信息。 1GPS 系统的组成 GPS 全球定位系统由空间卫星群和地面监控系统两大部分组成,除此之外,测量用户还应有卫星接收设备。空间卫星群,GPS 的空间卫星群由24 颗高约 20 万公里的 GPS 卫星群组成,并均匀分布在 6 个轨道面上,各平面之间交角为 60,轨道和地球赤道的倾角为 55,卫星的轨道运行周期为 11 小时 58 分,这样可以保证在任何时间和任何地点地平线以上可以同时接收 411 颗 GPS 卫星发送出的信号。GPS 的用户部分由 GPS 接收机、数据处理软件及相应的用户设备如计算机、气象仪器等组成,其作用是
3、接收 GPS 卫星发出的信号,利用信号进行导航定位等。在测量领域,随着现代的科学技术的发展,体积小、重量轻便于携带的 GPS 定位装置和高精度的技术指标为工程测量带来了极大的方便。 2GPS 在工程测量中的实施 2.1 选点与建立标志选点应满足以下条件 点位应选在交通方便、易于安置接收设备的地方,且视场要开阔;GPS点应避开对电磁波接收有干扰的物体,如微波站、电视台、高压线、大面积水域等。 2.2 外业观测 2.2.1 天线安置 天线安置的内容包括对中、整平、定向和量测天线高。进行静态相对定位时,天线应架设在三角架上,并安置在标志中心的上方直接对中,天线基座上的圆水准气泡须居中。定向是使天线的
4、定向标志线指向正北,定向误差一般3-5。天线高是指天线的相位中心至观测点标志中心的垂直距离。 2.2.2 观测作业 观测作业的主要任务是捕获 GPS 卫星信号对其进行跟踪、接收和处理,以获取所需的定位信息和观测数据。天线安置完成后,将 GPS 接收机安置在距天线不远的安全处,接通接收机与电源、天线的连接电缆,经检查无误后,在约定的时间打开电源,启动接收机进行观测。 2.2.3 观测记录 观测记录的方式一般有两种:由接收机自动形成,并保存在接收机存储器中供随时调用和处理;测量手簿,由观测人员填写。观测记录是GPS 定位的原始数据,也是进行后续数据处理的唯一依据,必须要真实、准确。 2.3 成果校
5、核与数据处理 观测成果应进行外业校核,这是确保外业观测质量和实现预期定位精度的重要环节。观测任务结束后,必须及时对观测数据的质量进行校核,对于外业预处理成果,要按规范要求严格检查、分析,以便及时发现不合格成果,并根据情况采取重测或补测措施。成果校核无误后,即可进行内业数据处理。内业数据处理过程大体可分为:预处理,平差计算,坐标系统的转换或与已有地面网的联合平差。 3GPS 在工程测量实施中的注意事项 （1）开机后必须等卫星跟踪灯慢闪,表示正在跟踪 4 颗或 4 颗以上卫星后才可以按下数据存储键。 （2）数据存储灯开始会长亮表示正在存储,然后慢闪表示已存储够快速静态数据;需要注意的是外业观测过程
6、中应时常注意查看数据存储灯和电池 LED 指示灯,如果数据存储灯快闪表示正在存储但数据快满,灯熄表示停止存储,数据 PC 卡已满;电池 LED 指示灯绿色表示正在使用,黄色表示正待用,常亮表示够用,绿灯慢闪表示低电,黄灯慢闪表示坏的,灯关闭表示无电。 （3）外业观测后应及时导出所测数据,删除多余数据并为第二天留出记录空间。 （4）GPS 仪器的选用要选择精度不低于基线精度 5mm+110-6、高程精度 10 mm+210-6,性能较为稳定且受外界环境因素影响小的 GPS。 （5）GPS 高程测量观测时要充分考虑影响GPS 测量精度,诸如 GPS 图形结构、电离层影响、正确量取天线高等因素。最大
7、程度地减少误差影响。 （6）外业实施过程中,要经常连测一些已知水准点,随时进行高程比较,以避免气候等不确定因素引起的观测数据粗差。（7）GPS 高程测量虽然经过科学的数据处理可以保证精度满足需要,但由于搜集或建立测区重力成果,数字高程模型,重力场模型等资料不是一件轻而易举的事情,况且 GPS 高程测量数据经过处理才能达到相应等级的高程精度,再者相关规范也无明确规定,所以建议在生产中应有选择地使用GPS 高程测量技术。 5 结束语 综上所述，GPS 定位系统应用于工程测量中，具有无需通视、定位精度高、观测时间短、可全天候工作、可提供三维坐标及操作简单等优点，大大提高了工作效率，保证了工程测量的精度。目前，随着卫星定位服务系统（CORS）的建立和 GPS 软硬件的不断更新，GPS 定位系统在工程测量中有着广阔的应用前景，为工程测量质量提供了有利的保障，具有明显的经济和社会效益。 参考文献： 1管国斌. 对中小城镇 GPS 控制网中几个问题的探讨J.浙江测绘,2003(2). 2刘大杰. 全球定位系统 (GPS) 的原理与数据处理M.上海:同济大学出版社,1996. 3北京市测绘设计研究院. CJJ7397.全球定位系统城市测量技术规程S.北京:中国建筑工业出版社,1997.
