工程施工测量中GPS技术的应用

2015-04-10张金龙

四川水泥 2015年8期

关键词：控制点静态加密

张金龙

(铁三局北京国际工程分公司，北京市 100000)

工程施工测量中GPS技术的应用

张金龙

(铁三局北京国际工程分公司，北京市 100000)

随着测绘行业的快速发展，工程施工中对于测绘精度要求越来越高，GPS技术因为其具有高精度、自动化、适应性强的优点在工程施工测量中被广泛应用。本文将对它在工程施工测量中主要关于动态ATK和静态相对定位在控制网加密中的应用进行一定的介绍，并对GPS技术的优势进行阐述，指出它现有的不足，最后提出一定的改进措施，希望能使得工程施工测量中关于GPS的应用进一步发展。

工程施工测量；GPS技术；动态RTK；静态相对定位；控制网

GPS技术是随着现代科技的迅速发展建立起来的具有全球性、连续性、实时性、保密性等特性，并能提供精密的三维坐标的新兴卫星导航定位系统。随着GPS技术的不断成熟，在工程测绘中的应用逐渐更加广泛。本文即是对工程施工测量中GPS技术应用进行分析。

一、工程施工测量中GPS技术的应用

（一）GPS静态相对定位在控制网中的应用

GPS相对定位是利用大量的观测数据来确定整周未知数，并通过不同载波相位观测量的线性组合来进行静态定位。其操作较为简单而且其技术较为成熟，已经被大量的应用在高等级控制网中。

海外在布测GPS静态高等级控制网过程中，会对研究区的概况进行了解，例如经纬度、地形地势等。其次海外会根据控制网用途来确定控制网精度，获得足够的控制点分布。在此时，对于选取的视野开阔、地基稳定和较为操作的首级控制点布测完成后，需要加密控制点分布。海外经常采用的是常规的RTK技术来加密控制点。它多使用基准站进行计算，启动流动站，对于确定的首级控制点进行定位，进行加密控制点和后期标准坐标之间转换，最后使得加密控制点覆盖整个研究区域。

（二）GPS-RTK技术在工程施工测量中的应用

GPS-RTK技术是基于载波相位观测值，由基准站和流动站两个部分组成的实时动态差分定位技术，获取的三维坐标结果可以达到以厘米为精准度。其中，RTK技术的难点主要在于载波相位的整周模糊度确定和坐标系统准换参数的确定。

1、在施工放样中的应用

施工放样在工程施工中是很重要的应用，对于工程进展快慢具有重要影响。根据GPS-RTK技术的相关理论，在施工中只需要确定放样参数，如起点和终点坐标，曲线半径和参数，带入到RTK控制器中，便可以进行精准的施工放样。RTK技术的出现简化了放样流程，并能确保更高的精度，使得工程施工具有更多的便利。

2、在碎部测量中的应用

在工程施工中经常会遇到利于碎布数据计算的地方。在传统的测量作业中必须利用测站或其它仪器配合进行采集数据，工程量浩大并且计算很容易出错。而利用RTK技术之后，可以直接采集碎部点信息，进行特征编码，高质量快速确定地形地物的三维坐标，然后利用绘图软件成图。既节省了人力物力，还能保证速度快、不容易出错。

3、在变形监测中的应用

在建筑物的变形监测中由于其测量精度要求十分精确，传统的测绘技术已经满足不了要求，因此GPS-RTK技术得到了广泛应用。它摒弃了原来监测体积大和监测环境较为复杂的缺点，只需要将监测点分为几个时间段，强制对中，在基线长度小于4km后就可以达到标准的变形监测要求。

二、工程施工测量中GPS技术的优缺点及改正措施

（一）工程施工测量中GPS技术的优缺点

1、GPS技术的优点

相对于传统的施工测量技术来说，GPS技术占据了很大技术上的优势。首先，GPS技术由于其观测时不需要通视，并且可以灵活选点，直接进行实时实地放样、中位测量和点位测量，减少大量施工经费，使得GPS技术因为其对于复杂地形的强大的适应性，得到了广泛应用；其次，它的定位精度较高，不仅可以测量观测站平面位置，还可以测定观测站的大抵高程，满足了各种不同工程施工测量需求，并且有效减少了误差；另外，由于其图形强度系数好，还提高了测量速度，简短了观测时间；最后，由于其自动化程度高，逐渐向小型智能化发展，大部分工作已经可以自主完成，使得在人力物力上得到有效减少；其抗干扰能力强，能够全天候作业，不受刮风下雨、下雪的气候影响，这些都使得测量工作的效率得到充分提高。

2、GPS技术的缺点

GPS由于其过于依赖技术使其也具有一定的不足。例如，GPS技术在测量中由于受到环境的影响，信号传播的速度会受到影响，使其计算时候会产生误差。而且一旦接受不到信号，便会使工作受到巨大的影响。不同型号的GPS之间由于没有统一的测量标准，使得测量成果有差异，不能进行统一，使得工程施工测量出现很大的麻烦。在高程测量中，利用GPS技术不能直接获得地面点的正常高，而只能得到大地高，严重限制了GPS技术在高程测量中的应用。

（二）工程施工测量中GPS技术的改正措施

针对卫星误差，我们可以在低精度的测量中可以忽略轨道误差。在高精度测量中，如果对于误差的产生原因具有充足的了解，我们可以先建立模型，根据模型进行观测值修正来降低误差。对于轨道进行参数估计来求出系统偏差，这种改进措施可以适用于大多数工程施工测量情况。

针对空间传播误差来讲，它包括了传播延迟、对流层折射误差、多路径效应误差等。尤其是其中多路径效应误差的影响可达到厘米级，对于测量结果具有不能忽视的影响。但是空间传播误差，目前并没有良好的措施，只能选择避开较强的反射面，选择良好的接收机，以此来达到减少产生传播误差的目的。

其次，施工人员操作不当时会产生大量的操作误差。因此对于施工人员的要求一定要严格对待，加强技术规范。