工程测量中GPS技术应用及其精度

田　强（利川市城镇规划设计研究院，湖北利川445400）

工程测量中GPS技术应用及其精度

田强（利川市城镇规划设计研究院，湖北利川445400）

随着我国工程建设的不断发展，现代工程建设也是日益多元化，为了顺应多元化需求，工程测量技术也在快速的发展和创新。GPS技术作为一种非常重要的工程测量手段，具备有很多的优势，如精度高、易操作、效率高，已经在工程建设中获得了非常广泛的应用。本文主要分析了工程测量中GPS技术的具体应用及其应用精度，说明了其在建筑工程测量中的重要应用价值，结合实践经验提出了一些提升测量精度的建议，以供参考。

工程测量；GPS技术；应用；精度

引言

GPS测量技术具备非常多的优势，如精度高、效果好、易操作等，已经在现代工程测量中获得了非常广泛的应用，已然成为现代工程测量过程中不可或缺的组成部分，通过GPS测量技术的使用大大促进了现代工程测量的智能化、自动化以及规模化发展。以下针对我国现代工程测量中GPS测量技术的具体应用状况进行综合分析。

1　工程测量中GPS技术的应用

1.1地形、地籍以及房地产测量中的应用

因为城市、矿区等不同的项目工程在进行规划及建设管理的时候要求的地图具有不同的比例尺，所以需要针对地形进行测量。进行地籍房地产测量的时候则侧重于土地权属界址点精确位置的界定，同时还需要为土地及房产管理提供具有较大比例尺的平面图，并测量计算房屋面积。在对上述项目进行测量时GPS测量技术在其中发挥着不可替代的作用。应用GPS技术可以加快各个待测点的三维坐标测量速度，同时所得数据结果通常精度较高。再结合近几年发展起来的RTK测量技术，RTK测量技术的使用条件非常宽泛，基本没有限制，对于基准控制点数目没有要求，即便是可以使用的基准控制点非常少同样能够完成测量工作。在观测界址点、地物点以及地形点坐标的时候，不需要布置任何级别的控制点就能够进行精确快速测量。另外，该技术还可以将各级控制点不同比例尺电子地图一次性全部绘制完成。与静态、快速静态以及动态测量相比较而言，RTK技术不需要对数据进行后续处理便能够得到厘米级精度，在野外测量过程中便可以实时获得高精度结果。

1.2城市测量中的应用

随着我国城市化进程的深入推进，我国的城市规模的迅速扩张，城市工程测量也随之获得了较快发展。城市工程测量中具备与地形、地籍以及房地产测量不同特征，在实施城市工程测量时，必须首先实施测量。因为城市测绘工作所必须的之有关的基础资料以及高等级控制点等都必须通过大地测量才可以得到。之后把所得资料与GPS测量技术进行结合，通过对城市建设及规划管理的工程测量成图、成果的测量就可以建立工程控制网和城市控制网。但是在通过GPS技术来测量城市工程时必须要严格遵循《全球定位系统测量规范》以及有关设计技术要求，再结合卫星运转到所测量城市上空的准确时间来制定城市测量方案。通常每个观测点设站应该不得少于2次，观测时长大约在30～60min范围内，尽量在白天进行观测。许多沿海城市，其在发展过程中需要不断的扩大城市规模并实施城市建设，这就要求实施大规模围垦建设。因为围垦工程距离岸边较近，在受潮汐作用的影响严重的施工点数目比较多，另外，还有很多施工项目是要求在水上进行作业的，在这样场合传统测量技术很难发挥作用，通过GPS测量技术可以很好的解决该问题。

1.3矿山测量中的应用

由于工程测量中自然环境对于GPS测量技术基本没有影响。所以其可在矿山测量中发挥极其重要的作用。在进行地形测量，矿区控制点加密及钻孔剖面点、探井、探槽、取样钻孔、坑口、近井点、地质点、坑口位置点的坐标放样以及求测，地质填图，工程作业调度等方面GPS RTK测量技术所发挥的作用是不言而喻的。

1.4路线、桥、隧勘察中的应用

GPS RTK测量技术的问世使得公路测量模式得到了彻底改变。该技术不但具备GPS测量技术的易操作、高效性、精准性等特征，同时还可以实时测量所在空间位置的三维坐标，及时获得所需要的测量结果，能够直接实施实地实时放样、点位测量、中桩测量等，对于路线、桥、隧的勘察而言非常适用。

2　工程测量中GPS技术精度分析

GPS技术能够在导航时锁定运动目标的速度以及三维坐标，通过多种方式对高程及平面实施测量。所以GPS测量精度与常规方法相比较而言要高很多。然而由于各种因素的影响，GPS测量其精度还是会出现不稳定的状况，下面主要针对这些因素进行分析：

2.1GPS卫星对测量精度的影响

GPS测量技术主要就是基于GPS卫星的定位功能来进行测量，所以GPS测量技术其测量精度直接受到GPS卫星定位精准度的影响。但是现阶段所采取的单点定位方式会使得卫星星历提供的的测量结果和卫星实际所处位置存在差异，进而引起误差。该误差的存在通常会直接影响GPS测量精度，所以需要通过区域性的GPS跟踪网来跟踪确定GPS卫星轨道。因为单点定位具有较低的精度，无法获得GPS测量需要的高精度要求，所以应该不再考虑卫星轨道误差，而应该直接以导航电文所得到的卫星轨道作为基准，此外还应该保持跟踪站地心坐标精度，卫星在运行过程中外界摄动力都会影响其运行，由此产生多余复杂的卫星轨道，同时要通过加权约束基准获得5cm以上的相对坐标值。通过这样的方式就只需要针对跟踪基站实施数据分析就可以对轨道误差进行修正，将精密的星历传送给客户，进而提升GPS测量精度。

2.2接收设备对GPS测量精确度的影响

信号被接受设备接收的时候，信号的输入强度和输入方向变化都会影响相位中心位置，导致理想相位中心位置与实际相位中心位置之间出现差异，进而影响GPS测量精确度。所以在正式实施GPS测量之前首先需要对接收设备天线的稳定性和相位中心进行检查，满足要求之后才可以开始测量，只有这样才可以确保最终的测量精度。还要对接收设备野外作业性能进行检查，保证接收设备可以完全适应野外实地测量具体环境。另外，如果测程不同其精度通常也会出现变化，同一台设备在不同的时间或者不同的地点进行测量时，由于所处的环境无法确保完全一样，所以其精度也会不一样。甚至还需要考虑到频标稳定性对于结果精度的影响。这就要求充分了解并掌握接收设备的各项参数指标，在此基础上制定较为合理完善的GPS测量计划，在确保GPS测量任务的同时还可以保证测量精度。

2.3卫星信号传播对GPS测量精度的影响

卫星信号在传播的过程中会受到多方面因素的影响，如大气层的弥散特性会对信号产生折射、测站附近聚集很多反射物同样会引起折射等，直接导致传播路径出现偏差，传播速度出现改变，最终影响到GPS测量精度。所以需要采取有效措施减小电离层或者实现多路径的形式来降低误差，进而提升精度。①修正GPS测量的重要手段就是电离层模型。通过导航电文给出的电离层模型能够有效修正单频GPS接收机；②GPS精度的提升还可以通过同步观测值求差法来实现。因为卫星信号抵达各个观测站的时候具备路径相近或者介质状况相似的特征，可以通过两台接收机实施同步观测并取其差，这样可以显著降低电离层折射。③可通过双频观测实现对两个伪距的测量，根据电离层折射和信号频率特性，基于测量结果获得电离层改正数，以提升GPS测量精度。此外，在布置站点的时候需要综合考虑，比如，尽量避免将站点设置在山谷、盆地以及山坡等位置，最好是设置在距离大面积平静水面较远的位置。

3　结束语

GPS测量技术由于具备精度高、易操作、效率高等诸多优点，已然成为现阶段工程测量中作为关键的技术手段之一，已经获得了非常广泛的应用，甚至出现了更加完善的GPS RTK新技术，进一步扩大其应用前景。GPS测量技术在应用过程中的精度虽然受到GPS卫星、接收设备以及卫星信号传播等多方面因素的影响，但是利用行之有效的应对措施能够确保其测量精度。

［1］贾丽萍，赵 宇，刘钟泽.GPS技术及其在工程测量中的应用研究［J］.建筑工程技术与设计，2015（11）.

［2］李 楠.工程测量中GPS技术的应用及精度分析［J］.山东商业职业技术学院学报，2015（2）：110～112.

［3］黄 科.浅论工程测量中GPS技术的应用及精度［J］.大科技，2015（29）.

P228.4

A

2095-2066（2016）26-0117-02

2016-9-2

田 强（1985-），男，助理工程师，本科，主要从事工程测量、城市规划工作。