工程测绘中GPS定位测量技术的重要作用

赵阳+王月斌

摘 要： 伴随我国工程建设规模的不断扩大，工程测量应用也越加广泛。GPS 技术作为工程测量的重要技术之一，在严重遵循GPS 技术规范的基础上，要求相关单位在工程测量中，必须重视GPS 技术作业模式，对其性能进行全面把握，进一步研究GPS 技术，对其应用方法进行优化，只有这样才能提升工程测量的精度与效率，才能为工程建设事业的发展提供可靠的保障。

关键词： 工程测绘；GPS定位测量技术；特点

一、GPS定位系统的特点

GPS系统具有全球性、全天候、连续性、实时性导航定位及定时功能，能将精密的三维坐标、速度及时间提供给各类用户。遵循算法模型，设计了多个作业模式，如静态、快速静态与RTK等。地壳变形观测、国家大地测量等高精度测量主要选用静态作业模式；一般工程测量主要选用快速静态测量模式；GPS接收设备、无线电通讯设备、电子手薄与配套设备是RTK系统的重要组成部分，该技术的特点为操作简单、实时性强、精度高等，可以对采集数据与工程放样等需求进行最大限度地满足。

1、定位精度高

目前GPS测量基线的精度已经由过去的10 提高到1O～，而GPS静态相对定位的精度也提高到了毫米级甚至亚毫米级，尤其是高程精度也达到了毫米级。GPS实时动态定位精度也有显着性的突破，可以达到厘米级的定位精度，可以满足各种工程测量的要求。大型建筑物、构筑物变形监测，在采用特殊的观测措施、精密星历和适当的数据处理模型和软件后，平面精度可达亚毫米级，高程精度可稳定在lmm左右。

2、观测时间短

GPS 技术定位耗时较短 ，实时动态定位模式自用几秒时间就可完成流动站 1 分钟 ～5 分钟才能完成的观测 ，大大提高了測绘效率。并且 ，运用 GPS 技术的观测站间不需要通视 ，只要求观测站 15°以上空间开阔性 ，这就大大降低了观测环境与通视条件方面的限制 ，不仅缩减了测量时间及经费 ，而且使测量选点更具灵活性？

3、自动化水平高

目前我国 GPS 接收机已经趋向操作简单化、体积小型化，观测人员只要将天线整半、对中即可实现自动观测，再通过数据处理软什对数据进行即时处理并获得测点三维坐标，其他观测工作如捕获卫星、观测跟踪等都可由机器自动化完成。

4、全球全天候定位

GPS 卫星的数目较多，且分布均匀，保证了全球地面被连续覆盖，使得地球上任何地方的用户在任何时间至少可以同时观测到 4 颗 GPS 卫星，能有效保障在任何时间、任何地点实现连续观测，并不会受到天气变化的影响。

二、GPS 作业模式

1、快速静态测量。选取该测量模式，要求在每个用户站上GPS接收机能够进行静止观测。在观测应用中，与接收到的基准站同步观测数据进行整周未知数、用户站三维坐标的实时解算。当解算结果变化较为稳定，精度符合设计规定，即可完成观测。

2、动态测量。在观测工作开始前，要求流动站接收机在某个起始点进行静止观测，以此为整周未知数快速解算提供便利。初始化工作中，在各个观测站上流动接收机可对基准站同步观测数据、三维坐标等进行测量。

3、动态观测。动态测量模式需要先在某个起始点进行几分钟静止观测，以此为初始化工作提供便利。根据预定采样时间运动接收机可间隔自动观测，并对基准站同步观测数据进行同时观测，实时对采样点空间位置进行确定。该测量模式，在观测应用中，必须对观测卫星进行不间断跟踪。如出现失锁情况，必须进行几分钟静止观测，为重新初始化提供便利。

三、工程测量中GPS 技术的应用

1、工程控制网建立

作为工程建设、管理与维护的前提，工程控制网的网型、精度必须与工程项目性质、规模相符，通常情况下，工程控制网具有较小的覆盖面积及较大的点位密度，一般都会选取边角网作为其常规方式。选取GPS定位方式进行工程控制网的建立，其内容包含：工程首级控制网、变形监测控制网、工程施工控制网等，其优点为点位选择限制小、作业时间短及成本低。为达到毫米级精度，可选用载波相位静态差分技术进行控制网的建立。

2、RTK的碎部测量与放样

RTK技术是实时处理2个测站载波相位观测量的差分方法。基准站、移动站为RTK系统的重要组成部分。其工作原理为向用户发送基准站采集的载波相位，按照基准站的差分信息用户可求差解算用户的位置坐标。一般都会在地形图、地籍图测绘及平面位置施工放样等方面应用RTK技术。在碎部测量中GPS RTK技术的应用，不需要进行图根控制的建立，可对工作效率进行有效提升。作为测量的一个应用分支，放样要求利用相应方式通过仪器将认为设计好的点位标定于实地。放样施工中，RTK技术必须进行界标点的标定，才能确保测量的精度。

3、像控点测量

作为航空摄影测量外业的主要内容，像控点测量对工程测量至关重要。传统方式应进行大量导线的布设，以此对相应平高点进行测量。通过RTK技术进行测量，需在测区、测区周围高等级控制点进行基准站的架设，流动站可对各像控点平面坐标、高程进行直接测量，如像控点架设难度大，可通过间接方式进行测量。相比传统测绘方式，无需进行控制点逐级布设，相比静态GPS测量，GPS RTK技术可缩短测量工程的时间、提升测量效率。

4、GPS变形监测

桥梁、水库大坝、建筑工程地基沉降、位移等方面的监测都属于变形监测。水准测量方式为常规监测技术，主要监测地基的沉降情况。地基位移、整体倾斜监测可选取三角测量方式。选用GPS技术进行地基水平位移监测，有效提升其精度，一般控制在-2毫米到+2毫米之间，高程测量精度则控制于-10毫米到+10毫米的范围，由此可见，变形监测中GPS技术尤为重要。

四、结束语

综上所述，GPS技术作为工程测量的主要技术，其测量结果是否准确对施工质量具有重要影响作用。随着市场经济体制的不断完善，人们生活水平的不断提升，对工程测量质量有了更高地要求。在具体工作中，相关企业必须对GPS技术工程测量工作的原理进行分析，根据施工现场的具体施工情况，并结合施工现场的地形地质等情况，规范测量方式，不断提高测量技术水平，只有这样才能提升测量的准确度，才能提高其整体质量，推动企业的健康发展。■

参考文献

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[2]王春华；焦志良；；基于工程背景的RTK技术在城市控制测量中的应用研究[J]；科技资讯；2010年05期

[3]张杏针，孙建.GPS在面积测量中的应用[J].自动化应用与技术，2010（21）.