基于GPS的工程控制测量应用分析

文/夏青海 威海市百慧工程测绘有限公司 山东威海 264211

控制网作为基础设施体系的核心组成部分，在地形测绘、矿产边界勘查等方面发挥着关键性作用，基于控制测量网的技术优势，文章以GPS技术作为切入点，从多个层面出发，探讨GPS在工程测量控制中应用的基本方法，以期不断提升工程测量控制的水平，推动工程控制网的完善。

1、GPS技术原理

对GPS技术原理的全面梳理，引导工程测量技术人员从整体上认识GPS技术的原理以及应用流程，为相关技术活动的开展提供理论支持。

GPS由多颗空间卫星组成，涵盖空间卫星、地面监控系统共以及GPS信号接收机等几大部分，与传统的定位技术相比，GPS定位精确度高、周期较短、环境适应能力强，现阶段被广泛应用于导航、定位以及地面高层测定等方面[1]。在实际使用的过程中，借助于L波段的载波不断向用户发射信号，完成空间定位工作。用户通过使用客户端进行卫星信号的接受以及处理，同时在相关软件的支持下，完成对网平差等数据的分析，构建空间三维坐标，为用户提供更为便利的定位服务。GPS在工程中的应用，凭借其空间定位优势，实现工程控制测量的有效性与高效性。

2、工程GPS控制测量模式选择

为确保GPS技术的环境适应能力，切实满足工程控制测量工作的相关要求，构建完备的工程控制测量网络。技术人员需在明确GPS技术原理以及应用方法的基础上，进行GPS控制测量模式的梳理，强化GPS技术的实用性。

2.1 常规静态测量

工程GPS常规静态测量在实践环节，采取两台GPS接收装置，将两种设备分别放置于基线的两个端点，并且同步使用4颗以上的空间卫星，在45分钟的时间周期内，对选定区域进行测量。常规静态测量的精度可达到5mm+1ppm，这种定位较为准确，是现阶段较为主流的区域性大地控制网络，较好地满足现阶段GPS控制测量的相关要求，有效增强工程控制测量的有效性。

2.2 快速静态测量

快速静态测量模式是在现有测站上安置GPS接受装置，将其作为基站，并进行卫星的持续性追踪，在测量过程中，技术人员可根据不同的需求，确定测量周期，实现快速静态处理。

3、基于GPS的工程控制测量应用分析

在明确相关技术原理的基础上，以科学性原则、实用性原则为框架，积极探讨GPS技术在工程控制测量中的应用方法。

3.1 起算点的合理选择

以某工程控制测量为例，在起算点选择过程中，检索不同时期的控制测量档案，获取相关数据信息，此基础上，以《全球定位系统测量规范》以及《工程测量规范》等技术标准为依据，调整初步确定的工程控制测量起算点，使得工程控制测量网络的关键点得以确定，为后续工程控制测量精度以及各项控制测量模式的应用奠定坚实基础[2]。

图1 某工程GPS控制网示意图

如图1所示，某工程控制网形中选取E01、E02、X04为起算点，共计布设11个GPS控制点，其中静态控制点网形由E01-EO6构成，其余JM07-JM11为采用快速静态方式观测的工程动态控制点；点位均布设于稳固的地区，便于后期保存与利用。

3.2 GPS精度控制

GPS在工程控制测量网络构建过程之中，应当着眼于起算点选择的结果，依托于GPS技术的优势，对整个测量精度进行控制，确保测量精度保持在合理的区间范围内，为相关控制测量工作的开展提供加大的便利。从过往情况来看，考虑到工程边界勘查以及定位工作的客观要求，在精度控制环节，应当对测量点水平分量、垂直分量以及相对精度进行明确，例如水平分量的静态测量精度应当低于5mm，垂直分量精度应当小于10mm，而对于快速静态方式控制点，其水平与垂直精度控制为2cm、3cm，并采用多次独立观测求解均值的方式，切实满足工程控制测量网络构建的相关要求。

3.3 控制测量方案的优化

以上述工程控制测量工作为例，GPS布网方案优化，应根据相关控制测量要求，采取边联式网形，以确保整个控制测量的有效性。在完成测量点选择工作完成之后，实地踏勘布设相应点位，以确保控制测量的实用性，客观准确地反映出工程测量的实际情况。

在观测环节，采取静态定位观测的方式，进行同步观测数据采集，数据采集时段按E级GPS要求不得低于40min，在业外观测过程之中，应当对测站名、时段号以及天线等数据进行记录，为相关控制测量工作的开展提供必要的外业资料支持；快速静态加密控制测量时，独立观测两次，每次30秒以上，以两次较差平面不高于2cm、高程不大于3cm为限，求解均值作为动态加密点的真值。

工程控制测量在使用GPS技术的过程中，除了需进行起算点合理选择以及精度控制之外，还应当结合实际情况，进行控制测量布网方案的优化调整。在优化环节，可从布网优化、测量坐标系建设、贯彻方法以及平差计算等层面出发，确保控制测量方案的实用性。

结语：

伴随现代网络CORS技术的发展，以市域、省域为范围建设的连续运行多基准站网络，逐步淡化了分级布网、逐级控制的控制测量网络建设，为多维度、多尺度、高等级无缝测绘，为矿山控制测量、工程地形测绘、资源开采监测，提供了新的技术手段，本文在分析GPS技术原理的基础上，探究GPS在工程控制测量中应用的主要方法，构建起完整的控制测量模式，为后续实践工作的开展提供参考。