1、 GPS 技术在工程测量中的应用摘要：工程测量技术与国民经济建设和国防建设息息相关，发挥着重要的作用。作为一种成熟的测量手段，gps 在工程测量中的应用极大的促进了测量工作发展，是推动工程测量工作效率和质量提高的重要因素。本文简述了 gps 的基本结构和测量原理，总结了 gps 用于工程测量所具有的特点，介绍了 gps 在工程测量中的应用前景。关键词：工程测量 gps 的应用技术abstract: the engineering survey technology and the development of national economy and national defense cons
2、truction are closely related, played an important role. as a kind of mature measurement method, the gps in the measurement of the engineering application has promoted the measurement work development, is to promote engineering measure the work efficiency and improve the quality of the important fact
3、ors. this paper describes the basic structure and gps measuring principle, summarizes the gps used in engineering measurement has the characteristics, this paper introduces the gps in the measurement of the engineering application prospect.keywords: engineering measurement gps application technology
4、引言全球定位系统(global positioning system，简称 gps)是美国从 20 世纪 70 年代开始研制的用于军事部门的新一代卫星导航与定位系统。gps 是以卫星为基础的无线电卫星导航定位系统，它具有全能性、全球性、全天候、连续性和实时性的精密三维导航与定位功能，而且具有良好的抗干扰性和保密性。因此，gps 技术转入民用后，率先在测量领域得到广泛应用。1gps 简介gps 主要由空间卫星星座、地面监控站及用户设备三部分构成。1.1gps 空间卫星星座由 2l 颗工作卫星和 3 颗在轨备用卫星组成。24 颗卫星均匀分布在 6 个轨道平面内，轨道平面的倾角为 55；卫星的平均高
5、度为 20200km，运行周期为 11 小时 58 分。卫星用 l波段的两个无线电载波向广大用户连续不断地发送导航定位信号，导航定位信号中含有卫星的位置信息，使卫星成为一个动态的已知点。在地球的任何地点、任何时刻，在高度角 15以上，平均可同时观测到 6 颗卫星，最多可达到 9 颗。1.2gps 地面监控站主要由分布在全球的一个主控站、三个注入站和五个监测站组成。主控站根据各监测站对 gps 卫星的观测数据，计算各卫星的轨道参数、钟差参数等，并将这些数据编制成导航电文，传送到注入站，再由注入站将主控站发来的导航电文注入到相应卫星的存储器中。1.3gps 用户设备由 gps 接收机、数据处理软件
6、及其终端设备(如计算机)等组成。gps 接收机可捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号，跟踪卫星的运行，并对信号进行交换、放大和处理，再通过计算机和相应软件，经基线解算、网平差，求出 gps 接收机中心(测站点)的三维坐标。2 影响 gps 成果的若干因素gps 控制测量在平面控制联测、线路野外控制等许多方面上的优势非常显著,在控制测量中常采用的作业模式是静态和快速静态定位，通过工程实践，我们发现 gps 作业面临的主要问题是：怎样保证联测精度的稳定、提高外业的工效，充分发挥 gps 作业的高效、精确、快捷等优点。为此需要在联测起始点、gps 布网、观测时间等方面入手分析。起始点的情
7、况主要含点位本身精度和点位的分布两种因素，起始点的问题会直接在 gps 网的平差结果中表现出来。由于我国的国家控制点布设的时间较久，在许多地区破坏严重，有些又被不同的单位恢复或更新，另外实际应用中除利用国家控制点外，往往须用到军控点或地矿、煤田等系统所布设的控制点，有时还须用地方城建点等，不同等级或分属不同区域的控制点间，以及由不同单位布设的控制点问可能存在较大的误差，会对 gps 控制网的精度产生不利影响。gps 布网主要包括网形设计和观测计划制定,构成优化的解算图形，同时应考虑提高成果可靠性,防止粗差。gps 网观测时应有异步独立观测环或符合线路,构成异步环的边数不宜太多，但环的数量不能太
8、少，大量增加异步环会使作业计划复杂，延长工期，影响工效，因此应研究合理的独立观测环数。网形一旦设计完成，就要参考最新的星历预报制定严密的作业计划，使工作有条不紊开展，这是提高工效的重要环节。观测时间的长短直接影响基线解算效果。gps 作业通过对某条基线一定时间内采集到的卫星数据进行解算，求出卫星信号的整周未知数(模糊度)，如果参加计算的数据量不足以确定出信号的整周未知数,则基线解算失败。另外， “周跳”也会对解算成果造成不良影响，由于地球电离层,噪音等因素对卫星信号的干扰，会使信号的整周数产生异常的波动，随着观测时间的延长， “周跳”产生的机率越大，如果 gps 在观测和计算中不能及时发现并剔
9、除“周跳” ，会对数据处理和成果精度造成影响。3gps 技术测量的特点3.1 gps 测量在进行线路测量时不受天气的影响。gps 测量采用的是卫星定位原理，在进行观测工作时，可以在任何时间、任何地点连续地进行，在视线不佳的天气或夜间都可以，这是光学测量仪器所无法比拟的。3.2gps 测量大大提高了在输电线路高程测量时的工作效率，简化了测量程序，缩短了测量时间。3.3gps 测量对测量的数据具有存储功能，测量结束后通过绘图软件可以直接生成平面图和断面图，减小了绘图的工作量，提高了工作效率。3.4gps 控制网选点灵活，布网方便，基本不受通视、网形的限制，特别是在地形复杂、通视困难的测区，更显其优
10、越性。但由于测区条件较差，边长较短（平均边长不到 300 m） ，基线相对精度较低，个别边长相对精度大于 110 000。因此，当精度要求较高时，应避免短边，无法避免时，要谨慎观测。3.5 gps 测量基本实现了自动化、智能化，且观测时间在不断减少，大大降低了作业强度，观测质量主要受观测时卫星的空间分布和卫星信号的质量影响。但由于个别点的选定受地形条件限制，造成树木遮挡，影响对卫星的观测及信号的质量，经重测后通过。因此，应严格按有关要求选择基站位置，择最佳时段观测，并注意手机、步话机等设备的使用。4gps 技术在工程测量中的应用20 世纪 80 年代以来，随着 gps 定位技术的出现和不断发展
11、完善，使测量定位技术发生了革命性的变革，为工程测量提供了崭新的技术手段和方法。长期以来用测角、测距、测水准为主体的常规地面定位技术，正在逐步被以一次性确定三维坐标的、高速度、高效率、高精度的 gps 技术所代替，同时定位范围已从陆地和近海扩展到海洋和宇宙空间，定位方法已从静态扩展到动态，定位服务领域已从导航和测量领域扩展到国民经济建设的广阔领域。在我国 gps 定位技术的应用已深入各个领域，国家大地网、城市控制网、工程控制网的建立与改造已普遍地应用 gps 技术，在石油勘探、高速公路、通信线路、地下铁路、隧道贯通、建筑变形、大坝监测、山体滑坡、地震的形变监测、海岛或海域测量等也已广泛的使用 g
12、ps 技术。随着 dgps 差分定位技术和 rtk 实时差分定位系统的发展和美国 as 技术的解除，单点定位精度不断提高，gps 技术在导航、运载工具实时监控、石油物探点定位、地质勘查剖面测量、碎部点的测量与放样等领域将有广泛的应用前景。5 结束语作为一种高精度定位技术， gps 技术应用于工程测量是外业勘测的一项重大技术革命，其应用及开发的前景十分广阔。其实时动态（rtk）定位技术已经十分成熟，应用于工程测量各种领域。目前，利用 vrs 技术作为核心实时差分解算技术，并结合精化大地水准面数据建立连续运行参考基准站，可提供高精度的实时定位服务，这种新的 gps 作业模式极大地提高了野外工作效率。相信在将来还会有更好 gps 新技术、新方法应用到测绘领域，发挥更大的作用。
