黄枭昌 罗利君

（江西中煤建设集团有限公司， 江西 南昌 330001）

前工程测绘中GPS测量技术的应用探讨

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（江西中煤建设集团有限公司， 江西 南昌 330001）

近年来，随着我国科学技术的迅猛发展，GPS测量技术作为工程测绘中的一项重要的技术，具有测量的时间短、测量的精确度高及技术含量高等优点，在工程测量实践中发挥的作用也越来越重要。本文主要从GPS测量技术概述，分析了GPS测量技术在工程测绘中的应用，最后提出了工程测量中GPS测量技术应用需注意问题。

GPS测量技术；工程测绘；应用

1 GPS测量技术概述

GPS即全球定位系统，是一种基于卫星的无线电导航定位系统，它能实时准确的定位某运动目标的三维位置和速度，且精度很高，在地图测绘、建立地理信息系统、市政工程建设的测量、地震预测、地球外壳畸变等方面有广泛运用。在应用时，主要通过无线电信号，实现无线导航来提供准确的定位信息，现在已经得到多个领域的重视与应用。随着现代化科学技术的快速发展，GPS测量技术研究与应用更为成熟，具有经济快速与精度高等特点，进一步推动了测量领域与测绘领域的快速发展。GPS测量技术具有定位精度高、观测时间短、应用范围广以及操作简单等特点，与传统GPS测量技术相比，其可以全天候持续工作。在数据监测工作中，GPS卫星数目分布合理性更高，并且左右范围广泛，在监测时能够通过系统完成三维定位，对地球上任何地点、环境以及时间段内进行监测，灵活性更高。总而言之，GPS测绘技术以其高精度、操作简便、耗时短等优点被广泛应用与工程测绘中，为工程测绘的可持续发展奠定坚实的技术基础。

2 GPS测量技术在工程测绘中的应用

2.1 GPS定位技术的应用

GPS定位技术，主要结合了各种几何知识和物理知识，通过卫星以及接收装置的应用实现对物体的多角度的定位。在目前，工程测绘中的GPS技术包括了静态相对定位以及动态相对定位两种，其中静态相对定位对地面接收装置的数量要求较多，装置根据一定的方式进行排列，并进行约为45分钟的实时监测，对监测数据进行处理后即可得出所需定位数据。而对于动态相对定位，则需要在载波相对观测量的基础上进行作业，其需要设置较多的控制点，选择中点位较准确的控制点作为基本控制基站，并通过地面接收装置对物体进行实时监测。

在一般情况下，GPS技术的三维定位需要保证接收机能够同时接收四颗卫星的信号，另外对于精度要求较高的定位，则需要加大卫星的数量。GPS系统包括了24颗卫星，在水平角大于10度的情况下，GPS系统能够接收7颗卫星的信号，如果定位地势存在较多的山峦以及建筑物，卫星信号的接收会受到影响，因此需要结合惯性导航技术进行处理，从而实现正常作业。

2.2 施工临时水准点的测量

在工程测绘的水准测量中，传统的测绘方法的测量结果与水准点之间的相对距离较远，这是因为设计过程中缺乏实际预算和实地考察造成的。设计单位的水准点之间的距离一般保持在500米到1000米，在实际情况下，这个距离具有一定的难度，施工过程中需要对临时水准点进行测量和确定，一般通过GPS接收机对卫星信号进行接收，过程包括了天线的安装、接收机的操作以及观察和记录。观测需要结合观测计划进行作业，从而防止过程出现失误，提高测绘结果的准确性以及效率。

2.3 GPS外业测绘

GPS外业测绘需要选择准确的测量点，这个测量点的选择直接关系到测绘工作的准确性和工程精度。在选择测量点之前，要对测绘地区的地理位置和标架进行确定，这是GPS测绘能够有效应用于测绘区域的前提。GPS技术在测绘工作中主要依赖于开机观测和无线装置实现，相比于传统的测量工作具有较强的准确性。GPS测绘过程由于确定了观测点，需要从三个不同方位对测量设备进行固定，保证标志中心准确相对。

2.4 GPS布网

GPS测绘技术在应用的过程中，需要通过全面的布网，布网工作主要是沿着测绘工程的线路要求进行测绘。在测绘的过程中，布网工作的实现主要是利用点连接或者线连接的方式，对三交所同步图形进行发展。在针对不同的测量区域进行布网时，一般需要按照实际需要，如施工网或者信息网等不同的方式来选择布网的方式。有效的布网可以增强网络自身的强度，使得GPS可以通过控制网络自如的实现数据的测量和储存，也能保证测量结果的准确性。

2.5 实时动态测绘方法

针对某些已经经过检测点之上的新基站进行设定，同时需要安装一台GPS接收设备，便可以实现在该区域内的现场测绘。通过无线电传送的方式，可以将GPS测绘结果及时传递到信息接收站。观测现场的流动站在接收来自不同发送站的信息的同时，也可以依靠基站传输的数据进行定位，这时基准站及流动站将该数据与本身观测到的数据进行差分解算，从而得到两观测站之间的相对位置，解算出流动站所在位置的三维坐标并实时存储和输出。

3 工程测量中GPS测量技术应用需注意问题

3.1 注意测站点设置问题

测站点的选择主要是对于首级控制网的设置而言的。关于GPS测站点位置的选择，应该是挑选那些视野非常开阔的地方的。同时，测站点周围的障碍物的遮挡高度不能超过10°，且不能有相关的GPS信号反射物的存在，这样容易导致多路径出现误差的问题。对于测站点周围的环境，更是需要仔细观察，确保周围的环境是有利于发播或是传送差分改正信号的。开阔的上空是测站点位置选取必须具备的条件之一，同时成片的障碍物出现范围是不能超过10°～15°的高度角的观测范围内的。测站点周围可能会存在着电磁波干扰的情况，但是必须将此干扰范围限定在200m的范围以外，避免电磁波干扰。

3.2 注意GPS网基准点选择问题

要把GPS定位成果应用到坐标体系中，GPS网就应当和既有的GPS点进行联测，并且联测的总点数应当大于3个。点的分布和误差直接影响着GPS网的测绘精度，较大的基准点误差将会以系统误差的形式体现在观测值的残差当中，导致GPS的定位结果发生扭曲变形。所以，GPS数据处理的关键环节是选取可用的GPS网基准点。目前，国内只建成了A、B两级高精度的GPS网，由于点位密度相对较小，一直未能推广使用。因此，在进行GPS观测时，应当将国家大地点当作坐标转换时的尺度、方向和位置基准的依据进行联测。必要时还应当对进行联测的大地点做有效的检核，尽量确保基准点的精度。

3.3 注意假值问题

只有在初始化成功后解的类型不是浮点解而是固定解，利用 GPS仪器实施RTK测量才能够到达较高的精度。由于受到环境因素、处理软件等各个方面的影响，接收机的标准初始化程度容易导致平面位置出现偏差。可以采用以下方法防止假值的出现：

1）重新初始化后应当对两个已知点进行复测；

2）在观测前复测两个以上的已知点；

3）作业时观察高程值是否和实际相符合，是否有异常的高程值出现；4）在进行室内处理时，应当对高程变化异常的点进行复查。

3.4 注意基线解算问题

一般来说，基线在结算的过程中都会存在着一些问题，这些问题具体表现在以下五个方面：

1）基线的起点坐标设置不够准确。工程测量实践中，选择精确度比较高的基点作为基线的起点，或者也可以将所有基线的起点坐标全部从一个点进行衍生，这样基点坐标的误差就会存在整个基线之中。然后可以通过使用系统参数的方法，对GPS网平差进行处理，确保误差值最小化乃至没有，尽可能地精确基线的起点坐标定位。

2）GPS在观测的过程中，时间花费是比较短的。在基线的解算过程中，就需要对观测时间较短的某一颗卫星的观测数据进行删除，这样才能有效地保证基线解算的结果的准确性与精确度，确保工程测量结果的质量。

3）存在着周跳太多的问题。在工程测量的过程中，通过GPS测量技术，经常会观察到多颗卫星在同一时间出现周跳的情况，这时就需要将这个时段的观测数据删除，从而确保观测结果在质量上得以改善。

4）在基线的解算过程中，还存在着多路径效应严重的问题。由于多路径效应容易造成观测值出现误差或是残差的问题，为了改善观测值的质量，就需要对多路径效应发生比较严重的观测时段的数据进行删除工作，也可能是删除某颗卫星的观测数据。

4 结束语

综上所述，GPS测量技术不同于传统的测量技术，GPS测量技术能够显著地提高工程测量的效率和可靠性，降低测量作业的强度，将测量技术人员从实地测量工作中解放出来。但在GPS测量技术应用过程中依然存在诸多的问题需要解决，因此，广大工程测量技术人员要不断探索和总结GPS技术在工程测量实践中的运用方法，充分发挥GPS技术的应用价值。

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1007-6344（2017）10-0130-01