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【摘要】GPS是在现代科学发展中随之兴起的一种先进的导航定位技术。GPS测量较之传统的测量技术具有速度快、效率高、精度高等优势，并在工程测量中占据着越来越重要的地位。本文根据笔者多年来的实践工作经验.就GPS技术在工程测量中的有效应用展开探讨。
【关键词】全球定位；GPS技术；工程测量
1、GPS概述
利用GPS定位卫星，在全球范围内实时进行定位、导航的系统，称为全球卫星定位系统，简称GPS。GPS是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统。其主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务，并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的，是美国独霸全球战略的重要组成。经过20余年的研究实验，耗资300亿美元，到1994年3月，全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座已布设完成。
2、GPS测量技术现状及发展前景
GPS是由美国国防部研制建立的一种具有全方位、全天候、全时段、高精度的卫星导航系统，能为全球用户提供低成本、高精度的三维位置、速度和精确定时等导航信息，是卫星通信技术在导航领域的应用典范，它极大地提高了地球社会的信息化水平，有力地推动了数字经济的发展。
GPS技术给测绘界带来了一场革命。利用载波相位差分技术（RTK），在实时处理两个观测站的载波相位的基础上，可以达到厘米级的精度。与传统的手工测量手段相比，GPS技术有着巨大的优势：测量精度高；操作简便，仪器体积小，便于携带；全天候操作；观测点之间无须通视；测量结果统一在WGS84坐标下，信息自动接收、存储，减少繁琐的中间处理环节。当前，GPS技术已广泛应用于大地测量、资源勘查、地壳运动、地籍测量等领域。
3、GPS技术在工程测绘中的应用
3.1 GPS测量技术
与常规测量方法相似，GPS测量过程也大致分3个阶段：技术设计、外业观测及成果处理。但由于GPS测量相对常规测量有明显的优势，比如，利用多台接收机同时对卫星进行同步观测，不要求测站之间通视；GPS全天候测量，不受天气影响；观测时间短、数据量大，数据处理速度快，成果精度高等。
3.2GPS动态定位
实时动态定位技术，就是以载波相位观测的实时差分技术，它是GPS测量技术的延伸与突破。对工程的施工及后期维护工作都有重要的意义。动态定位可分为动态绝对定位和动态相对定位。在GPS测量中，如静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度，而RTK（Real-time kinematic）实时差分足位是一种能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法，它的出现极大地提高了野外作业效率。采用RTK测量在工程勘测阶段可以完成地形测绘、控制网的布设、施工放样、变形监测等工作。而且整个测量过程中不要求控制点通视，受外界环境干扰少。
3.3工程控制网中的运用
工程控制网关系到整个工程施工及竣工的关键所在，工程的质量、工程的进度都离不开控制网。测量控制网的精度不是相对的，不同的工程对控制网的要求也不同。边角网是传统控制网的方法之一，它是以三角形为基本图形的网，图形简单，比较容易发现错误，便于计算，但是受外界环境影响比较大，布网困难大；进入20世纪90年代，随着GPS定位技术的引进，许多工程测量单位开始用GPS布设控制网。GPS相对定位精度，在几十公里的范围内可达1/100000—1/200000，完全满足《城市测量规范》的精度要求（二等最弱边相对精度1/300000）。相对传统控制网，GPS控制网的主要优势有：控制点的选择受限制少、定位精度高、观测时间短、数据处理速度快，但是GPS控制网的在高程测量方面略有瑕疵。
3.4海洋工程测量
海洋工程测量的目的是建立海底测量控制网、海上定位和测探技术，水位的潮汐改正以及海底地形图测绘。
水上定位由于待测船位是运动的、实时的，不可能像陆地测量那样多测回重复测量，但在水上定位的坐标基准在陆地。运用GPS进行高精度动态测量已成为国内外一个重要研究方向。在国内海上测量大比例尺近海水下地形測量时，必须使用动态差分GPS技术进行相对定位。
测量时将GPS接收机与测深仪组合，前者进行定位测量，后者同时进行水深测量。利用便携机记录观测数据，并配备一系列软件和绘图仪硬件，便可组成水下地形测量自动化系统。当天所测数据只用1—2h就可以处理完毕，并可及时绘出水下地形图、测线断面图、水下地形立体图等。我国水下工程的发展速度越来越快，水下测量的重要性也不言而喻。
4、工程GPS测量的流程
与常规测量方法相似，工程GPS测量过程也大致分三个阶段：
4.1技术设计
技术设计一般包含选点、布设控制网、观测。
点位的选择应在顾及测量任务及GPS测量特点前提下进行，点位应交通方便、便于通讯联系；点位周边空旷，远离电磁、电力场；选择一点数量的水准点和平面点作为GPS点以便进行坐标转换，这些点应均匀分布在测区的中央和边缘。
GPS网的扩展和延伸是通过同步图形直接的连接进行的，其方式一般有点连式、边连式和网连式。不同的连接方式将有不同的网形结构。如果测区内含有不同等级点，可统一考虑，但不同等级点的观测时间、基线长度以及连接方式不同。
在工程测量中，GPS测量方法主要采用静态观测法，有时也应用快速静态观测法。为消除电离层延迟影响，应采用双频接收机，在短边情况下，也可采用单频接收机。但是这些接收机应具有同时跟踪4颗以上卫星的能力。
4.2外业观测技术
固定测站点坐标的获取。由伪距单点定位法取得的坐标精度一般只有50M左右，通过分析认为，固定点水平坐标误差主要影响点的高程精度，这项附加误差的大小与基线长度成正比，且与基线方位有关；固定点高程误差主要影响基线的水平分量精度，甚至在转换坐标时会影响点的相对位置。因此，选取和测准GPS网中固定点的坐标要严格按照测绘规范要求实施。
4.3 GPS定位数据的处理
GPS定位时，数据处理较常规测量数据处理有许多明显的特点。例如，待处理的数据量大，数据种类多，过程复杂，方式多样。由于随机软件功能齐全，自动化程度高，我们可以获取三维坐标差及其方差——协方差阵等，最后可进行GPS网或GPS网同地面网联合平差，得出我们所需要的成果。
结语：
综上所述，GPS测量技术在工程测量中的应用极大地提升了工程建设的工作效率、加快了工程的进度、提高了工程的测绘质量。由于GPS测量技术的先天优越性，使它越来越受当代测绘人的追捧，这也对测量技术人员有了更高的要求，要求技术人员通过努力学习提高自身的专业知识，跟上社会发展的步伐，适应社会前进的脚步，利用GPS测量技术在工程测量中的应用，促进我国工程建设的快速发展。
【关键词】全球定位；GPS技术；工程测量
1、GPS概述
利用GPS定位卫星，在全球范围内实时进行定位、导航的系统，称为全球卫星定位系统，简称GPS。GPS是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统。其主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务，并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的，是美国独霸全球战略的重要组成。经过20余年的研究实验，耗资300亿美元，到1994年3月，全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座已布设完成。
2、GPS测量技术现状及发展前景
GPS是由美国国防部研制建立的一种具有全方位、全天候、全时段、高精度的卫星导航系统，能为全球用户提供低成本、高精度的三维位置、速度和精确定时等导航信息，是卫星通信技术在导航领域的应用典范，它极大地提高了地球社会的信息化水平，有力地推动了数字经济的发展。
GPS技术给测绘界带来了一场革命。利用载波相位差分技术（RTK），在实时处理两个观测站的载波相位的基础上，可以达到厘米级的精度。与传统的手工测量手段相比，GPS技术有着巨大的优势：测量精度高；操作简便，仪器体积小，便于携带；全天候操作；观测点之间无须通视；测量结果统一在WGS84坐标下，信息自动接收、存储，减少繁琐的中间处理环节。当前，GPS技术已广泛应用于大地测量、资源勘查、地壳运动、地籍测量等领域。
3、GPS技术在工程测绘中的应用
3.1 GPS测量技术
与常规测量方法相似，GPS测量过程也大致分3个阶段：技术设计、外业观测及成果处理。但由于GPS测量相对常规测量有明显的优势，比如，利用多台接收机同时对卫星进行同步观测，不要求测站之间通视；GPS全天候测量，不受天气影响；观测时间短、数据量大，数据处理速度快，成果精度高等。
3.2GPS动态定位
实时动态定位技术，就是以载波相位观测的实时差分技术，它是GPS测量技术的延伸与突破。对工程的施工及后期维护工作都有重要的意义。动态定位可分为动态绝对定位和动态相对定位。在GPS测量中，如静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度，而RTK（Real-time kinematic）实时差分足位是一种能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法，它的出现极大地提高了野外作业效率。采用RTK测量在工程勘测阶段可以完成地形测绘、控制网的布设、施工放样、变形监测等工作。而且整个测量过程中不要求控制点通视，受外界环境干扰少。
3.3工程控制网中的运用
工程控制网关系到整个工程施工及竣工的关键所在，工程的质量、工程的进度都离不开控制网。测量控制网的精度不是相对的，不同的工程对控制网的要求也不同。边角网是传统控制网的方法之一，它是以三角形为基本图形的网，图形简单，比较容易发现错误，便于计算，但是受外界环境影响比较大，布网困难大；进入20世纪90年代，随着GPS定位技术的引进，许多工程测量单位开始用GPS布设控制网。GPS相对定位精度，在几十公里的范围内可达1/100000—1/200000，完全满足《城市测量规范》的精度要求（二等最弱边相对精度1/300000）。相对传统控制网，GPS控制网的主要优势有：控制点的选择受限制少、定位精度高、观测时间短、数据处理速度快，但是GPS控制网的在高程测量方面略有瑕疵。
3.4海洋工程测量
海洋工程测量的目的是建立海底测量控制网、海上定位和测探技术，水位的潮汐改正以及海底地形图测绘。
水上定位由于待测船位是运动的、实时的，不可能像陆地测量那样多测回重复测量，但在水上定位的坐标基准在陆地。运用GPS进行高精度动态测量已成为国内外一个重要研究方向。在国内海上测量大比例尺近海水下地形測量时，必须使用动态差分GPS技术进行相对定位。
测量时将GPS接收机与测深仪组合，前者进行定位测量，后者同时进行水深测量。利用便携机记录观测数据，并配备一系列软件和绘图仪硬件，便可组成水下地形测量自动化系统。当天所测数据只用1—2h就可以处理完毕，并可及时绘出水下地形图、测线断面图、水下地形立体图等。我国水下工程的发展速度越来越快，水下测量的重要性也不言而喻。
4、工程GPS测量的流程
与常规测量方法相似，工程GPS测量过程也大致分三个阶段：
4.1技术设计
技术设计一般包含选点、布设控制网、观测。
点位的选择应在顾及测量任务及GPS测量特点前提下进行，点位应交通方便、便于通讯联系；点位周边空旷，远离电磁、电力场；选择一点数量的水准点和平面点作为GPS点以便进行坐标转换，这些点应均匀分布在测区的中央和边缘。
GPS网的扩展和延伸是通过同步图形直接的连接进行的，其方式一般有点连式、边连式和网连式。不同的连接方式将有不同的网形结构。如果测区内含有不同等级点，可统一考虑，但不同等级点的观测时间、基线长度以及连接方式不同。
在工程测量中，GPS测量方法主要采用静态观测法，有时也应用快速静态观测法。为消除电离层延迟影响，应采用双频接收机，在短边情况下，也可采用单频接收机。但是这些接收机应具有同时跟踪4颗以上卫星的能力。
4.2外业观测技术
固定测站点坐标的获取。由伪距单点定位法取得的坐标精度一般只有50M左右，通过分析认为，固定点水平坐标误差主要影响点的高程精度，这项附加误差的大小与基线长度成正比，且与基线方位有关；固定点高程误差主要影响基线的水平分量精度，甚至在转换坐标时会影响点的相对位置。因此，选取和测准GPS网中固定点的坐标要严格按照测绘规范要求实施。
4.3 GPS定位数据的处理
GPS定位时，数据处理较常规测量数据处理有许多明显的特点。例如，待处理的数据量大，数据种类多，过程复杂，方式多样。由于随机软件功能齐全，自动化程度高，我们可以获取三维坐标差及其方差——协方差阵等，最后可进行GPS网或GPS网同地面网联合平差，得出我们所需要的成果。
结语：
综上所述，GPS测量技术在工程测量中的应用极大地提升了工程建设的工作效率、加快了工程的进度、提高了工程的测绘质量。由于GPS测量技术的先天优越性，使它越来越受当代测绘人的追捧，这也对测量技术人员有了更高的要求，要求技术人员通过努力学习提高自身的专业知识，跟上社会发展的步伐，适应社会前进的脚步，利用GPS测量技术在工程测量中的应用，促进我国工程建设的快速发展。