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上海千年城市规划工程设计股份有限公司 201108
摘要：随着我国社会的进步，经济的发展，工程规模的增大，工程测量的工作量越来越大，这就要求人们加快工程测量的进度、速度，同时工程规模的增大和重要性的突显，要求工程质量的提高，这就要求工程测量速度加快的同时要确保工程测量的质量。本文主要分析了工程测量中的GPS技术工程测量。
关键词：工程测量；GPS技术工程测量；优势；应用
1 GPS技术在工程测量中的特点及优势
1.1 GPS技术特点
（1）可以全天候作业，在任何时候、任何气候、任何场合下都能不间断地进行工程测量作业。
（2）测站之间无需通视，测站之间可以是高山阻隔、可以是大江大海阻断，只要是测量上空开阔便于信号的接收，则不会影响工程测量的进行和精度。
（3）定位的精度极高。一般双频GPS接收机基线解精度为5mm+1×10-6D，而红外仪标称精度为5mm+5×10-6D，GPS测量精度与红外仪相当，但随着距离的增长，GPS测量优越性愈加突出，其测量精度相对于传统光学仪器测量则精度可谓极高。
（4）观测时间短，速度极快。采用GPS布设控制网时每个测站上的观测时间一般在30～40 min左右，采用快速静态定位方法，观测时间更短。时间短，则速度极快，效率极高。
（5）直接提供三维坐标。GPS测量在精确测定观测站平面位置的同时，可以精确测定观测站的大地高程。
（6）携带便利，操作简便。GPS工程测量仪器，越来越先进，越来越小型化，越来越便于携带，其测量的自动化程度越来越高、操作越来越简便，越来越智能化，并自动记录存储有关测量成果，甚至处理相关数据。
1.2相比其他传统工程测量仪器和测量方法，GPS测量具有如下的技术优势：
（1）采用GPS 技术测设方格网，比常规方法适应性更强。
（2）GPS方格网点位精度高、误差分布均匀，不但能够满足规范要求，而且具有较大的精度储备。
（3）采用点位中误差作为方格网测量精度指标是可行的，它比用相对中误差表示精度指标更为合理。
（4）采用GPS方法布设大地控制网，因其图形强度系数高，能够有效地提高点位趋近速度。网形优化比较方便。
（5）采用GPS-RTK测设建筑方格网与常规测量法相比，效率可提高一倍以上，并能大幅度降低作业人员的劳动强度。一个参考站可有多台流动站作业，流动站不需基准站指挥，单人即可独立作业。
2 GPS技术在工程测量中的应用
在工程建设过程中，GPS技术因其优势迅速得到推广利用，具体在水利工程、海洋工程、治河工程和铁道工程建设，地质勘测、等都广泛使用GPS测量仪器进行测试。
（1）区域差分GPS系统
利用两台GPS接收机（一台具有基准站功能）就可构成差分GPS定位系统。目前应用最广的技术是伪距差分和相位平滑伪距差分，定位精度提高到±1.5m，一般作用范围为40km。这一技术已经成为差分GPS的最主要的技术手段。为了提高定位精度和保持伪距差分的可靠性，出现了准载波相位差分GPS，定位精度可达到50cm，成为1：500 大比例尺水深测图、疏浚、抛石等工程的有力手段。
（2）RBN/DGPS
这是交通部在我国沿海区域建立的无线电指向标/差分全球定位系统。整个系统由均匀分布在沿海的21个台站组成，为我国沿海提供差分GPS的24h服务，使用户在300km海域内接收差分信号，得到5-10m的定位精度。用户只要拥有一台信标GPS接收机，就可利用这一免费信号资源，进行实时差分定位。此技术正在得到大力推广。
（3）广域差分GPS系统
它是利用分布在全世界或全国各地的基准站对GPS进行连续观测，从而计算出卫星轨道改正数、卫星钟差改正数和电离层改正数。利用专用大功率电台或专用卫星将这些改正数发送给用户。用户利用这些改正数对测得的观测量进行修正，最后计算出点位坐标，精度可达到1m。这样的差分方式定位精度不受距离限制。目前，用户只要拥有一台广域差分GPS接收机就可接收香港上空Omistar卫星的广域差分信号进行精密定位，但属付费应用。
工程测量中的GPS技术的应用最为得力的是GPS—RTK技术（实时全球动态定位系统技术），其由基准站和流动站组成，建立无线数据通讯是实时动态测量的保证，其原理是取点位精度较高的首级控制点作为基准点，安置1台接收机作为参考站，对卫星进行连续观测，流动站上的接收机在接收卫星信号的同时，通过无线电传输设备接收基准站上的观测数据，随时校正坐标和测量精度。这样用户就可以实时监测待测点的数据观测质量和基线解算结果的收敛情况，根据待测点的精度指标，确定观测时间，从而减少冗余观测，提高工作效率。
GPS—RTK技术具有良好的特性：（1）实时动态显示经可靠性检验的厘米级精度的测量成果（包括高程）；（2）彻底摆脱了由于粗差造成的返工，提高了GPS作业效率；（3）作业效率高，每个放样点只需要停留2～4s，其精度和效率是常规测量所无法比拟的；（4）应用范围广，可以涵盖公路测量（包括平、纵、横），施工放样、监理、竣工测量，养护测量，建筑物变形测量，GIS（地理信息系统）前端数据采集诸多方面。
3 GPS技术在工程测量中存在的不足
（1）测量地域不空旷造成信号接收出现干扰现象，从而信息不准，造成测量一定的误差，甚至导致信号的非线性传播与影响，计算时引入一定的误差。
（2）GPS—RTK测量技术的实施过程中，必须先符合起算基准点的精度，该起算点应该为高等级的控制点，且起算基准点和观测点之间具有较好的位置关系，进行观测时，基准点的精度要经过若干个高等级控制点的连续测算、复核，要求基准点的坐标在各个方位观测情况下具有一直的精度，这个要求较高，工作量很大。
（3）在进行小型工程测量过程中，由于区域范围很小，GPS测量技术的优势得不到体现，最终还是要用传统测量方法和常规测量仪器进行联测，增大工程测量的工作量。
（4）GPS测量过程中，所选择的控制点位置的差异也会直接影响到观测点位的精度。开发的电子地图，这些电子地图相互不兼容，从而影响测量成果共享和交流等。
4 结束语
在工程测量领域中，由于GPS定位技术自身独特而强大的功能，充分显示了它在该领域实际测量工作中比常规控制测量具有更大的优越性和适应性，同时也存在一些不足，还有待于进一步研究改善来适应实际测量工作。随着该技术的飞速发展和普及，以及相关技术的应用，GPS 定位技术将在城市建设及工程测量中得到更加广泛的应用。
参考文献：
[1]王龙祥，魏仁国.建筑工程测量与实训[M].天津科学技术出版社，2013.
[2]张友银.浅谈GPS测量技术及其在工程测量运用中的特点[J].中国民居，2013（9）：307-308.
[3]王永新.GPS测量技术及其在公路施工中的应用[J].中国科技信息，2012（9）：80-82.
摘要：随着我国社会的进步，经济的发展，工程规模的增大，工程测量的工作量越来越大，这就要求人们加快工程测量的进度、速度，同时工程规模的增大和重要性的突显，要求工程质量的提高，这就要求工程测量速度加快的同时要确保工程测量的质量。本文主要分析了工程测量中的GPS技术工程测量。
关键词：工程测量；GPS技术工程测量；优势；应用
1 GPS技术在工程测量中的特点及优势
1.1 GPS技术特点
（1）可以全天候作业，在任何时候、任何气候、任何场合下都能不间断地进行工程测量作业。
（2）测站之间无需通视，测站之间可以是高山阻隔、可以是大江大海阻断，只要是测量上空开阔便于信号的接收，则不会影响工程测量的进行和精度。
（3）定位的精度极高。一般双频GPS接收机基线解精度为5mm+1×10-6D，而红外仪标称精度为5mm+5×10-6D，GPS测量精度与红外仪相当，但随着距离的增长，GPS测量优越性愈加突出，其测量精度相对于传统光学仪器测量则精度可谓极高。
（4）观测时间短，速度极快。采用GPS布设控制网时每个测站上的观测时间一般在30～40 min左右，采用快速静态定位方法，观测时间更短。时间短，则速度极快，效率极高。
（5）直接提供三维坐标。GPS测量在精确测定观测站平面位置的同时，可以精确测定观测站的大地高程。
（6）携带便利，操作简便。GPS工程测量仪器，越来越先进，越来越小型化，越来越便于携带，其测量的自动化程度越来越高、操作越来越简便，越来越智能化，并自动记录存储有关测量成果，甚至处理相关数据。
1.2相比其他传统工程测量仪器和测量方法，GPS测量具有如下的技术优势：
（1）采用GPS 技术测设方格网，比常规方法适应性更强。
（2）GPS方格网点位精度高、误差分布均匀，不但能够满足规范要求，而且具有较大的精度储备。
（3）采用点位中误差作为方格网测量精度指标是可行的，它比用相对中误差表示精度指标更为合理。
（4）采用GPS方法布设大地控制网，因其图形强度系数高，能够有效地提高点位趋近速度。网形优化比较方便。
（5）采用GPS-RTK测设建筑方格网与常规测量法相比，效率可提高一倍以上，并能大幅度降低作业人员的劳动强度。一个参考站可有多台流动站作业，流动站不需基准站指挥，单人即可独立作业。
2 GPS技术在工程测量中的应用
在工程建设过程中，GPS技术因其优势迅速得到推广利用，具体在水利工程、海洋工程、治河工程和铁道工程建设，地质勘测、等都广泛使用GPS测量仪器进行测试。
（1）区域差分GPS系统
利用两台GPS接收机（一台具有基准站功能）就可构成差分GPS定位系统。目前应用最广的技术是伪距差分和相位平滑伪距差分，定位精度提高到±1.5m，一般作用范围为40km。这一技术已经成为差分GPS的最主要的技术手段。为了提高定位精度和保持伪距差分的可靠性，出现了准载波相位差分GPS，定位精度可达到50cm，成为1：500 大比例尺水深测图、疏浚、抛石等工程的有力手段。
（2）RBN/DGPS
这是交通部在我国沿海区域建立的无线电指向标/差分全球定位系统。整个系统由均匀分布在沿海的21个台站组成，为我国沿海提供差分GPS的24h服务，使用户在300km海域内接收差分信号，得到5-10m的定位精度。用户只要拥有一台信标GPS接收机，就可利用这一免费信号资源，进行实时差分定位。此技术正在得到大力推广。
（3）广域差分GPS系统
它是利用分布在全世界或全国各地的基准站对GPS进行连续观测，从而计算出卫星轨道改正数、卫星钟差改正数和电离层改正数。利用专用大功率电台或专用卫星将这些改正数发送给用户。用户利用这些改正数对测得的观测量进行修正，最后计算出点位坐标，精度可达到1m。这样的差分方式定位精度不受距离限制。目前，用户只要拥有一台广域差分GPS接收机就可接收香港上空Omistar卫星的广域差分信号进行精密定位，但属付费应用。
工程测量中的GPS技术的应用最为得力的是GPS—RTK技术（实时全球动态定位系统技术），其由基准站和流动站组成，建立无线数据通讯是实时动态测量的保证，其原理是取点位精度较高的首级控制点作为基准点，安置1台接收机作为参考站，对卫星进行连续观测，流动站上的接收机在接收卫星信号的同时，通过无线电传输设备接收基准站上的观测数据，随时校正坐标和测量精度。这样用户就可以实时监测待测点的数据观测质量和基线解算结果的收敛情况，根据待测点的精度指标，确定观测时间，从而减少冗余观测，提高工作效率。
GPS—RTK技术具有良好的特性：（1）实时动态显示经可靠性检验的厘米级精度的测量成果（包括高程）；（2）彻底摆脱了由于粗差造成的返工，提高了GPS作业效率；（3）作业效率高，每个放样点只需要停留2～4s，其精度和效率是常规测量所无法比拟的；（4）应用范围广，可以涵盖公路测量（包括平、纵、横），施工放样、监理、竣工测量，养护测量，建筑物变形测量，GIS（地理信息系统）前端数据采集诸多方面。
3 GPS技术在工程测量中存在的不足
（1）测量地域不空旷造成信号接收出现干扰现象，从而信息不准，造成测量一定的误差，甚至导致信号的非线性传播与影响，计算时引入一定的误差。
（2）GPS—RTK测量技术的实施过程中，必须先符合起算基准点的精度，该起算点应该为高等级的控制点，且起算基准点和观测点之间具有较好的位置关系，进行观测时，基准点的精度要经过若干个高等级控制点的连续测算、复核，要求基准点的坐标在各个方位观测情况下具有一直的精度，这个要求较高，工作量很大。
（3）在进行小型工程测量过程中，由于区域范围很小，GPS测量技术的优势得不到体现，最终还是要用传统测量方法和常规测量仪器进行联测，增大工程测量的工作量。
（4）GPS测量过程中，所选择的控制点位置的差异也会直接影响到观测点位的精度。开发的电子地图，这些电子地图相互不兼容，从而影响测量成果共享和交流等。
4 结束语
在工程测量领域中，由于GPS定位技术自身独特而强大的功能，充分显示了它在该领域实际测量工作中比常规控制测量具有更大的优越性和适应性，同时也存在一些不足，还有待于进一步研究改善来适应实际测量工作。随着该技术的飞速发展和普及，以及相关技术的应用，GPS 定位技术将在城市建设及工程测量中得到更加广泛的应用。
参考文献：
[1]王龙祥，魏仁国.建筑工程测量与实训[M].天津科学技术出版社，2013.
[2]张友银.浅谈GPS测量技术及其在工程测量运用中的特点[J].中国民居，2013（9）：307-308.
[3]王永新.GPS测量技术及其在公路施工中的应用[J].中国科技信息，2012（9）：80-82.