工程施工測量中GPS技術(shù)的應(yīng)用

張金龍

(鐵三局北京國際工程分公司，北京市 100000)

工程施工測量中GPS技術(shù)的應(yīng)用

張金龍

(鐵三局北京國際工程分公司，北京市 100000)

隨著測繪行業(yè)的快速發(fā)展，工程施工中對于測繪精度要求越來越高，GPS技術(shù)因為其具有高精度、自動化、適應(yīng)性強的優(yōu)點在工程施工測量中被廣泛應(yīng)用。本文將對它在工程施工測量中主要關(guān)于動態(tài)ATK和靜態(tài)相對定位在控制網(wǎng)加密中的應(yīng)用進行一定的介紹，并對GPS技術(shù)的優(yōu)勢進行闡述，指出它現(xiàn)有的不足，最后提出一定的改進措施，希望能使得工程施工測量中關(guān)于GPS的應(yīng)用進一步發(fā)展。

工程施工測量；GPS技術(shù)；動態(tài)RTK；靜態(tài)相對定位；控制網(wǎng)

GPS技術(shù)是隨著現(xiàn)代科技的迅速發(fā)展建立起來的具有全球性、連續(xù)性、實時性、保密性等特性，并能提供精密的三維坐標(biāo)的新興衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。隨著GPS技術(shù)的不斷成熟，在工程測繪中的應(yīng)用逐漸更加廣泛。本文即是對工程施工測量中GPS技術(shù)應(yīng)用進行分析。

一、工程施工測量中GPS技術(shù)的應(yīng)用

（一）GPS靜態(tài)相對定位在控制網(wǎng)中的應(yīng)用

GPS相對定位是利用大量的觀測數(shù)據(jù)來確定整周未知數(shù)，并通過不同載波相位觀測量的線性組合來進行靜態(tài)定位。其操作較為簡單而且其技術(shù)較為成熟，已經(jīng)被大量的應(yīng)用在高等級控制網(wǎng)中。

海外在布測GPS靜態(tài)高等級控制網(wǎng)過程中，會對研究區(qū)的概況進行了解，例如經(jīng)緯度、地形地勢等。其次海外會根據(jù)控制網(wǎng)用途來確定控制網(wǎng)精度，獲得足夠的控制點分布。在此時，對于選取的視野開闊、地基穩(wěn)定和較為操作的首級控制點布測完成后，需要加密控制點分布。海外經(jīng)常采用的是常規(guī)的RTK技術(shù)來加密控制點。它多使用基準(zhǔn)站進行計算，啟動流動站，對于確定的首級控制點進行定位，進行加密控制點和后期標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)之間轉(zhuǎn)換，最后使得加密控制點覆蓋整個研究區(qū)域。

（二）GPS-RTK技術(shù)在工程施工測量中的應(yīng)用

GPS-RTK技術(shù)是基于載波相位觀測值，由基準(zhǔn)站和流動站兩個部分組成的實時動態(tài)差分定位技術(shù)，獲取的三維坐標(biāo)結(jié)果可以達到以厘米為精準(zhǔn)度。其中，RTK技術(shù)的難點主要在于載波相位的整周模糊度確定和坐標(biāo)系統(tǒng)準(zhǔn)換參數(shù)的確定。

1、在施工放樣中的應(yīng)用

施工放樣在工程施工中是很重要的應(yīng)用，對于工程進展快慢具有重要影響。根據(jù)GPS-RTK技術(shù)的相關(guān)理論，在施工中只需要確定放樣參數(shù)，如起點和終點坐標(biāo)，曲線半徑和參數(shù)，帶入到RTK控制器中，便可以進行精準(zhǔn)的施工放樣。RTK技術(shù)的出現(xiàn)簡化了放樣流程，并能確保更高的精度，使得工程施工具有更多的便利。

2、在碎部測量中的應(yīng)用

在工程施工中經(jīng)常會遇到利于碎布數(shù)據(jù)計算的地方。在傳統(tǒng)的測量作業(yè)中必須利用測站或其它儀器配合進行采集數(shù)據(jù)，工程量浩大并且計算很容易出錯。而利用RTK技術(shù)之后，可以直接采集碎部點信息，進行特征編碼，高質(zhì)量快速確定地形地物的三維坐標(biāo)，然后利用繪圖軟件成圖。既節(jié)省了人力物力，還能保證速度快、不容易出錯。

3、在變形監(jiān)測中的應(yīng)用

在建筑物的變形監(jiān)測中由于其測量精度要求十分精確，傳統(tǒng)的測繪技術(shù)已經(jīng)滿足不了要求，因此GPS-RTK技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。它摒棄了原來監(jiān)測體積大和監(jiān)測環(huán)境較為復(fù)雜的缺點，只需要將監(jiān)測點分為幾個時間段，強制對中，在基線長度小于4km后就可以達到標(biāo)準(zhǔn)的變形監(jiān)測要求。

二、工程施工測量中GPS技術(shù)的優(yōu)缺點及改正措施

（一）工程施工測量中GPS技術(shù)的優(yōu)缺點

1、GPS技術(shù)的優(yōu)點

相對于傳統(tǒng)的施工測量技術(shù)來說，GPS技術(shù)占據(jù)了很大技術(shù)上的優(yōu)勢。首先，GPS技術(shù)由于其觀測時不需要通視，并且可以靈活選點，直接進行實時實地放樣、中位測量和點位測量，減少大量施工經(jīng)費，使得GPS技術(shù)因為其對于復(fù)雜地形的強大的適應(yīng)性，得到了廣泛應(yīng)用；其次，它的定位精度較高，不僅可以測量觀測站平面位置，還可以測定觀測站的大抵高程，滿足了各種不同工程施工測量需求，并且有效減少了誤差；另外，由于其圖形強度系數(shù)好，還提高了測量速度，簡短了觀測時間；最后，由于其自動化程度高，逐漸向小型智能化發(fā)展，大部分工作已經(jīng)可以自主完成，使得在人力物力上得到有效減少；其抗干擾能力強，能夠全天候作業(yè)，不受刮風(fēng)下雨、下雪的氣候影響，這些都使得測量工作的效率得到充分提高。

2、GPS技術(shù)的缺點

GPS由于其過于依賴技術(shù)使其也具有一定的不足。例如，GPS技術(shù)在測量中由于受到環(huán)境的影響，信號傳播的速度會受到影響，使其計算時候會產(chǎn)生誤差。而且一旦接受不到信號，便會使工作受到巨大的影響。不同型號的GPS之間由于沒有統(tǒng)一的測量標(biāo)準(zhǔn)，使得測量成果有差異，不能進行統(tǒng)一，使得工程施工測量出現(xiàn)很大的麻煩。在高程測量中，利用GPS技術(shù)不能直接獲得地面點的正常高，而只能得到大地高，嚴重限制了GPS技術(shù)在高程測量中的應(yīng)用。

（二）工程施工測量中GPS技術(shù)的改正措施

針對衛(wèi)星誤差，我們可以在低精度的測量中可以忽略軌道誤差。在高精度測量中，如果對于誤差的產(chǎn)生原因具有充足的了解，我們可以先建立模型，根據(jù)模型進行觀測值修正來降低誤差。對于軌道進行參數(shù)估計來求出系統(tǒng)偏差，這種改進措施可以適用于大多數(shù)工程施工測量情況。

針對空間傳播誤差來講，它包括了傳播延遲、對流層折射誤差、多路徑效應(yīng)誤差等。尤其是其中多路徑效應(yīng)誤差的影響可達到厘米級，對于測量結(jié)果具有不能忽視的影響。但是空間傳播誤差，目前并沒有良好的措施，只能選擇避開較強的反射面，選擇良好的接收機，以此來達到減少產(chǎn)生傳播誤差的目的。

其次，施工人員操作不當(dāng)時會產(chǎn)生大量的操作誤差。因此對于施工人員的要求一定要嚴格對待，加強技術(shù)規(guī)范。

結(jié)語：

在如今，工程建設(shè)的要求日益細致、精確，GPS技術(shù)因其無可比擬的優(yōu)越性勢必能得到更為廣泛的應(yīng)用。本文對于工程施工測量中GPS技術(shù)進行了詳細分析，列舉了其優(yōu)缺點和改正措施，希望借此能讓GPS技術(shù)在未來得到更為廣闊的發(fā)展，來提高工程施工的質(zhì)量。

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1007-6344（2015）08-0148-01