GPS技術在工程控制測量的應用及測量精度分析

■俞黎斌，黃茂江

■1.江西銅業(yè)集團德興銅礦地測中心，江西 德興 334200;2.江西省水利規(guī)劃設計院，江西 南昌 330029

1 前言

GPS技術在工程測量中的應用，是對傳統(tǒng)工程測量帶來了徹底性的革命，并且其具有不受天氣和通視條件影響、定位精度高、操作方便、自動化程度高、成本低等眾多方面的優(yōu)點，致使其被廣泛的推廣和應用在現(xiàn)代工程控制測量中。隨著GPS技術在工程控制測量中的應用，人們對工程測量精度提出了更高的要求。因此，文章針對GPS技術在工程控制測量的應用及測量精度的研究具有非常重要的現(xiàn)實意義。

2 GPS技術在工程控制測量中的應用優(yōu)勢

(1)自動化程度高。工程控制測量中的GPS技術，采用GPS接收機進行各種測量時，只需要將天線準確的安裝在檢測站上，并接通電源與啟動接收單元，此時儀器就能夠自動開始工作，當測量工作結束之后，只需要將電源關閉，接收機就能夠自動的完成數(shù)據(jù)的采集，并采集的定位數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)處理中心，進而實現(xiàn)GPS自動化的測量以及計算。

(2)適用范圍廣。GPS技術在國民經(jīng)濟的各個領域中都具有非常廣泛的應用，對于從事測繪工作的工程施工人員來說，已經(jīng)得到廣泛的應用，其中涉及到地殼板塊運動的檢測、大地測量以及各種工程測量，尤其是在工程控制測量中具有非常廣泛的應用前景，尤其是GPS技術的自動化檢測，對于工程的自動控制系統(tǒng)的研究是GPS技術在未來應用的一個重要發(fā)展方向。

(3)測量精度高。GPS技術的短距離的測量精度達到毫米級別，差分導航精度達到厘米級別，對于大型的工程建筑以及構造物的變形監(jiān)測具有精密的定位測量，在進行合適數(shù)據(jù)處理的模型和軟件之后，其在高程和平面精度都能夠達到毫米級別。

3 GPS技術在工程控制測量中的應用

文章以工程為例，該工程采用了6臺Ashtech型靜態(tài)單頻GPS接收機(測量精度為5mm±1ppm)采集野外信息，作業(yè)基本要求包括:數(shù)據(jù)采樣率(S)不超過30s;時段長度不小于60min;同時觀測有效衛(wèi)星數(shù)量不小于4;平均重復設站數(shù)不小于1.6;同時觀測有效衛(wèi)星書不小于4;衛(wèi)星截止高度不小于15°。每時段觀測都采用測量天線高兩次的方式，相差小于3mm，天線高為測量的平均值。GPS觀測數(shù)據(jù)采用Ashtech solutoons 2.5進行基線解算，以此保證每一個基線都能求出整周模糊度。GPS技術在工程控制測量中的應用主要表現(xiàn)為以下幾個方面:

(1)靜態(tài)定位。靜態(tài)定位需要在每個流動站內(nèi)設置GPS接收機，一邊靜止觀測，另一邊接收太空衛(wèi)星以及基準站的同步觀測信息，并對測站一周的未知數(shù)以及三維坐標進行解算，當測量的精度滿足相關的要求之后，才能停止測量工作。由于影響測量精度的因素相對較多，該種測量方式主要采用加密控制，這樣即使在一些惡略的環(huán)境和地形中，同樣能夠保證測量的精度。

(2)動態(tài)定位。在進行動態(tài)定位測量之前，必須做好前期準備工作，即先在控制點觀察一段時間，然后采用提前設定好的流動站進行實地自動測量，然后結合基準站的同步觀測數(shù)據(jù)，最終確定測量點的位置坐標。當前工程測量對于精度的要求相對較高，通常要求測量精度達到厘米級別，動態(tài)定位能夠獨立完成樁測量、地形圖測繪、縱橫斷面測量等，并且具有非常高的測量精度，致使動態(tài)定位技術在工程測量中具有非常好的應用前景。

(3)測繪大比例尺地形圖。傳統(tǒng)的測法測站與碎部點之間必須通視，不僅拼圖環(huán)節(jié)的精度不能保證，并且還需要至少兩人進行工作，花費較長的時間。采用GPS技術，僅僅需要一臺機器和一個人，并且花費幾秒鐘的時間，就能夠完成碎部點高程以及坐標的測繪工作，然后輸入特征編碼，能夠迅速成圖，顯著的降低了繪圖難度，提高測繪速度。

(4)選線以及放樣。將GPS的接收機作為流動站，在一定的距離接收測量數(shù)據(jù)，對重要的物質進行定位，然后將獲得的信息輸入接收機，并利用CAD繪圖軟件進行選線。采用GPS技術進行放樣測量，僅需輸入點位坐標，接收機能夠將提醒信息準確的傳輸至任何放樣點，這樣不僅能夠提高放樣精度，還能夠降低勞動量，加快放樣速度。

4 提高GPS技術在工程控制測量精度的措施

(1)創(chuàng)建工程控制測量網(wǎng)絡。工程控制測量網(wǎng)絡是工程管理、維護工作開展的基礎，同時也是提高工程測量精度的重要措施。通常狀況下，工程控制測量網(wǎng)絡的覆蓋面積相對較小，占位密度相對較大，對測量的精度要求相對較高，采用邊角網(wǎng)的方式，創(chuàng)建工程控制網(wǎng)絡，在采用GPS定位技術時，能夠充分的體現(xiàn)GPS技術精度高、作業(yè)時間短、工程耗費低等優(yōu)勢。

(2)PTK碎部測暈以及放樣。PTK技術，即載波相位差分技術，采用PTK技術對相位的測量進行處理，能夠將基準站收集的載波相位信息傳輸給用戶，用戶通過對基準站差分信息進行求差解算，能夠準確的找到用戶的位置坐標，并將定界標點標出，采用PTK碎部測暈和放樣，能夠提高測量精度和標定的準確性。

(3)區(qū)域差分網(wǎng)絡的碎部測量以及放樣。當碎部測量出現(xiàn)在區(qū)域性的GPS的差分系統(tǒng)中時，基準網(wǎng)和放樣會對所有基準站提供差分信息的權，并實現(xiàn)差分的定位，提高PTK接收機標稱精度，能夠提高PTK測量點的精度，進而提高測量精度。

(4)測量精度評定。采用平面平差基線相對精度統(tǒng)計、基線殘差統(tǒng)計、環(huán)閉合差統(tǒng)計進行GPS定位中誤差統(tǒng)計，100%的點位精度控制在1cm以內(nèi)，甚至控制在0.5cm以內(nèi)，如果測量數(shù)據(jù)合格，則表明基線解算質量良好，GPS技術的測量精度能夠滿足工程測量的實際要求。

5 結束語

總而言之，GPS技術在工程控制測量中具有測量精度高、自動化程度高、適用范圍廣、費用低等眾多優(yōu)點，致使其被廣泛的推廣和應用在工程控制測量中。但是，GPS技術在工程控制測量的實踐應用中，對操作要求相對較高，并且隨著現(xiàn)代工程測量對精度要求的不斷提高，工程控制測量人員應該熟練的掌握GPS技術在工程控制測量中的應用流程，并采取有效的措施提高測量精度，進而為工程的控制測量提供更好的服務。

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