GPS測量技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用

范文濤

摘? 要：隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，GPS技術(shù)發(fā)展速度較快，并在實際應(yīng)用中取得了較好的成效。在當(dāng)前工程測量中應(yīng)用GPS技術(shù)，能夠為工程建設(shè)提供更為準(zhǔn)確的信息支持。而且GPS測量技術(shù)具有自動化程度、準(zhǔn)確度和效率高等特點，因此在工程測量中進(jìn)行應(yīng)用，其能夠為工程測量提供重要的支持。該文從GPS測量技術(shù)入手，并進(jìn)一步對GPS測量技術(shù)在工程測量的中應(yīng)用進(jìn)行了具體的闡述。

關(guān)鍵詞：GPS測量技術(shù);工程測量;外業(yè)操作;數(shù)據(jù)處理;變形監(jiān)測

中圖分類號：P228? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 前言

隨著GPS測量技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用，其與通信技術(shù)有效結(jié)合，這也使三維坐標(biāo)實現(xiàn)了動態(tài)測量，能夠?qū)崟r進(jìn)行定位和導(dǎo)航，促使GPS技術(shù)在廣度和深度方面取得了較大的進(jìn)展。而且將GPS測量技術(shù)應(yīng)用于工程監(jiān)測中，可以有效地提升工程監(jiān)測的水平，并取得了較好的效果。

1 GPS測量技術(shù)

1.1 GPS系統(tǒng)

GPS系統(tǒng)主要是由3部分共同組成的，即空間衛(wèi)星、地面監(jiān)控系統(tǒng)和衛(wèi)星接收設(shè)備。由二十幾顆空間衛(wèi)星分布于6個軌道平面上，因此在任何時間和地點都能夠接收到衛(wèi)星信號。地面監(jiān)測系統(tǒng)作為GPS中央控制系統(tǒng)，其能夠同步對衛(wèi)星定軌進(jìn)行跟蹤。GPS接收設(shè)備主要是由GPS接收機、數(shù)據(jù)處理軟件及相慶的氣象觀測儀器設(shè)備組成的，具體通過接收GPS衛(wèi)星信號來實現(xiàn)對衛(wèi)星信號的導(dǎo)航和定位。

1.2 GPS測量技術(shù)的原理

GPS測量技術(shù)在實際測量應(yīng)用過程中，其是利用高軌測距的方式，以觀測站至GPS衛(wèi)星之間的距離作為基本觀測量，并通過一定距離運算而得到所測位置的三維坐標(biāo)。具體需要通過偽距測量和載波相位測量來獲取預(yù)測量的距離數(shù)據(jù)。在偽距測量中，通過對GPS衛(wèi)生信號到達(dá)地面接收器的傳播時間進(jìn)行測量，其對觀測點的定位速度具有積極的促進(jìn)作用。在載波相位測量中，其通過對衛(wèi)星載波信號與接收器等產(chǎn)生的參考載波信號的相位差距進(jìn)行測量，可以保證測量的準(zhǔn)確性的精度。

1.3 GPS測量技術(shù)的優(yōu)點

利用GPS測量技術(shù)過程中，其觀測時間較長，能夠?qū)崿F(xiàn)快速測量，而且GPS系統(tǒng)中衛(wèi)星接收設(shè)備智能化水平較高，能夠自動完成信息的捕獲、跟蹤觀測與記錄，且能夠連續(xù)對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行自動化采集，不需要人員值守即能夠完成。GPS系統(tǒng)是具備分布在6個軌道面上的空間衛(wèi)星群，因此能夠全天進(jìn)行工作，而且測量工作可以隨時隨地開展。同時GPS衛(wèi)星接收裝置還具備防水功能，在實際測量過程中不受天氣影響。具體測量操作較為簡單，觀測過程中不需要人工參與，具有強大的綜合測繪能力，而且測量精確度較高，在各種測繪的內(nèi)業(yè)和外業(yè)作業(yè)中都具有較好的適用性。

2 GPS測量技術(shù)在工程測量領(lǐng)域的應(yīng)用

2.1 GPS測量技術(shù)的外業(yè)操作

在GPS測量技術(shù)應(yīng)用過程中，在外業(yè)操作過程中，主要以選點和觀測內(nèi)容為主，通過正確的選點和準(zhǔn)確的觀測，可以獲取到更為精準(zhǔn)和有效的測量結(jié)果。

2.1.1 選點的要求

對于GPS定位系統(tǒng)而言，其設(shè)置觀測點時，至少要選擇兩個以上的觀測點，而且選點位置直接關(guān)系到測量的準(zhǔn)確性。在實際選點操作過程中，需要保證GPS測量設(shè)備位置的正確，并要對GPS測量設(shè)備的使用要求進(jìn)行了解，在具體使用GPS測量設(shè)備時，當(dāng)處于室外空間時，設(shè)備上部15°角范圍內(nèi)不宜存在遮擋物體，這樣GPS設(shè)備能夠準(zhǔn)確的接收來自于衛(wèi)星和基站的信號。由于放置GPS測量設(shè)備的點位作為工程關(guān)鍵點，因此在選擇時不宜選擇次要工程點，設(shè)備也不應(yīng)隨意放置，選點時兩個測量點之間要保證具有較好的連通性，這樣后續(xù)測量工作能夠有序開展。即使實際測量過程中無法滿足通視要求，最終也不會影響具體的測量結(jié)果。

在實際GPS測量技術(shù)應(yīng)用過程中，其以電磁波信號作為測量載體，這就要求測量時測量區(qū)域內(nèi)不宜使用大功率電器，而且高壓輸電線路及變電站等設(shè)備也會影響GPS測量設(shè)備的信號，導(dǎo)致測量精度和準(zhǔn)確度下降。因此在實際GPS測量過程中，要避免高強主電磁波所帶來的干擾。具體所選擇的觀測點還要遵循交通便利及地面基礎(chǔ)穩(wěn)固的原則，在為測量人員提供便利操作的基礎(chǔ)上，也能夠保證測量設(shè)備的測量精度。另外，在具體設(shè)置完成觀測點后，需要對其進(jìn)行明確標(biāo)注，這樣相同標(biāo)注的設(shè)備在實際測量中能夠互相對應(yīng)，并將具體的測量點位置在圖紙上標(biāo)注出來，可以為后續(xù)測量和數(shù)據(jù)處理提供更多的便利。

2.1.2 觀測的要求

在實際觀測過程中，需要合理放置信號接收天線，并打開儀器完成具體的測量工作。在實際GPS測量設(shè)備使用過程中受天氣影響較大，因此需要隨時記錄氣象觀測，并在數(shù)據(jù)處理過程中針對天氣因素對測量數(shù)據(jù)的影響進(jìn)行修正。另外，在針對每一個測量點進(jìn)行測量時都要保證相應(yīng)的測量時間 ，這樣可以保證測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性及測量結(jié)果的可靠性。另外，還要隨時保存測量數(shù)據(jù)結(jié)果，避免出現(xiàn)丟失問題。

2.2 數(shù)據(jù)處理

在具體針對GPS測量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理過程中，需要將測得的數(shù)據(jù)直接輸入到計算機中，通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，完成基線計算和GPS消差，從而獲得最終的結(jié)果。在將測量數(shù)據(jù)輸入計算機之前，需要針對數(shù)據(jù)進(jìn)行具體的分類，并將與本次測量無關(guān)的數(shù)據(jù)篩選出來，避免影響到具體的計算結(jié)果。通過對輸入計算機的數(shù)據(jù)格式進(jìn)行統(tǒng)一，保證輸入計算機的數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性和可識別性。另外，還要二次篩選調(diào)整好的格式數(shù)據(jù)，針對誤差較大的數(shù)據(jù)進(jìn)行剔除，確保其計算結(jié)果的精準(zhǔn)性。

2.3 在變形監(jiān)測中的應(yīng)用

在建筑物變形監(jiān)測中應(yīng)用GPS技術(shù)的過程中，其對于測量精度具有較高的要求。在具體應(yīng)用GPS測量技術(shù)過程中，其可以將監(jiān)測點劃分為幾個時間段，能夠準(zhǔn)確對中整平，當(dāng)基線長率在4 km以內(nèi)時，能夠有效地達(dá)到變形監(jiān)測的要求。

2.4 GPS布網(wǎng)

在應(yīng)用GPS測量技術(shù)的過程中，需要科學(xué)地進(jìn)行規(guī)劃和全面布網(wǎng)，特別是以不同區(qū)間作為目標(biāo)進(jìn)行布網(wǎng)的過程中，要從實際情況出發(fā)，并與現(xiàn)場實際相結(jié)合，基于已知的各種信息網(wǎng)及公網(wǎng)資料，充分完成布網(wǎng)工作，進(jìn)一步提高GPS測量的精準(zhǔn)度。在工程后續(xù)的測量過程中，利用控制網(wǎng)也能夠保證測量數(shù)據(jù)結(jié)果的精確度。

3 結(jié)語

由于GPS技術(shù)具有精度高、測量速度快及經(jīng)濟性好等特點，因此在許多領(lǐng)域應(yīng)用得十分廣泛。將GPS技術(shù)引入到工程測量中，可以進(jìn)一步提高工程測量的精度，為工程順利實施提供重要的信息支持。由于GPS技術(shù)在工程測量中具有極為重要的作用，因此在實際應(yīng)用的過程中要提升GPS技術(shù)水平，不斷地對GPS技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，確保工程測量工作質(zhì)量的全面提升。而且工程測量中應(yīng)用GPS技術(shù)進(jìn)行測量時，無論是對于工程進(jìn)度還是質(zhì)量都具有極為重要的意義。而且將GPS技術(shù)與工程測量相結(jié)合，目的在于能進(jìn)一步提高工程測量的精確度及工作效率，使工程建設(shè)的質(zhì)量得到全面的保障，這一舉措，必然會加快推進(jìn)工程測量技術(shù)的現(xiàn)代化和數(shù)字化發(fā)展進(jìn)程。

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