浅谈工程测量中GPS技术的应用分析

张安洋

（云南地质工程第二勘察院，云南 楚雄 655000）

1 工程简介

某工程由于山上树木茂盛，地形复杂，通视困难，行走不便。为了该工程的设计和施工，需建立首级控制网，考虑到工程复杂，工期较紧，测区通视困难，地形起伏大等因素，决定采用GPS测量。

2 工程施工

2.1 采用的测量方法

该工程测量方法主要有：GPS相对定位法、GPS-RTK实时差分定位法、全站仪导线法、支导线法、极坐标法，交会法、量距法。

2.2 选点

由于GPS控制点选点工作远较经典控制网的选点工作灵活、简便。但GPS点点位的选择关系到控制网的网形与结构以及成果的质量、又影响到以后的长期保存与利用。为便于以后常规测量手段的联测与扩展，本次GPS点选埋保证了每点有3个点相互通视。

2.2.1 选点工作应遵守以下原则影响

（1）周围应便于安置接收设备和操作，视野开阔，视场内障碍物的高度角不宜超过10°～15°；（2）应远离大功率无线电发射源和高压输电线，以避免周围磁场对GPS信号的干扰，接收天线与其距离不小于200 m；（3）附近不应有大面积的水域或对电磁波反射（或吸收）强烈的物体，以减弱多路径效应的；（4）应选在交通方便的地方，并且便于用其它测量手段联测与扩展；（5）地质基础稳定，易于点的保存；（6）充分利用符合要求的旧有控制点；（7）选站时应尽可能使测站附近的小环境与周围的大环境保持一致，以减少气象元素的代表性误差。

2.3 布网方案

为确保整个控制网的传递精度，整个E级GPS控制网采用边连式为主，点边混连式为辅的构网方式。整个控制网共计测E级GPS点9个，共组成闭合环总数为29个，同步环总数为18个，异步环总数为11个。闭合环最大节点数为3个。共施测30条基线，网中最长边为1831.695m，最短边为197.217 m。

E级GPS控制网以大写拼音字母缩写“GPS”为开头，编号为GPS1-GPS9。

2.4 数据处理

按照《全球定位系统（GPS）测量规范》要求，E级GPS控制网固定误差a为10 mm，比例误差系数 b 为 20×10－6。

坐标系统采用1954年北京坐标系。基线解算和控制网平差采用南方测绘gpsadj数据处理软件对基线进行解算。解算过程中处理软件对观测时段中信号间断引起的周跳除进行了自动修复，并对观测数据中的粗差进行了剔除。基线解算合格后组成同步环和异步环进行环闭合差检验，检验结果良好，满足相关规范要求。

2.5 地质工程测量

2.5.1 钻孔、探槽定测及地质勘探线测量

该工程矿区钻孔、探槽测量是在首级控制点的基础上，采用南方灵锐S82双频GPS接收机，利用E级GPS控制点对移动站进行坐标校正和数据检测。移动站接收机实时接收基准站传输的观测数据及已知数据，并根据内嵌的工程之星采集软件进行参数转换，运用GPS-RTK实时差分定位法在固定解状态下采集（其RTK平面精度：10 mm＋1×10－6，RTK 高程精度：20 mm＋1×10－6）测点的三维数据。在外业定测钻孔、探槽时，钻孔测定其中心平面位置和标高；探槽测定其边缘一侧两端点及中间拐点，并量取探槽的宽度。

矿区勘探线测量根据设计勘探线端点坐标，采用南方灵锐S82双频GPS接收机，利用E级GPS控制点对移动站进行坐标校正和数据检测。移动站接收机实时接收基准站传输的观测数据及已知数据，并根据内嵌的工程之星采集软件进行参数转换，运用GPS-RTK实时差分定位法在固定解状态下（其RTK平面精度：10 mm＋1×10－6，RTK 高程精度：20 mm＋1×10－6）测设出勘探线端点、剖控点位置并采集三维数据。探线端点、剖控点埋设了木桩。勘探线测设利用工程之星采集软件中的线放样功能沿勘探线方位测量地质点、工程点，定测剖面端点。

2.5.2 地质点测量

该矿区共定地质点5700个，实测4914个，实测率达成86%，检测地质点593个，检测率达成10%，检测地质点位差均在0.1 m内。该工程矿区地质点测量采用南方灵锐S82双频GPS接收机，利用E级GPS控制点对移动站进行坐标校正和数据检测。移动站接收机实时接收基准站传输的观测数据及已知数据，并根据内嵌的工程之星采集软件进行参数转换，运用GPSRTK实时差分定位法在固定解状态下（其RTK平面精度：10 mm＋1×10－6，RTK 高程精度：20 mm＋1×10－6）采集地质点三维坐标。

3 结语

本次该工程矿区测量工作历时仅6个月就结束了，完成全部包括以下四项的外业工作：（1）完成该工程矿区1/2000地形图测制8.0 km2；（2）完成该工程矿区E级GPS控制点测量9个；（3）完成该工程矿区地质填图测量7.8 km2；（4）完成该工程矿区工程测量，其中钻孔2个、探槽5条、勘探线17条，共10.2 km。

工程大，时间短，要求高是这项工程的特点，能够在短时间内高质高量的完成这项任务，这都是GPS设备先进给我们带来的优势。通过此次GPS在实际工程测量中的应用，得到如下体会：（1）GPS控制网选点灵活，布网方便，基本不受通视、网形的限制，特别是在地形复杂、通视困难的测区，更显其优越性。但由于测区条件较差，边长较短（平均边长不到300 m），基线相对精度较低，个别边长相对精度大于1／10000。因此，当精度要求较高时，应避免短边，无法避免时，要谨慎观测。（2）GPS接收机观测基本实现了自动化、智能化，且观测时间在不断减少，大大降低了作业强度，观测质量主要受观测时卫星的空间分布和卫星信号的质量影响。但由于各别点的选定受地形条件限制，造成树木遮挡，影响对卫星的观测及信号的质量，经重测后通过。因此，应严格按有关要求选点，择最佳时段观测，并注意手机、步话机等设备的使用。（3）GPS测量的数据传输和处理采用随机软件完成，只要保证接收卫星信号的质量和已知数据的数量、精度，即可方便地求出符合精度要求的控制点三维坐标。

[1]杜永军.浅析工程测量中应用的技术[J].科技资讯，2010-06-13.