GPS在工程测量中的精度分析

张昊

摘 要：随着现代科技的进步与发展，施工现代化的高端设备得到普遍推广和应用。在各类工程测量操作中，GPS技术也有了较广泛的使用，不断发挥着重要的作用。GPS虽然是高科技技术，但其操作简便、应用广泛、高精度的特点，受到各行各业欢迎和使用，特别是在实际测量中，受到测量人员的重点青睐。文章主要就是通过对GPS工程测量精度分析，进一步提出应用方法，以此提高测量精度与准度。

关键词：GPS；工程测量；精度

1 GPS组成简介

GPS是一个系统，其主要由三大部分构成，简单说就是天空中的卫星、地面控制系统和使用系统中的用户。近些年来，我国科技不断进步，特别是在航天领域有了突飞猛进的发展，对外太空的探索有了新的突破，航天技术的进步，推动了民用技术发展，许多航天卫星的成功发射，也在民用上有了较良好的开发与利用，GPS定位系统信号很就能被地面接收、转换，形成我们需要的数字与影像，满足人们各种需求。

（1）空间系统主要就是指卫星部分，要想完全实现全球定位，这个系统就需要利用天空中的卫星来实现，全球定位需要地球以外的卫星来支撑，也就是说，GPS支撑系统中，绕地卫星是其中一个重要组成部分，尽管不是独立部分，但却是离不开的重要内容之一，是构成系统的三大块之一，是GPS系统主体，GPS系统如果全部实现定位，则需要对24颗卫星进行整合利用。地球有許多的平面，卫星被发射到地球不同的轨道平面上，也就是说地球周围平均每个轨道平面有3颗轨道卫星。而轨道平面和赤道平面之间的夹角为五十五度，这样就保证了定位系统能够对全球的任何一个地方进行定位监测，这是一项综合性的技术应用，只有掌握多项学科，才能开发应用、建立完善此套系统，生成应用终端。

（2）地面控制部分是GPS的第二大部分，地面控制系统的建立，能够有效对信号进行分析转化，这部分在全球定位系统当中属于第二重要的内容，没有这部分接收，就无法形成信号，更不能对空中卫星进行有效控制，通过地面系统的操作，使空中卫星都能正常工作，通过无线技术，还能同步实现空中调整，并进行可控制系数的更改与变动，调整完成以后，能对系统中的相应参数进行重新设置，确保定位系统准确运行，实现精确的定位。

（3）用户从字面上理解通常是说使用的客户，但是这里的用户并不是这些客户，这里的用户没有具体所指，更没有一个具体的形象，这里的用户主要就是指需要使用到GPS服务的一个社会整体，可以是一个组织、一个单位、一部分人群，不同的场合用户就有不同的解释。如果非要给一个标准的答案和解释，我们可以把用户理解成为全球定位系统提供的定位服务对象，就是一部分地面接收设备或接收机。

2 工程测量中使用GPS时的精度体现

GPS在各类工程测量使用中，不能为了技术而偏离工程实际情况，一定要结合现场与实际，通过对周边环境的研究，确定使用技术，只有与实际结合精确，才能充分发挥GPS作用工程周围交通、工程规模是采用此项技术的关键着眼点，需要依据建设地的实际需要做好各方面的工程测量，这样得到的数据才是准确的，高精准的数据参数，能够有利于工程建设与施工，既节约了工程测量浪费的时间，又能从根本上减少不必要的成本投入。要想科学合理的建设好GPS网，就需要有一定的条件，通过实际研究发现，要想建立一个良好可操作的网络，就要符合相关条件要素。一个是最初搭建GPS网的时候，一定要全面考虑到布网等级，保证整个GPS网运行精确，只有建立高效精准的网络，才能在应用中起到事半功倍的效果，达到使用目标，有效避免因为精度和密度不准确而影响工程测量精度的情况发生。二是GPS测量不同以往的测量技术，也就是说GPS与其他的测量方式是有区别的，GPS布置一定要有明确的控制点，这样当GPS网络建成后，才能得到应用，收到实际效果。光符合条件还是不够的，一定要掌握好两个重点，重点就是GPS中两个必备的内容，这两点在GPS网中起着决定性的作用，一个是约束点，另一个是校核点，只有充分发挥两个点的作用，才能有效的保证数值准确度，完全避免对工程四周测量时所产生的计算误差。三是要想很好的设置网络，就需要在还没有应用GPS之前，进行有效的调研，形成布网方案，通过一系列有益的活动，从算点开始搭建既具有边连又具有点连的混合整体网。这样建立起来的网络，形成立体交叉功能，当一切有机连接后，就会显现出巨大的威力，通过同步环、异步环及复测基线，达到GPS网几何强度，这种网络形态，能够实现多余测量和重复设站，从根本上能够大大提升GPS的测量精度和准度，形成有效的利用空间。

3 GPS数据处理

GPS网需要使用到专用结算软件，通过这种软件进行GPS数据处理，形成网解方式，体现应用功能。为了检核GPS基线闭合环的闭合差精度，又根据基线两端坐标分别推算了观测基线所组成的同步环、异步环闭合差。经解算其闭合差均满足相关的标准《规范》要求。通常情况下，专业人员所使用到的均为随机配置的GPS后处理软件，利用可见的II4参考点，进行多项操作，进行三维无约束平差、二维约束平差，顺利通过后，经解算软件采用网基线处理方式，用II4，II5为已知点，以II3为校核点，解算出GPS控制网三维空间坐标成果，形成人们可利用的可参照数值，体现测算结果。

各环节测量人员一定要做好数据结算，特别是后期处理一定要精确到位，通过人工观测，确保数值正确，使每天得到的数据精确度高、误差率小。当出现大差错的时候，一定要具体问题具体分析，形成分析结果，做好及时修正。GPS网平差如果设置在大地坐标系中，则体现出了三维无约束的平差，当对这项数值进行测量计算时，要全面顾及到GPS网的实际坐标是多少，特别是对实际观测值，需要进行专业分析与计算，由专业人员进行三维无约束平差。利用WGS技术，找到大地坐标和地心坐标点，然后再利用精度分析方法确定GPS网内部是否符合精度要求，对不符合要求的，需要进行复测，直至达到精准。

4 提高GPS观测精度的方法

虽然GPS在全球得到普遍推广，但是在我国还依然有一些问题，这就需要在实际操作中，克服困难，找到根本原因，不断形成改进方案，进一步提高GPS的工程测量精度。

（1）在使用GPS进行外业测量定位前，要做好事前调研，特别是需要掌握建设工程周边情况、收集相关资料、准备好工程测量所需要的器材、调配使用专业技术人员、制定好观测计划、检查GPS设施、编写好技术设计书等，只有各个方面准备好以后，才能进行测量与定位。在操作中，人员的问题是关键，只有充分保证操作人员技术能力强、熟练程度高，才能正确使用仪器设备，熟悉应用各部分测量技术，按标准和规范执行测量步骤。观测时机也是一个决定因素，时机的把握与选择一定要准确，通过实践，我们认为晴天的上午是测量的最佳时间，这时候卫星信号是最强大的，GPS网能够有效搜索并进行灵活多样的选点、布网，不受天空与地面任何限制，特别是通视和网形的影响能够减少到最低点，一定要避开短边，保证观测时间够用，数值观测充足。

（2）对大范围测量，可以进行分区观测。建立分区公共观测点，提升网络精度，可以进行多次观测。

5 结束语

技术进步，使GPS在工程测量当中得到普遍应用，为了提高GPS测量精度，就需要选择优质测量仪器，提高操作能力，通过有效的观测满足工程测量要求。

参考文献

[1]周艳梅，杜继伟，刘春梅，等.GPS在工程测量中的应用[J].黑龙江科技信息，2012（1）.

[2]乔巍，邓毅.GPS在工程测量中的应用研究[J].广东科技.