GPS技术在工程控制测量的应用及测量精度分析

■俞黎斌，黄茂江

■1.江西铜业集团德兴铜矿地测中心，江西 德兴 334200;2.江西省水利规划设计院，江西 南昌 330029

1 前言

GPS技术在工程测量中的应用，是对传统工程测量带来了彻底性的革命，并且其具有不受天气和通视条件影响、定位精度高、操作方便、自动化程度高、成本低等众多方面的优点，致使其被广泛的推广和应用在现代工程控制测量中。随着GPS技术在工程控制测量中的应用，人们对工程测量精度提出了更高的要求。因此，文章针对GPS技术在工程控制测量的应用及测量精度的研究具有非常重要的现实意义。

2 GPS技术在工程控制测量中的应用优势

(1)自动化程度高。工程控制测量中的GPS技术，采用GPS接收机进行各种测量时，只需要将天线准确的安装在检测站上，并接通电源与启动接收单元，此时仪器就能够自动开始工作，当测量工作结束之后，只需要将电源关闭，接收机就能够自动的完成数据的采集，并采集的定位数据传输至数据处理中心，进而实现GPS自动化的测量以及计算。

(2)适用范围广。GPS技术在国民经济的各个领域中都具有非常广泛的应用，对于从事测绘工作的工程施工人员来说，已经得到广泛的应用，其中涉及到地壳板块运动的检测、大地测量以及各种工程测量，尤其是在工程控制测量中具有非常广泛的应用前景，尤其是GPS技术的自动化检测，对于工程的自动控制系统的研究是GPS技术在未来应用的一个重要发展方向。

(3)测量精度高。GPS技术的短距离的测量精度达到毫米级别，差分导航精度达到厘米级别，对于大型的工程建筑以及构造物的变形监测具有精密的定位测量，在进行合适数据处理的模型和软件之后，其在高程和平面精度都能够达到毫米级别。

3 GPS技术在工程控制测量中的应用

文章以工程为例，该工程采用了6台Ashtech型静态单频GPS接收机(测量精度为5mm±1ppm)采集野外信息，作业基本要求包括:数据采样率(S)不超过30s;时段长度不小于60min;同时观测有效卫星数量不小于4;平均重复设站数不小于1.6;同时观测有效卫星书不小于4;卫星截止高度不小于15°。每时段观测都采用测量天线高两次的方式，相差小于3mm，天线高为测量的平均值。GPS观测数据采用Ashtech solutoons 2.5进行基线解算，以此保证每一个基线都能求出整周模糊度。GPS技术在工程控制测量中的应用主要表现为以下几个方面:

(1)静态定位。静态定位需要在每个流动站内设置GPS接收机，一边静止观测，另一边接收太空卫星以及基准站的同步观测信息，并对测站一周的未知数以及三维坐标进行解算，当测量的精度满足相关的要求之后，才能停止测量工作。由于影响测量精度的因素相对较多，该种测量方式主要采用加密控制，这样即使在一些恶略的环境和地形中，同样能够保证测量的精度。

(2)动态定位。在进行动态定位测量之前，必须做好前期准备工作，即先在控制点观察一段时间，然后采用提前设定好的流动站进行实地自动测量，然后结合基准站的同步观测数据，最终确定测量点的位置坐标。当前工程测量对于精度的要求相对较高，通常要求测量精度达到厘米级别，动态定位能够独立完成桩测量、地形图测绘、纵横断面测量等，并且具有非常高的测量精度，致使动态定位技术在工程测量中具有非常好的应用前景。

(3)测绘大比例尺地形图。传统的测法测站与碎部点之间必须通视，不仅拼图环节的精度不能保证，并且还需要至少两人进行工作，花费较长的时间。采用GPS技术，仅仅需要一台机器和一个人，并且花费几秒钟的时间，就能够完成碎部点高程以及坐标的测绘工作，然后输入特征编码，能够迅速成图，显著的降低了绘图难度，提高测绘速度。

(4)选线以及放样。将GPS的接收机作为流动站，在一定的距离接收测量数据，对重要的物质进行定位，然后将获得的信息输入接收机，并利用CAD绘图软件进行选线。采用GPS技术进行放样测量，仅需输入点位坐标，接收机能够将提醒信息准确的传输至任何放样点，这样不仅能够提高放样精度，还能够降低劳动量，加快放样速度。

4 提高GPS技术在工程控制测量精度的措施

(1)创建工程控制测量网络。工程控制测量网络是工程管理、维护工作开展的基础，同时也是提高工程测量精度的重要措施。通常状况下，工程控制测量网络的覆盖面积相对较小，占位密度相对较大，对测量的精度要求相对较高，采用边角网的方式，创建工程控制网络，在采用GPS定位技术时，能够充分的体现GPS技术精度高、作业时间短、工程耗费低等优势。

(2)PTK碎部测晕以及放样。PTK技术，即载波相位差分技术，采用PTK技术对相位的测量进行处理，能够将基准站收集的载波相位信息传输给用户，用户通过对基准站差分信息进行求差解算，能够准确的找到用户的位置坐标，并将定界标点标出，采用PTK碎部测晕和放样，能够提高测量精度和标定的准确性。

(3)区域差分网络的碎部测量以及放样。当碎部测量出现在区域性的GPS的差分系统中时，基准网和放样会对所有基准站提供差分信息的权，并实现差分的定位，提高PTK接收机标称精度，能够提高PTK测量点的精度，进而提高测量精度。

(4)测量精度评定。采用平面平差基线相对精度统计、基线残差统计、环闭合差统计进行GPS定位中误差统计，100%的点位精度控制在1cm以内，甚至控制在0.5cm以内，如果测量数据合格，则表明基线解算质量良好，GPS技术的测量精度能够满足工程测量的实际要求。

5 结束语

总而言之，GPS技术在工程控制测量中具有测量精度高、自动化程度高、适用范围广、费用低等众多优点，致使其被广泛的推广和应用在工程控制测量中。但是，GPS技术在工程控制测量的实践应用中，对操作要求相对较高，并且随着现代工程测量对精度要求的不断提高，工程控制测量人员应该熟练的掌握GPS技术在工程控制测量中的应用流程，并采取有效的措施提高测量精度，进而为工程的控制测量提供更好的服务。

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