GPS在精密工程测量中的应用研究

胡建军 张超

摘 要：伴随当前我国经济发展速度进一步加快，工程项目也在逐步增多，GPS技术在测量行业应用非常广泛，在技术方面也越来越完善，除了可以在一些普通工程当中进行测量之外，GPS技术还可以在一些精密的工程测量当中进行使用。和一些普通GPS控制测量相比，GPS精密工程测量在外业测量、数据处理等诸多方面都有一定的差异，所以相关人员一定要将这个技术的优势充分的发挥出来，对相关领域进行深入的研究，保证让测量数据的可靠性和精确性提高，加快精密测量行业的快速稳定发展。

关键词：GPS；精密工程测量；应用；坐标基准

1GPS系统的构成

GPS系统主要是由地面监控站、天上的卫星和用户设备三个部分组成。空间卫星并非只是一个卫星，而是有很多卫星组合而成的，通常条件来说需要有正常运行的21顆人造卫星以及三颗备用的在轨卫星共同组成。在这些卫星运行的过程中在各个轨道平面当中均匀的分布，这样就可以让GPS用户在任何时间任何地点都能够观测到6颗以上的卫星。最多的时候可以观测到9颗卫星，这样就可以24小时不间断对卫星的无线电载波进行接收。在卫星信息定位的过程中，卫星是动态的已知点，而且同步卫星可以与地球的自转同步运动。

在整个控制系统当中，地面监控站也是非常重要的，一个GPS监控站，分为5个监测站、3个注入站以及1个主控站。在全球的各个区域当中分布，简而言之，主控站主要用于对GPS卫星发送到地球的各种数据进行接收，并且对这些数据进行汇编和处理，将处理好的数据向注入站当中发送，注入站对这些数据进行处理，接着向卫星当中发送，并且进行存储。

GPS接收站是计算机和数据软件等终端设备共同组成的设备，整套用户设备可以对卫星信号进行捕捉，并且对卫星的运行情况进行跟踪，终端设备当中的相关软件可以有效的分析获得的信号，并且通过计算获取在地球上的三维坐标，进而进行定位，用户设备在GPS定位系统当中是非常重要的一个部分。

2关于GPS定位技术的技术特性分析

在当前GPS定位技术是一种系统化的定位技术，在进行精密工程测量的时候，其技术特点如下所示。

首先在测量的过程中，其区域范围较小，而且网中基线相对较短，一般来说需要将其控制在5公里以内，另外在工作的过程中，GPS接收机卫星信号通常条件下也会出现一些误差特性，比如说对流层折射误差、卫星钟差等。通过相关的差分计算，可以有效的控制和抵消出现的公共误差，通过GPS定位技术可以合理的对观测方案进行制定，保证设计方案的规范化，可以获得精准的测量结果。

其次，可以使用精密卫星星历在精密定位的条件下，合理的对精密卫星星历进行使用，通过这样的方式可以有效的获取卫星轨道信息、GPS卫星轨道参数等相关信号，可以保证对测量误差进行控制，并且让测量值的精确度提高。

第三，很容易获得较高的相对精度。在wgs84坐标的条件下，通过GPS测量技术能够获得较好的相对精度，如果采用的测量方法较为合适，有机的结合一些数据处理技术，在通过网平差之后可以保证GPS的相对精度达到毫米级，另外如果细化测量技术，甚至可以达到亚毫米级，这样可以符合精密工程测量的具体需要。

第四，可以灵活的选择工作点，在通视方面的要求不严格，通过常规测量方式进行测量的过程中，需要保证相邻侧观测点相互通视，这样在工作的过程中就会出现很大的制约，另外还需要让连接点增加，通过这样的方式符合要求不单单会造成工作量大幅度增加，还会对精确度产生影响，而通过GPS技术进行测量不需要对各个点间的通视条件进行考虑，让选取工作点的灵活度大幅度提高，可以确保测量的精确性。

最后，自动化程度较高，可以全天候的进行自动观测。GPS技术是一种单纯系统，简而言之用户只需要进行GPS信号的处理就可以让昼夜观测得以实现，就算是在有雾或者小雨的条件下，常规观测无法进行，GPS技术的应用也不会受到较大的影响力，与此同时，GPS定位技术还能够简便的进行外业观测，利用计算机来进行信号的内业处理，这样可以获得较为准确的数据，而且在操作过程中具有较高的效率，而且成本较低，优势非常明显。

3GPS在精密工程测量中的应用

精密工程当中通过GPS定位技术的使用可以有效的提高测量工作的工作效率，让人员的劳动量降低，在进行工程测量的过程中具有非常重要的意义，一定要重视GPS在精密工程测量中的应用。

3.1建立精密工程控制网

在进行精密工程测量的过程中，控制网具有覆盖面积小，而且点位密度较大，精确度较高等诸多优点，与项目工程的性质和规模相结合，合理的确定精密控制网的网型以及精度。在精密工程网当中，一般条件下使用的是边角网，可以为工程的维护管理和施工打下坚实的基础，精密工程测量的过程中合理的对GPS技术进行使用，能够形成完善的工程控制网，主要包含了隧道工程控制网、变形测量控制网等。

在进行精密工程控制网建设的过程中，GPS技术的优势非常明显，可以通过载波相位静态拆分技术进一步提升测量的精确度，在精密工程控制网监理的时候，合理的这GPS进行应用，可以让点位选择范围扩大，让测量时间大幅度缩短，并且有效的提升控制网的质量。与此同时，这种技术在测量的过程中可以节约建设成本，可以让测量的费用大幅度降低，尤其是在一些隧道工程及道路工程。在测量过程中，通过GPS技术能够将控制网纵向过长或者横向过短等问题有效的解决。在此过程中可以通过GPS点形成三角锁，保证长距离路线坐标的一致性。与此同时，在一些隧道地铁等地下工程施工的过程中，贯通速度和贯通精度是非常关键的，通过GPS技术可以有效的建立地下工程控制网，有效的解决出现的一些问题，尤其是纵向跨度过大的问题，保证工程在建设的过程中具有较高的贯通速度和贯通精度。

3.2设置GPS基线向量网

GPS基线向量网需要重视观测前后的设置。在观测工作开始之前一定要与实际情况相结合，合理的进行GPS测量方案的制定。在方案内容当中，重视测量目的测量的范围以及相关的人员。在确定相关要求之后还需要注意对工程建设后期的数据进行分析，比如说资金的限制、工期的要求等。依照相关的规范进行工程测量技术方案的编制，加强前期准备的工作。在准备的过程中，需要注意相关细节，在方案编制的过程中需要加强整体化、规范化、合理化。

要进行测量的过程中，需要安排相应的人员进行测量和选点埋石等相关工作。在测区进行GPS精密测量的过程中，首先需要熟悉测区点位的具体情况，主要包含了测区的交通情况、点位位置，防止在测量的过程中出现一定的麻烦，需要对卫星预报进行仔细的研究，在此条件下合理的选择观测的时间点，并且与观测的进度以及卫星的具体情况相结合，优化调整精密工程测量方案，派出专门的人员进行外业测量，还需要及时的对外业数据进行收集和获取。

在测量的后期一定要注意测量数据结果进行认真的分析评估，通过外业观测对基线向量的质量进行调查，并且获取相关控制点内部各点坐标，对GPS控制网的整体数据进行研究和分析，进一步总结相关的技术和经验，并且对获得的成果进行分析和验收，保证获取的数据符合要求。

结束语

和传统的测量技术相比，GPS定位技术不管是在适用性方面还是在精确度方面都有非常明显的优势，可以让工程测量过程中的出现的问题得到有效的解决，让工程测量的效率和质量大幅度提高。

参考文献：

[1] 柳云龙.GPS定位技术在精密工程测量中的应用研究[J].科技与企业，2016（2）：122-123.

[2] 周长军，高新颖.GPS在工程测量中的应用及对其发展趋势的展望[C]//河南省学术年会.2009.

（作者单位：上海振华重工（股份）有限公司长兴分公司）