工程测量中的 GPS 技术工程测量

工程测量中的 GPS 技术工程测量

姜宏超

身份证号：422126198903281014

摘要：随着科学技术的飞速发展，我国各个领域的发展都在逐步采用现代科学，科技要素更好地促进了经济的快速发展。GPS技术作为近年来逐渐兴起的最新科学定位导航技术，一经出现就受到了各个领域的广泛关注，并在各个领域迅速普及，取得了巨大的成功。本文主要分析和分析介绍了GPS技术在工程测量中的应用，并提出了相应的观点以供参考。

[关键词] GPS；工程研究；优势；应用介绍

GPS定位是利用卫星建立的具有24小时不间断监测和全球定位导航能力的无线电导航定位系统。适用于海、陆、空等多种应用环境，可为各类用户提供非常高精度的速度参数、时间参数、三维坐标参数。GPS 技术是许多测量员的首选，因为它可以提供3D坐标，不需要测量站之间的视线，并且可以全天24小时运行。随着技术的发展，GPS测量技术完全取代传统测量方法只是时间问题。

一、GPS技术简介

1.GPS技术，正式名称为全球定位系统。顾名思义，它是一个用于全球定位和导航的系统。其主要目的是提供实时、全天候、全球导航。虽然它活跃于陆、海、空三大领域，但GPS技术具有军事背景，因此也被用于军事目的。近年来，随着GPS卫星部署的落地，定位系统得到了充分利用，取得了很好的效果。随着科技水平的不断提高，除了定位和导航，GPS技术将逐渐延伸其功能，向超速预警、测绘、车辆管理等全面进入。近年来，日本也进行了定位系统的研究，开发了北斗导航系统。它为各种任务提供了极大的便利。

2. GPS测量的技术特点

与传统的测量方法相比，GPS 测量具有许多优点。

2.1 适应性强，定位精度高

传统模式下，项目测量方式易受外界环境影响，全天候测量难度更大，工作效率极低。GPS技术适应性强，不易受外界环境影响，可以全天工作，大大提高工作效率。在测量项目时，GPS技术能够适应强大的外部环境，具有很强的适应性。将该技术应用于工程测量，红外测距仪的标称精度为5mm+5×D，而典型的双频GPS接收机的参考分辨率精度为5mm+1×D。精度随着距离的增加， GPS测量的优势越来越明显，可以精确定位范围，所以测量的精度很高。

2.2 应用灵活，测量时间短

GPS测量的自动化程度高。目前，GPS接收机已经变得更小、更容易操作，观测者只需对准和调平天线、测量天线高度、打开电源即可进行自动观测。数据使用软件处理，测点3D坐标。将该技术用于工程测量，可以显着减少前期测量时间，有效保证项目的整体进度。由于不需要测量站之间的视线，点的选择变得更加灵活和方便。但是，基站上方的天空必须开阔，这样才能不受干扰地接收 GPS 卫星信号。使用GPS构建控制网时，每个站点的观测时间一般为30～40分钟左右。

2.3 全天候运行

GPS系统可以覆盖地球的每一个角落，并且可以随时连续运行，地点和时间基本不受天气影响。正是由于以上优点，GPS测量技术在矿产开采、桥梁基础设施建设等工程项目中得到广泛应用，其应用已渗透到各个领域。

二、GPS技术在工程测量中的应用

1. 进行彻底的初步调查

良好的初步调查是使用 GPS 技术进行异地测量的先决条件。为了进行准确的定位定位，需要了解建设项目的周边情况，收集相关数据，制定具体的观测方案。此外，在测量项目时，测量师也是影响项目的重要因素。因此，操作人员应具有较强的专业技能和相对熟练的机器操作水平，以确保在使用机械设备时，具体的测量步骤是按照特定的标准和规范进行的。另外，在进行测量时把握好测量的时机，可以充分保证观测实践和数值观测的准确性。

2.GPS测量的现场实施

(1)选点。选择接收设备安装方便、视野开阔的位置。选择点时应考虑以下重要因素：每个点最好与特定点对齐，这允许它继续用于后续测量，不得有仰角大于15°的障碍物。将它们放在您的视野周围，这样它们就不会阻挡或吸收您的信号。点附近不应有强无线电辐射源（电视台、微波站等），距离不应小于200m，与高压线的距离不应小于50m，以免电磁场对信号产生干扰，削弱多径效应的影响。点位应选择在交通方便、稳定的位置。为便于观察和日后使用，地面基础、便于存放、便于延伸和衔接其他观察方法；必须坚固、稳固、填满点。

(2) 观察。野外观测主要包括天线安装、开机观测、气象参数确定、观测记录等。然后，及时将数据传输到存储设备，观察员填写观察手册。

3.数据处理

GPS接收器记录的观测数据发送到存储设备后，数据必须被拆分。即从原始记录中解码出各种数据，去除无效观测和冗余信息，生成星历文件、观测文件和台站信息。文件等统一数据文件格式，将不同类型接收机的数据记录格式、项目、采样密度、观测数据单位统一为标准化文件格式，统一处理。为了对观测期间的卫星轨道进行归一化，我们使用多项式拟合方法对每小时从GPS卫星传输的轨道参数进行平滑处理，检测周跳并修复载波相位观测值。通过向GPS观测添加对流层校正和向单频接收观测添加电离层校正，对观测进行所需的更改。预处理的主要目的是净化观测值，提高观测值的准确性。常用的数据处理软件采用站星双差观测。

三、GPS定位误差分析

1.空间卫星误差。空间卫星误差主要分为四种误差：一是卫星星历误差，二是卫星钟差误差，三是卫星轨道误差，四是卫星设备延时误差。其中，GPS定位系统在进行定位测量时最容易出现的误差就是卫星轨道误差。在测量过程中，降低卫星轨道误差的方法有3种：一种是忽略轨道误差，主要是利用导航电文中获取的卫星轨道信息作为参考，将卫星轨道误差忽略。总之，该方法仅适用于精度不高的实时单点定位项目；将参考数据应用于表征卫星轨道偏差的修正数据。把这些数据当作常数，并入其他未知数一起求解的方法；是一种观察的方法然后它减少了卫星轨道误差对 GPS 定位测量的影响。该方法在高精度相对定位工程中广为人知并得到应用。

2. 结构本身造成的误差；在施工期间，由计算机操作员在测量过程中，部分操作程序没有达到配置要求，导致天线中心误差、天线相位中心偏差、定位精度指标等CQ值出现误差。

3.制作大比例尺地图

测绘任务一般都需要GPS定位系统的有效应用。项目正式建设前，应提前编制项目区地形图，以便有效掌握项目建设过程中可能受到影响的因素。GPS动态测量为整个项目提供准确的状态数据。最后，通过正确使用绘图软件，可以准确绘制地形图。因此具有数据采集效率高、准确率高、速度快等优点。

结论

综上所述，现阶段我国技术勘测引入最新的GPS技术，将大大提高勘测工作的准确性，对提高整体效率很容易起到非常有效的作用，但是由于GPS技术的科技含量比较高，所以整体应用的时候需要注意的点比较多，了解今后我国的技术研究工作，对我国社会主义现代化建设和发展发挥一定的推动作用，进一步推动。

参考

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[3] 黄可. 浅谈GPS技术在工程测量中的应用及精度[J]. 大科技, 2015(29): 194 -194, 195.

[4]赵俊田,刘方元.GPS技术在工程测量中的应用及精度分析[J].江西建材,2016,(04).