工程测量GNSS测量技术

工程测量GNSS测量技术

林丽蓉

身份证号：440508198408220725

摘要：随着北斗、GLONASS、GAILEO等卫星的不断发射，GPS技术的现代化速度不断提高，GNSS卫星静止测量、RTK测量等技术正逐步进入人们的日常生活，并不断与其他学科相互融合，其应用范围将日益扩大。在此基础上， GNSS技术在工程测绘中的应用将会得到更为广泛的发展。

关键词： GNSS; GNSS测量；技术

引言

在实践中， GNSS不仅可以获得准确的位置信息，而且可以为观测人员提供磁场、时间、速度等信息。要实现 GNSS测量技术在工程测绘领域的有效利用，就必须按照具体的技术需求，不断完善 GNSS测量技术，提高 GNSS测量质量，并逐渐扩大 GNSS测量的应用领域。

一、 GNSS测量技术的基本特征

（一）GNSS系统并不要求每个测量点都具有一定的干涉性，只要求在地面上有一定的空域，因此，GNSS系统不要求每个测量点都具有一定的相关性。从而使招标费用大幅度下降。另外就是可以按照特定的环境进行布置，这样就能极大地降低埋石的困难程度。

（二）高度精确的位置

目前，基于双频率的 GNSS系统，其定位精度一般为5 mm+1 ppm。从实际应用中可以看出， GNSS的定位基线在30 km以内时，可以实现毫米级别的定位精度。

（三）观察的时间短

利用 GNSS网进行野外观测，例如 E级 GPS网，每个站点观测需要40多分钟，而如果使用“快静”方法，观测时间将大幅缩短。但如果采用的是动态的方法，那么在几秒钟之内，就可以确定位置。

（四）三维座标的即时传递

传统的地基位置和高程数据是相互独立的， GNSS不但可以进行地基位置，而且可以通过地基数据获取地基的地高，并通过地基数据的拟合获得地基的基准高。

（五）很容易操纵

随着全球导航卫星导航技术的不断完善，以及其本身的自动控制能力也在不断提升。而最明显的改变便是，接收装置的体积变得更小，这样不仅可以减轻他们的负担，而且还可以大大提高他们的接收功率。如今 GNSS的接收设备已经变得非常的简陋，操作起来也非常的简便，就是调试好天线，测好高度，然后启动。文中还给出了实验结果。并且， GNSS可以在任何时间、任何地点进行观测，通常来说，外界的气候和外界的气候并不会对 GNSS造成多大的影响。

二、操作原则

GNSS数据反映的是其他气象站点（或流动站点）与基准站点在空间上的定位联系。虽然 GNSS使用的是WGS-84，但是，在实践中，一般使用的是国家或地域（下文称为地域）的定位系统。在坐标系中，坐标系之间存在着一定的差别，因此必须对坐标系进行变换才能得到对应坐标系的坐标。在进行测量时，参考站的一系列数据均为已知的数据，参考站与各流动站同时对同组卫星进行了观测，观测结束后，参考站将所观测的信息与已知的数据，通过无线电波向各流动站发送。在收到参考站的数据后，各流动站迅速进行基线解算、平差、坐标系转换，并给出所测点的测区坐标。

三、全球导航卫星系统测绘技术在工程测绘中的运用

（一）拟动态性测定

这种方式把 GNSS接收端放置在某一静止位置，以此位置作为参考点，对所有被观察的卫星作连续追踪。在开始时，由各移动站的接收机依次前往各测试站，并在各测试站观测一定年份内的数据。与常规“快静止”方法不同，这种方法仅需观测时间点的改变，并且需要在固定的位置进行移动，或使用其它初值。此模式可应用于开阔区的加密性控制、工程位置、断面、线等的测定。应该注意的是，这一方法必须确保在观测期内能够观测到的卫星不少于5颗；流点离参考点应保持在20 km以内。另外，也存在着一种持续的动态观察，这就是这一模式。此项观察是将受检者置于一个参考位置，以连续跟踪所有可见的人造卫星。接收机自开始运行至继续运行期间，需要定期收集一次数据。这一方法可用于高精度地测定物体运动轨迹、公路中线、地形、河道等。

（二）GNSS在工程测量中的应用，能对工程测量进行有效的测量

在建设期间，因自然灾害及人为因素的作用，将导致土石坝产生一定的变形。应用 GNSS测绘技术，能够获得更加准确的测量数据，加深对土体变形变化的认识。通过采用信息传输技术，可以使实测数据在较短时间内被收集到，为施工单位提供更为准确的信息，进而对施工过程中产生的影响作出更为准确的判定。由于 GNSS制图技术的应用领域较广，能够适应多种情况，所以该技术能够在多种情况下进行高精度制图。

（三）应用 RTK进行断块定位

RTK技术，也叫载波相位差技术，是一种利用微分原理实现两个台站同时测量的方法。其工作机制是：将基准站得到的载波信号传送给用户，用户根据基准站得到的差异数据，经求差得到用户所在位置的空间座标。RTK技术是一种应用于测绘等领域的一种新技术。在 RTK测绘中，只要有一名工作人员，通过将 GNSS接收端和基准站连接起来，即可确定各特征点的位置，然后将各特征点的编号录入到 RTK中。对工作区域进行了详细的调查，并将调查结果录入计算机，然后利用专业的制图软件，配合适当的人手，完成最后的工作。

（四）在水准测量中的运用

目前，我国在建设高精度的施工过程中，普遍使用的是高精度的施工技术，但这种技术也有其不足之处，即现场施工工作量大，且受地形、通视和外部条件的影响较大。全球导航卫星系统的精度由两部分组成：一是使用全球导航卫星系统获得的地球表面高；二是结合其它方法获得的地面引力资料，与 GNSS卫星资料和精密水准资料相结合，建立高精度的、高分辨率的、高精度的区域内高精度水平线。

（五）Virtual Relationship技术

以往的工程测绘工作涉及的工作很多，不仅难度大，还会因外界环境变化而影响测绘工作的开展。例如，在户外测绘过程中，一旦遇到沙尘、雨水天气，或者遇到悬崖峭壁等情况，不但会导致测绘资料丢失，而且还会对人员和装备造成威胁。而在实际应用中，采用 GNSS观测技术，可有效规避以上不利因素，降低观测的风险性。通过便利的计算机软件构建三维立体图像，更好地观测图像，并在绘制工程中应用仿真技术，使每一个细节都能得到完整的呈现。

结语

目前，GNSS的定位技术是常规测距技术的重大突破。这种新的测距技术不仅是一种新的测距原理与方法，也是一种新的测距学与其他学科交叉融合的新技术，对促进现代测距科技的发展具有重要意义。

参考文献

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