GPS技术在工程测量中的应用及精度分析张连发

GPS技术在工程测量中的应用及精度分析张连发

张连发

武汉市测绘研究院湖北武汉430022

摘要：GPS测量技术因为其本身特点，在多个行业领域有着非常广泛的应用，GPS测量技术将传统测量技术以及现代电子技术有效结合在一起，其实际测量性能有了显著地提升，不仅可以保证工程测量的工作效率，同时还能使测量的精度得到保证，扩大测量的范围，尤其应用在工程测量方面，其价值和作用日益突出。想要提高GPS测量技术在工程测量方面应用有效性，就必须要对GPS测量技术有充分的掌握，本文就此进行了研究分析。

关键词：GPS技术；工程测量；应用；精度

1GPS测量技术的特点

1.1快速定位

GPS技术是一种先进的技术手段，其每一项配置都比较完善，在定位时采用的是实时动态定位模式，定位速度快，而且可以实现实时定位，提供三维坐标，在实际应用的过程中效率较高。同时，观测站之间不需要通视，在选点上可以更加灵活，但是需要注意确保观测站上空的开阔性，以免影响到GPS卫星信号的接收。

1.2全天候观测

GPS技术的特点决定了GPS的观测可以在任何地点、任何时间下实现连续观测，而且通常情况下也不会受天气状况的影响。而且，GPS测量技术的观测时间非常短，GPS控制网下各观测站的观测时间一般在30min左右，通常都不会超过40min，如果在观测时选择快速静态定位法，将会进一步缩短GPS测量技术的观测时间。

1.3定位精度高

定位精度高是GPS测量技术的主要特点，一般情况下，双频GPS接收机的精度约为5mm+1×D，与红外仪表的5mm+5×D相比，精度不相上下，但是在长距离定位上，GPS定位精度的优越性会逐渐显现出来，距离越长越能够显现出GPS定位的高精度、高准确性等特点。

1.4操作简单、便捷

GPS测量技术目前具备极高的自动化程度，在GPS接收机的发展上，越来越趋向于操作简单化、体积小型化，在进行观测时，只需要对中天线并进行整平，在掌握天线高度之后将电源打开，GPS测量技术能够实现自动观测，自动接收到测量信息，从而得到被测点的三维坐标，为观测工作带来了极大的便利。

2GPS技术在工程测量中的应用

2.1控制测量

在实际测量之前，首先确定所选择的测量方法，动态测量与静态测量两种方式各自有着不同的特点和优势，在不同情况下，可以结合实际情况选择相对应的测量方法。比如说针对部分较大得建筑物展开测量时，需要提前建立控制网，在控制网精密性方面有着较高的要求，如桥梁、立交桥等，实际测量过程中都可以选择静态测量方法，在进行一般公路类建筑的测量时，在精密性方面的要求不是很高，这时可以采取动态测量方式展开测量，通过这种测量方式，能够获取实时数据信息，在定位的精度方面会存在有一定的变化，当测量精度满足要求之后，停止测量，整个测量过程更加便捷。

2.2水准测量

在工程测量过程中，水准点的测定具有十分重要的价值和作用。如果选择传统测量方式进行测量，测量之前未做好考察以及运算工作，那么在实际的测量过程中将非常容易有各类不同的漏洞出现，导致测量精度有显著的下降。在水准点测定时，如果存在有偏差情况，那么随着测量距离的增大，施工过程中的误差也会越来越大，进而直接影响到工程的质量。选择GPS测量技术，通过接收卫星信号的方式，能够实现对水准点的准确测定，不仅能够显著提高工程项目施工进度，同时还能使测量精度得到有效保证。因此，在进行工程水准点测量时，选择GPS测量技术，可以使测量效率以及测量精度得到有效保证。

2.3大比例尺地图绘制

在进行建筑施工时，需要实现绘制场地地形图，在进行地形图绘制时，需要结合现场实际情况选择相应的绘制方法，以往在测量过程中，所选测量方法需要花费过长测量时间，同时测量精度很难得到保证。选择GPS测量技术，能够在施工现场任意位置进行数据的采集，每个位置的测量只需要花费1～2min，获取相关参数，之后结合具体特征进行处理，获得更多所需要的数据，最终综合各个方面数据完成大比例尺地图的绘制。

3提高工程测量中GPS技术应用精度的措施

3.1选用适宜的高程拟合数学模型

构建高程模拟数学模型，因为数据换算的关键步骤为对水准面进行模拟，将实际情况演示于模型中。然而该过程有数学计算精度存在，这样便导致正常点与待测点之间会存在较大的偏差。所以，为了使偏差降低，有必要选用适宜的高程拟合数学模型。在实际计算过程中，还会使用到平面拟合法、二次曲面法或多面函数法。结合模型与对比，发现二次曲面模型获取的结果更加精准，不会出现较大的误差。因此，需选用适宜的高程拟合数学模型，并结合数学算法，确保测量的精度。

3.2使用高精度GPS接收仪

在工程测量中，利用GPS技术进行测量，需确保GPS接收仪的质量与精度。测量期间，卫星信号的接收质量会对测量的精度产生一定的影响。如接收仪信号质量较差，会导致测量精度难以得到保障，特别是在户外测量过程中，需对信号质量与地形等原因产生的影响加以重视。因此为保证测量精度，需使用高精度的GPS接收仪。

3.3修正电离层误差

卫星信号容易遭遇大气电离层的影响，这主要是因为大气电离层存在折射和反射信号源的现象，当卫星信号到达地球表面的GPS接收仪时，便出现偏差，进一步导致测量结果存在差距。因此，需对接收仪升级，主要方法包括：（1）可采取多频观测法，经一个固定频道，测量多个不同频道，然后对不同频道所测得的数值经统一分析处理，获取精准的数值，进一步确保工程测量精度得到有效提升。（2）选择合适的电离层模型，采取单频道GPS接收仪的情况下，可应用导航电文所给的电离层模型完成相应的参数计算，进一步和导航电文所提供的电离层模型中数值进行对比，最终确保测量的精准度。（3）采取同步观测方法，即基于同一地方进行多个GPS接收测量仪的设置，在分析比较它们数值差的情况下，分析电离层测量精度，进一步修正测量数值，从而提高测量精度。

3.4其他措施

在应用GPS技术过程中，为了保证工程测量的精度，还有必要注重其他措施的应用，如合理选择测量基站和测量点。在测量过程中大部分地形较为复杂，且大部分地方有磁场存在，这样便会导致接收信号的误差。图1为GPS控制测量数据精度保证流程图，包括测区资料的收集、合理选择基准站、设置流动站、进行外业数据采集、对成果精度进行检核，再进一步对内业数据进行处理，获取控制成果。此外，在工程测量过程中应用GPS技术，还有必要在测量工作开展之前，确保天气状况的合适、优良，如果天气环境较差，测量精度容易受到影响。

结束语：综上所述，本文对工程测量中GPS测量技术的实际应用进行了深入探讨，由于GPS技术具备较大的优势，因此，目前在工程测量过程中的应用是十分广泛的，GPS能够实现快速定位与实时定位、全天候观测，并且定位精度较高、操作起来十分简便，在众多领域都有着重要作用。随着工程建设项目的增多，工程测量中GPS测量技术的应用将会越来越广泛，因此，必须要加强对GPS测量技术的研究，从而推动我国工程测量技术的发展。

参考文献：

[1]慕林利.工程测量与地理信息结合与应用[J].江西建材，2018（01）：182+184.

[2]祖延泽，宋沛键.测绘新技术在测绘工程测量中的应用分析[J].信息记录材料，2018，19（02）：241-242.