探讨工程测量GPS测量技术应用刘威

探讨工程测量GPS测量技术应用刘威

刘威

河北省水利水电勘测设计研究院河北石家庄050000

摘要：随着通信技术的发展，GPS技术在工程测量中得到了广泛的应用。它在应用过程中具有效率高、精度高等优点。

关键词：全球定位系统；GPS测量技术；工程测量；应用

引言

GPS技术有效地将传统测量技术与现代信息通信技术相结合，可以有效地提高工程测量的性能和质量，并且可以有效地保证测量范围、测量效率和测量精度。然而，尽管中国在GPS技术方面取得了巨大进步，但在实际应用中仍存在一些问题，这严重阻碍了GPS技术在工程测量中的价值。相关部门需要加强技术研究，为具体建设提供保障。

1GPS技术概述

1.1GPS技术主要构成

GPS主要为构成为三个部分，分别为观测卫星、监控系统、卫星信号接收等三个阶段。观测卫星是基础工程，我国可在太空中一次发射多颗卫星，为GPS应用奠定了良好基础。监控系统是指卫星接收装置对GPS信号进行反馈，是给GPS技术构成的关键要素，

1.2GPS技术应用优势

1.2.1测量效率高

GPS技术能够在很短时间内确定工程需要测量位置，在测量阶段减少了人工测量所需要的时间，能够优化整体资源效率。传统的测量主要依靠人工进行，会消耗大量的时间，在地势特征比较复杂的地区，甚至会造成一定的安全隐患。GPS技术不仅可以缩短测量所需时间，还可以减少测量中的人工成本的投资，减少了人力资源消耗，对于提高工程效率、提高工程收益具有积极意义。

1.2.2测量精度高

除了在测量效率上具有一定优势之外，GPS技术在测量精度上也比较高。随着卫星技术的不断完善，其精度也会越来越高。以目前技术而言，卫星定位在静态定位上可以达到毫米距离，在动态测量中也可以将误差缩小在厘米之间。在传统测量技术中，误差是必然存在的，GPS技术在建筑工程中应用比较广泛，能够有效保障建筑物施工质量，减少因测量而造成施工误差的情况。

1.2.3实时测量法

GPS技术最大的应用优势在与可以实现工程的实时测量。测量人员可以自主安排在测量实践，并不受空间地域的限制，传统的测量会受到各种天气因素、环境因素影响，甚至会因恶劣的自然环境而产生误差。GPS技术能够有效解决时间问题以及环境问题，可以有效降低工程测量所需的成本，并以实时测量方式为测量工作提供了极大的便利条件。

1.2.4观测较便捷

GPS技术具备观测技术，通过对卫星数据的科学整理以及分析，可以得到工程所需的测量参数，并降低测量难度。传统施工技术需要将测量设备搬至施工现场，在测量控制上也十分困难，而GPS技术的实施观测功能，为工程测量工作带来了极大的便利条件。

2GPS控制测量高程精度的影响因素

2.1GPS大地高测量精度

影响GPS大地高测量精度的影响因素主要是卫星误差，包括卫星钟差、一级卫星星历误差以及信号传递延迟等。信号传递延迟主要指的是信号经过大气层时产生的对流层延迟效应和电离层延迟效应。同时，在进行GPS静态测量时，控制点的准确性、信号接收设备的数量以及采样观测时间也会在一定程度上影响大地高的测量精度。而在实际测量中，不仅信号接收设备的数量要求和观测时间要求得不到满足，控制点的准确性也难以得到有效保障，因此，GPS测量技术的高程精度一直存在较大的误差。

2.2公共点几何水准测量精度

几何水准测量得到高为正常高，而大地高的数学计算方法为正常高与高程异常的和，因此，公共点几何水准测量精度对大地高的获取有十分重要的影响。而传统的测量工作中，由于测量周期长、测量成本高，并且受环境影响较大，利用传统方法得到的几何水准线精度通常精度较低，那么GPS控制测量的高程精度很容易出现误差。

2.3GPS高程拟合方法

GPS高程拟合法即利用已知点的大地高和正常高计算得到的高程异常值拟合得到大地水准面，然后以此为基础进行未知测量点的高程异常值计算，最终得到测量点大地高的方法。在实际测量工作中，尤其是一些复杂区域，往往难以有效保证水准高程值的精度，因此，需要用高程拟合法进行未知点的高程计算，而拟合模型的不同，其高程计算结果也不尽相同，因此，若高程拟合模型不合适，必然会导致较大的高程误差。

3加强应用GPS技术测量高程的精度控制的有效措施

3.1优化大地高测量方法

为了保证GPS定位测量技术高程观测数据的准确度：①相关测量人员应结合整体测量工程要求，选择合理的测量位置。在具体的大地高观测点选择时，可依据具体工程测量环境，制定多种站址选择方案。然后依据GPS定位测量站之间距离情况，选择合理的观测位置；②在工程GPS定位测量技术应用过程中，同步观测量求差方法的应用可以有效提高整体测量精确度。同步观测量求差的方法主要是依据相关理论数据，在保证观测站点间距离小于20km的前提下，两个同步观测站点间卫星星历误差、电离层、对流层等相关影响因素可忽略不计。这种情况下，就可以通过同步求差法将已存在的误差进行进一步缩小，从而得出较为准确的大地高数值。需要注意的是，在同步求差法应用过程中，应保证GPS定位测量观测站点间距离在20km以内，即同步观测模式；③天线高度的精确量取也是GPS定位测量技术大地高测量精度控制的重要方面。在户外测量过程中，GPS定位测量技术主要以天线斜高为测量值，然后结合天线圆盘120°为间隔分量结果。通过三个方向天线高的测量，可将整体测量结果误差控制在3.1mm以下。通过三个方面天线高测量平均值的计算可获得较为准确的测量数据。需要注意的是，在实际测量过程中，由于户外作业天线类型具有一定区别，其相位中心高度也会有不同的特点，因此在实际测量环节可依据户外作业天线类型特点设定合理的相位中心高度标准。

3.2完善高程拟合数学模型

在实际工程测量过程中，数学曲面构件拟合似大地水准面方法为应用频率较高的工程测量方法。而针对现阶段数学模型应用情况，在实际高程拟合数学模型应用过程中，可在以往二次曲面拟合的基础上，根据测量环境的变化，综合采用平面拟合、样条函数、多面函数等拟合措施，从而得到精确度较高的高程数值。在实际高程拟合数据模型应用过程中，可以通过其他控制点高精度高程值的控制，进行控制点的布设，从而在保证高程起算点稳定性的同时，提高测量精确度。在实际拟合水准点布设过程中，可在以往4个卫星布设点设置的基础上，采用6个以上的卫星测量点。或者依据工程测量地形变化情况，进行分区高程拟合模型的设置，保证高程拟合精度的有效提升。

3.3测量基站与测量点的选择

一般情况下，对GPS观测站的选择并没有明确的可视度要求，但是，观测站选择的科学性和合理性也十分必要。举例来说，某地由于地形复杂、地下物质密度也不合格，这就导致该区域的大多数的地方存在磁场，这种情况会严重影响GPS接收机对卫星信号的接收。因此，实际测量时，需要选择合适的区域进行测量，并且需要确保基地位置的准确性，进而确保工程测量的质量。

结语

总而言之，GPS测量技术虽然得到了一定的普及，但是在当前的高程精度测量中依然存在一些问题，需要相关工作人员重视并加以研究，进而在实际测量中对影响测量精度的因素进行较全面的控制，提高测量精度，促进工程项目建设质量的提升。

参考文献：

[1]陈茂.GPS测量技术在水利水电工程测量中的应用实践研究[J].建材与装饰，2018（28）：208~209.

[2]韩涛，黄如金.基于CORS系统下GPS测量技术在工程测量中的应用[J].智能城市，2018，4（04）：50~51.