工程测量中GNSS测量技术的运用

工程测量中GNSS测量技术的运用

丁勇胜

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摘要：当前，GNSS定位技术在经典测量技术领域实现了一项重要的突破，为该领域的发展带来了深远的影响。这种定位方式能够提供厘米级精度，而且操作简单，具有较高的可靠性和稳定性。该定位技术在测量理论和方法方面经历了深刻的变革，同时也渗透到测量学和其他学科中，为现代测绘科学技术的发展提供了有力的推动。在当前的社会发展中，我国经济建设取得了显着的成就，这也就为工程测量领域带来了新的挑战与机遇。在本文中，我们将对GNSS测量技术在工程测量领域的应用进行深入探讨。

关键词：工程测量；GNSS测量技术；应用；探讨

1GNSS测量技术原理和特点

1.1原理

在20世纪70年代，全球卫星导航系统（Global Navigation Satellite System，简称GNSS）由美国开始研究开发，历时20年，耗资200亿美元，最终于1994年全面建成，该系统能够实现对海陆空的全方位实时三维导航与定位，是一种全新的卫星导航与定位系统。它具有全天时、高精度和高可靠性等优点，被广泛用于军事领域、民用方面以及其他需要精确定位的行业中，为国家安全提供保障。全球定位系统以其全天候、高精度、易操作、高效益等优点，深受广大测绘从业者的信赖。目前，我国已经将其应用于工程测量中，并且取得了良好的效果，但是还存在许多不足之处。GNSS卫星导航定位系统运用距离交会法，以实现高精度的定位和导航。它将多个具有相同时间间隔的卫星发射的信号汇集到同一地点，再经过处理后得到一个特定时间段内所有相邻两星之间相对于地面坐标系中的坐标值。在指定的位置安装GNSS接收器，同时接收三颗以上的GNSS卫星发出的导航电文，通过一系列数据处理和计算，可以计算出GNSS接收器与GNSS卫星之间的距离，并通过接收卫星星历获取这些卫星在空间中的位置（三维坐标）。

1.2特点

1.2.1测站之间无需通视

为了确保GNSS系统在接收卫星信号时不会受到干扰，需要对测站的上部空间进行开阔处理，以保证各测站间的通视需求得到满足，由于其独特的特性，该特性为测量工程节省了相当可观的造标成本。同时，它还能保证所建模型和解算结果具有较高的精度。由于各个测站无需进行通视，因此点位的选择变得非常灵活、方便，可以根据具体工程的需求来选择位置，避免了大地网测量中需要进行过渡点和传算点的测量工作。

1.2.2操作简便

随着GNSS测量系统接收机的不断改进和完善，其自动化水平也在逐步提升：接收机的体积逐渐缩小，重量逐渐减轻，从而有效缓解了外业测量人员的工作压力和劳动强度。目前，GNSS接收机已经朝着小型化和操作简便化的方向发展，测量工作人员只需将天线对中、整平，测量天线高度并打开电源，即可进行自动观测。对所获得的数据，使用各种数据处理软件进行处理，从而得出测点三维坐标。这样就大大地节省了大量时间，提高了工作效率。

2GNSS测量技术在工程测量中的应用

2.1准动态测量

在已知的测站上安装一台GNSS接收器，以作为基准站，对所有可见卫星进行连续跟踪，移动站的位置固定不变，移动站的接收机在初始化后，依次前往各个待测测站，以便对每个站点的历元数据进行观测。通过比较各历元数据与基准站坐标之间的误差来计算出该次测定结果是否可信。与快速静态不同，这种方法要求移动站在搬站过程中不能失锁，必须先在已知点或以其他方式进行初始化，以确保操作的安全性和可靠性。由于该模式具有很高的可靠性和稳定性，所以被广泛地应用于测绘领域中对地面控制点位置精度要求不高的情况下，尤其适用于大区域范围的精密定轨工作。

2.2工程测绘中对GNSS测绘技术可以有效监测工程变形

在工程建设的过程中，无论是自然因素还是人为因素，都有可能导致工程发生形态上的变化，所以需要进行监测和分析工程的变形情况，为后期工程施工提供一定的依据。GNSS测绘技术在工程变形测量中的应用，为我们提供了更加精准的测量数据，从而使我们对工程变形有了更加深入的认识。通过该方法可以得到更精确的数据，为相关人员提供更好地依据和参考，避免不必要的损失。此外，运用数据传输技术，实现对测量数据的高效采集，从而提升数据的准确性，使工作人员能够更加精准地判断工程变形情况，这项技术还能有效的提升工作效率，节省人力成本，从而保证工程安全顺利实施。

2.3虚拟现实技术应用

在以往的工程测绘中，所需处理的任务种类繁多，不仅难度较高，而且容易受到外部环境变化的干扰，从而影响测绘工作的顺利进行。尤其是当前我国科学技术水平不断提高，各种新型测量仪器也被广泛使用，这使得传统测绘方法已经难以满足现代社会发展需要，因此，必须要采用更为先进的测绘手段和工具。在进行野外测绘时，若遭遇沙尘、阴雨等恶劣天气，或在陡峭的山崖上从事作业，不仅难以获得精确的测绘数据，还可能对人身安全和设备安全构成潜在风险。这一系列情况给工程测量带来了极大挑战。GNSS测绘技术在工程测绘中的应用，能够有效地应对这些问题，避免潜在的负面影响，从而降低相关风险。本文主要分析了如何利用计算机三维动画仿真技术实现三维模型构建。利用计算机软件的便捷条件，构建三维立体图像，以更加直观的方式观察图像，并将仿真技术应用于测绘工程中，以确保每个细节都得到全面呈现。利用仿真软件绘制出真实环境下的地面模型图和建筑物等相关信息，这样不仅提高了工作效率，也减少了成本投入，具有一定的现实意义。在进行地形勘察时，借助三维立体图像的搭建，以观察工程细节为基础，从而确保测绘数据的精准性和可靠性。为了保障施工质量和施工进度，必须要加强测绘工程现场管理，确保每个环节均能有序展开，才能最大程度上发挥出测绘作用，测绘工作人员有责任及时发现并记录最重要的安全问题，通过深入讨论提出切实可行的解决方案，以最大限度地降低意外事故发生的概率，从而预防潜在风险，避免造成更为严重的经济损失。

2.4实现动态测量

通过实时动态测量，我们可以实时获取高精度的测量数据，从而获得更加准确的测量结果。一种具体的操作方式是，在已知的测站上建立GNSS基准站接收机和数据链，对所有可见卫星进行连续跟踪，并通过数据链将数据传输至移动站。移动站接收机利用移动站数据链接收基准站传输的数据，并在机上进行实时处理，以获取移动站高精度的位置信息。这样就可以把基准站提供给移动站的精密定位信息转换成移动站机自身所需要的相对定位精度，DGNSS是一种实时差分测量方法，其精度可达亚米级到米级。该方法通过数据链将基准站上测量得到的RTCM数据传输至移动站，移动站在接收到数据后自动进行解算，从而得到经过差分改正后的坐标，这样就可以获得从地面到高空各个高度任意时刻的精确定位信息。RTK是一项基于载波相位观测量的实时差分GNSS测量技术，它为GNSS测量领域带来了一次全新的突破。目前，我国大部分地区都已经使用了这种测量方法，通常情况下，该方法的测量精度大约为2厘米左右。

结束语

随着对工程测量精度要求的不断提高，GNSS技术的应用范围也日益扩大，然而，随着传统测量仪器的局限性逐渐凸显，GNSS技术所具备的优势也变得更加显著。GNSS在我国的大型桥梁工程和高级公路工程中，以惊人的速度实现了高精度的测量和定位。随着GNSS静态和动态相对定位技术的日益成熟，可以预见未来在工程测量领域，GNSS技术将成为主导的测量工具。

参考文献：

[1]袁心.无人机遥感技术在测绘工程测量中的应用研究[J].黑龙江环境通报,2022,35(04):71-74.

[2]肖秋敏.浅析测绘新技术在建筑工程测量中的应用探讨[J].城市建设理论研究(电子版),2022(32):97-99.