浅谈GPS技术在工程测量中的应用

摘　要：基于理论分析和实践，本文介绍了GPS技术的基本原理、GPS技术应用的优点和GPS定位技术在工程测量中的应用分析，随着科学的发展，GPS技术应用前景将更加广阔。

关键词：GPS定位，RTK，工程测量
一．GPS构成
　　GPS主要由空间卫星星座、地面监控站及用户设备三部分构成。
　　（1）GPS的空间部分是由24颗工作卫星组成，此外还有3 颗有源备份卫星在轨运行。卫星的分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到4 颗以上的卫星，并能在卫星中预存的导航信息。
　　（2）地面控制系统由监测站、主控制站、地面天线所组成，地面控制站负责收集由卫星传回之讯息，并计算卫星星历、相对距离，大气校正等数据。
　　（3）用户设备部分即GPS 信号接收机。其主要功能是能够捕获到按一定卫星截止角所选择的待测卫星，并跟踪这些卫星的运行。
二． GPS技术应用的优越性
　　2.1 用途广泛
　　GPS技术可以应用于国民经济的各个领域，对于测绘工作者而言，GPS定位系统己应用：大地测量，地壳板块运动监测，建立各种工程监测网和进行各种工程测量等。
　　2.2 自动化程度高
　　用GPS接收机进行测量时，仅需一人将天线准确地安置在测站上，量测天线高，接通电源，启动接收单元，仪器即自动开始工作，在结束测量时只需关闭电源，接收机便完成野外数据采集，若在一个测站上需要作长时间的连续测量，还可实行无人值守的数据采集，通过数据传输，将所采集的定位数据传输到数据处理中心，实现自动化的GPS测量和计算。
　　2.3 定位精度高
　　短距离精度可达毫米级，中、长距离相对精度可达到10-7至10-8。差分导航的精度可达米级至厘米级。大型建筑物、构筑物变形监测，在采用特殊的观测措施、精密星历和适当的数据处理模型和软件后，平面精度可达亚毫米级，高程精度可稳定在1mm左右。
　　2.4 全天候实时动态观测
　　应用GPS定位、导航，不受天气的影响，可以全天候地工作。这一特点保证了变形监测的连续性和自动化。
三．RTK GPS技术在工程测量中的应用分析
　　3.1 在城市基本控制中的应用
　　在城市高精度的控制网测量中，我们一般采用静态GPS观测的方法，布设成GPS控制网。SCORPIO 6502 SK/MK双频RTK系统与所有的GPS一样可用于高精度静态测量，而且还可以与其它静态GPS联机观测，数据兼容，以获取高精度的首级控制点，这时具有和普通GPS一样的优越性。
　　3.2 在大比例控制词根控制测量中的应用
　　传统方法是用全站仪布导线。这种方法在测区较平坦、无太多建筑物和林区时也很快，可遇到测区有很多建筑物和林区等困难的情况下拉导线就比较麻烦，而用RTK GPS既快又精确。虽然经过密集林区或高层建筑物时会失锁，但OTF快速初速化使你走过它们就可测量，使我们实现了测量就象走路那么简单。
　　3.3 在地籍测量中的应用
　　在地籍测量中，进行RTK定位时，基准站把观测值及测站已知坐标通过数据链发送到移动站，移动站不仅采集GPS观测数据，而且通过数据链接收到基准站数据，并在移动站上形成差分观测值后，实时求出移动站厘米级精度坐标。移动站可处于静态，也可处于动态，可以在一个固定点上进行初始化后进人动态工作，也可以在动态条件下进行初始化。
　　3.4在施工放样中的运用
　　应用RTK技术进行一般的工程施工放样又快又精确。只需把设计好的坐标传输(手输或计算机上设计好输人)到Hasky手持机内，手持机会显示当地与设计点的距离，东西偏量及南北偏量，同时根据对中杆上的指南针能很快放样到正确位置。
　　放样是RTK突破传统GPS定位技术的一项重要应用，但是因其不具各常规测量的检核条件。应用时必须进行检核，也因为这一特点，有关RTK的具体技术规程仍未出台。但GPS RTK技术精度高，各种放点的误差影响也是独立的，因此已经被很多测绘单位所应用，因此准确评价RTK的放样精度，指导在工程中的应用以及质量控制至关重要。
　　应用RTK GPS进行施工放样不但快而且精确,也大大减少测量人员的体力劳动(流动站采用背负式总重量不超过5kg)。
四．结论
　　GPS技术具有精度高、速度快、不受气候条件及通视条件的限制等优点，另外，GPS接收机具有自动观测的特点，这为实现大型工程建筑物变形监测的自动化奠定了基础。因此，该技术除应用于航天、航海等领域外，已广泛应用于工程测量的建立工程测量控制网、RTK下的碎部测晕与放样、区域差分系统下碎部测量与放样以及变形监测建的各个领域。随着科学的发展，GPS技术应用前景将更加广阔。
参考文献
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