GPS测量技术高层建筑

GPS测量技术高层建筑（精选十篇）

GPS测量技术高层建筑 篇1

1 GPS技术的基本原理及特点

1.1 GPS技术的基本原理

GPS技术, 具体而言就是全球定位系统, 是美国从20世纪70年代开始研制的, 在1994年全面建成的, 具有海、陆、空全方位实时进行三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。GPS技术的原理是距离交会法 (如图1所示) 。卫星装置往往会发出一定的信号, 即GPS信号。GPS技术的基本原理主要是在某一个区域或者某一个位置安装GPS信号的接收设备, 然后该接收设备会收到两颗卫星以上的GPS信号, 再使用数据处理方式进行分析和处理由GPS信号接收设备接收到的GPS信号, 同时计算信号实际发出位置、卫星以及信号接收器之间的实际距离, 使用距离交会法计算出GPS信号接收装备的各个坐标值, 根据坐标值绘制出三维立体坐标。

在运用GPS技术进行测量时, 很多工程测量工作会选择地面固定的坐标进行施工, 同时卫星信号主要是由GPS接收装置接收, 继而由相应的软件系统对其接收到的信号予以处理, 优点就在于有助于减少人的工作量。

1.2 GPS技术的测量特点

首先, GPS测量的位置精度值非常高, 能够在50 km以下的基准线上, 而在1 000 km的基准线上, GPS导航的定位测量精度值往往会高达1×10-8;其次, GPS测站与测站之间不需进行相互通视, 能根据具体的需要进行位置的测量;再次, 运用GPS技术测量的时间较短, 相对于静态来说大概每次的定位测量站仅需要20 s的时间, 对于动态而言, 每次测量定位的时间仅需要几秒钟时间;最后, GPS技术的操作相对便捷和简易, 不管在任何天气条件之下, GPS都可以正常工作, 其原因就在于GPS导航定位系统主要是由很多颗太空卫星组成的, 太空卫星分布的面积比较广泛且位置较为均匀, 因而这种条件下能够对目标进行全方位并持续地观测。

1.3 GPS技术的优势

GPS技术具备非常之多的优势, 比如操作简单, 有助于提高测量工作的工作质量和工作效率, 有助于降低测量的难度。因为GPS技术软件能够自己制作相应的三维坐标图, 所以大大提升了测绘结果的准确性, 同时还削减了工作的难度。除此之外, GPS的测量方法具有测量手段多变及测量时间较短等优点, 广泛的应用于建筑工程中的项目测量之中。

2 人工测量技术的特点

虽然人工测量的方法有其便利之处, 但人工测量的方法明显存在着很大的技术隐忧:1) 人工测量技术缺乏相应测量的责任意识。很多施工人员总是将目标放在控制工程的质量和工程造价方面, 忽略了测量的重要性, 由此会造成测量工作的不认真, 给后期的施工带来负面影响;2) 测量值不够精确是人工测量方法的又一大缺点。由于人工测量方法具有比较严格的测量标准, 测量标准是由施工管理人员制定的, 所以, 相关人员对施工精度考虑要十分细致, 只有严格的测量精度标准才能具有精确的测量结果, 而测量精度标准不够细致严格就会影响到测量结果的准确度;3) 人工测量技术的难度较大。建筑测量的工作就是要对建筑进行实地测量, 对建筑的外形进行一定的评估。但是, 人工测量方法适用于一些建筑面积较小的建筑, 对于大型的工程却不适用。由于建筑场地上不确定的因素较多, 因而人工测量出来的结果就会有明显的偏差, 致使测量结果的不准确。

3 建筑工程测量中GPS技术的应用

3.1 GPS技术测量点的选择

在使用GPS技术进行工程测量的时候, 由于不用考虑各个测量点之间的相互通视, 则应考虑其对于测量点的选择。在选择测量点的时候, 要注意以下几点:1) 要尽量避免一些不必要的干扰。由于GPS技术是采用无线通讯设备进行测量的, 所以在选择测量点时应避免与大功率无线电通讯的电磁进行接触, 避免电磁波之间的相互干扰;2) 在进行测量时远离大型的水域。由于水能够对电磁信号带来影响, 因而在选择测量点时应避开那些水域面积比较宽广的湖泊以及水库等, 以确保测量数值的准确性;3) 要保证GPS定位系统的稳定性, 在选择测量点时要确保基础地面的稳定性。若选用的测量点位置是原来的位置, 则要对其稳定性进行再次考察;4) 要将其测量点放置在离平面较高的位置上, 原因就在于只有这样才能使GPS获得更广阔的空间和更强的信号来源, 同时, 在选择地址时还要注意周围的环境, 避免周围障碍的出现。

3.2 GPS技术主要采用的观测方法

GPS变形监测法主要利用水准测量的方法, 来对地基的沉降进行监测。这种方法主要适用于对于高层楼房、水库大坝等特殊建筑地基位移和沉降等的监测。比如, 测量高层建筑的时候, 如果要测量地基的沉降, 首先要在建筑较远的位置上选择几个基准点, 基准点的选择要避免一定的干扰。基准点的设置主要是在离建筑较远的地方, 当各个点安装上GPS信号发送和接收装置时, 应选择合适的方法进行数据传输, 将统计到的数据收集到运算处理中心, 然后对其进行运算和处理, 以实现对建筑地基的监测。这种方法对于监测技术的要求较高。

载波相位差分法。测量人员应将地形图上的线路拟定好, 标注好线路中心, 在此基础上用GPS限时定位的方法, 将道路文件坐标的数据传输到控制中心, 这样系统就能够实现自动计算, 由此显示出实际点位的流动站的差值。

3.3 测量点的数据记录

对于运用GPS技术进行测量的工程, 要加强对测量数据的保管和记录。记录的方法主要有两种:一是观测记录方式;二是记录测量数据的手簿。运用观测记录的方式记录的主要内容有观测相位波值及历元的相应的观测, 观测值的伪距测码, PS导航卫星的钟差参数, 导航信息以及接收仪器工作的信息状态等。记录测量数据的手簿是在GPS接收仪器启动之前和观测测量数据之前填写的, 所以, 在记录数据的过程中, 务必要认真并及时的予以填写, 严格确保数据的准确性。

4 结语

在建筑工程测量的过程中, 使用GPS技术进行测量, 不仅可以确保工程测量的顺利完成, 而且能够大大降低工程测量的难度, 节省大量的人力、物力以及财力, 提高测量的准确度, 具有很大的社会效益和经济效益。但从实际情况来看, 该技术尚且存在一定的局限性, 有待进一步优化, 以满足建筑工程项目的测量需求。

摘要：介绍了GPS技术的基本原理及测量特点, 从测量点的选择、观测方法、数据记录三个方面论述了建筑工程中GPS测量技术, 指出GPS技术具有测量精度高、效率高、误差小、速度快等优点。

关键词：GPS技术,测量,数据,观测

参考文献

[1]宋江琴.GPS与传统测量技术在地质勘查工程测量中的应用分析[J].建筑工程技术与设计, 2015, 9 (14) :89-91.

[2]党碧江.GPS高程测量技术在水利工程测量中的应用[J].中国高新技术企业, 2015, 11 (10) :146-147.

[3]莫家玉.GPS-RTK技术及其在水利工程测量中的应用问题研究[J].建筑工程技术与设计, 2014, 9 (31) :109-110.

GPS控制测量技术报告 篇2

GPS控制测量技术报告

一：测区概况，位于本溪经济开发区石桥子沈本产业大道，测区地势较平坦，由于公路两侧山势陡峭，树木密集，所以在本测区卫星信号不太理想，控制点之间距离较远。

二：仪器设备及软件

南方GPS、天宝及ASHTECH

GPS控制测量采用Ashtech locus单頻接收机,其静态精度为：

静态基线 ±（5mm +1ppmD）

高 程 ±（10mm+2ppmD）

平面精度要求：0.020m + 1ppm

高层精度要求：0.040m + 2ppm内业采用Ashtech Solution专业处理软件（包含数据传输、基线向量处理、GPS网平差软件、多种GPS数据格式转换等功能），完全能满足GPS控制测量数据处理的要求。

三：实习的内容

1.实习的主要内容

（1）GPS静态、动态野外数据采集及内业数据处理：

（2）GPS-RTK外业测量

2．实习目的,通过实习进一步深入了解GPS原理以及在测绘中的应用,巩固课堂所学的知识.熟练掌握GPS仪器的使用方法,学会GPS进行控制测量的基本方法并掌握GPS数据处理软件的使用方法.3.实习地点,本溪石桥子经济技术开发区产业大道

4.实验原理.GPS定位的原理是GPS 卫星发射的测距信号和导航电文,导航电文中含有卫星位置的信息,用户用GPS接收机在某一时刻接收三颗或三颗以上的GPS卫星,测出测站点(GPS天线中心)到卫星的距离并解算出该时刻卫星的空间位置根据距离,并解算出卫星的空间位置,根据距离交会法求测站点坐标.其基本思想为:在基准站上安置一台GPS 接收机,对所有可见卫星进行连续观测并将其观测数据通过无线电传输设备实时地发送给用户观测站,用户站在接收GPS卫星

信号的同时,通过无线电接收机设备接收基准站传输的观测数据,实时计算测站

点的三维坐标.5.实验过程:

(一).参考站要求

参考站的点位选择必须严格。因为参考站接收机每次卫星信号失锁将会影

响网络内所有流动站的正常工作。

（1）周围应视野开阔，截止高度角应超过15度,周围无信号反射物（大面

积

水域、大型建筑物等），以减少多路径干扰。并要尽量避开交通要道、过往

行人 的干扰。

（2）参考站应尽量设置于相对制高点上，以方便播发差分改正信号。

（3）参考站要远离微波塔、通信塔等大型电磁发射源200米外，要远离高

压输电线路、通讯线路50米外。

(4)RTK作业期间，参考站不允许移动或关机又重新启动，若重启动后必

须重新校正。

根据以上要求在校园里选择合适的已知点,将天线架设是该点做为基准站,连上

电缆,注意正负极要正确(红正黑负),确认无误后,方可开机.打开主机和电台，主机开始自动初始化和搜索卫星，当卫星数和卫星质量达到要求后（大约１分钟），主机上的ＤＬ指示灯开始５秒钟快闪２次，同时电台上的ＲＸ指示灯开始每秒钟闪１次。这表明基准站差分信号开始发射，整个基准站部分开始正常工作。

(二)．移动站要求

１．将移动站主机接在碳纤对中杆上，并将接收天线接在主机顶部，同时将手

簿夹在对中杆的适合位置。

２．打开主机，主机开始自动初始化和搜索卫星，当达到一定的条件后，主机

上的ＤＬ指示灯开始１秒钟闪１次（必须在基准站正常发射差分信号的前提下），表明已经收到基准站差分信号。

３．打开手簿，启动工程之星软件。工程之星快捷方式一般在手簿的桌面上，如手簿冷启动后则桌面上的快捷方式消失，这时必须在Ｆlashdisk中启动原文件（我的电脑→Ｆlashdisk→ＳＥＴＵＰ→ERTKPro2.0.exe）。

４．启动软件后，软件一般会自动通过蓝牙和主机连通。如果没连通则首先需要进行设置蓝牙（工具→连接仪器→选中“输入端口：７”→点击“连接”）。

５．软件在和主机连通后，软件首先会让移动站主机自动去匹配基准站发射时使用的通道。如果自动搜频成功，则软件主界面左上角会有信号在闪动。如果自动搜频不成功，则需要进行电台设置（工具→电台设置→在“切换通道号”后选择与基准站电台相同的通道→点击“切换”）。

６．在确保蓝牙连通和收到差分信号后，开始新建工程（工程→新建工程），依次按要求填写或选取如下工程信息：工程名称、椭球系名称、投影参数设置、四参数设置（未启用可以不填写）、七参数设置（未启用可以不填写）和高程拟合参数设置（未启用可以不填写），最后确定，工程新建完毕。

七进行校正:

利用控制点坐标库（设置→控制点坐标库）求四参数.?/P>

在控制点坐标库界面中点击“增加”，根据提示依次增加控制点的已知坐标和原始坐标，一般至少２个控制点，当所有的控制点都输入以后察看确定无误后，单击 “保存”，选择参数文件的保存路径并输入文件名，建议将参数文件保存在当前工程下文件名result文件夹里面，保存的文件名称以当天的日期命名。完成之后单击“确定”。然后单击“保存成功”小界面右上角的“OK”，四参数已经计算并保存完毕。方可进行测量.八实习总结:1实习中遇到的问题能分析, 在测量过程中突然收不到卫星信号,这种情况可能是流动站或基准站的电源没电或接收机的连线出现问题.在测量过程中突然显示单点定位可能是接收到的卫星数量不够而无法解算.在观测过程中手薄上的解算值始终不能固定,可能是流动站的选点有问题,周围可能有高压输电线,高大建筑物或在面积水域.２误差分析及减小误差的方法：1 卫星星历误差，卫星星历误差实际上就是卫星位置的确定误差，其大小取决于卫星跟踪的数量及空间分布，观测值数量及精度．２接收机钟误差，减弱方法是的把每一个观测时刻接收机差当作一个独立未知参数在数据处理中与观测站的位置参数一并求解．３卫星信号传播误差，包括电离层和对流层时廷误差．４多路径误差，多路径误差是指卫星信号通过不同的路径传输到接收机天线．多路径效应不反与反射系数有关，也与反射物离测站的距离及卫星的信号方向有

关，由于无法建立准确的误差改正模型，只能恰当的选择地点测量，避开信号反射物．５人差，仪器没有完全对中，没有绝对整平．

３影响GPS基线解算结果因素的判别及应对措施

1影响GPS基线解算结果因素的判别

对于影响GPS基线解算结果因素，有些是较容易判别的，如卫星观测时间太短、周跳太多、多路径效应严重、对流层或电离层折射影响过大等；但对于另外一些因素却不好判断了，如起点坐标不准确。

基线起点坐标不准确的判别

对于由起点坐标不准确所对基线解算质量造成的影响，目前还没有较容易的方法来加以判别，因此，在实际工作中，只有尽量提高起点坐标的准确度，以避免这种情况的发生。

卫星观测时间短的判别

关于卫星观测时间太短这类问题的判断比较简单，只要查看观测数据的记录文件中有关对与每个卫星的观测数据的数量就可以了，有些数据处理软件还输出卫星的可见性图，这就更直观了。

周跳太多的判别

对于卫星观测值中周跳太多的情况，可以从基线解算后所获得的观测值残差上来分析。目前，大部分的基线处理软件一般采用的双差观测值，当在某测站对某颗卫星的观测值中含有未修复的周跳时，与此相关的所有双差观测值的残差都会出现显著的整数倍的增大。

多路径效应严重、对流层或电离层折射影响过大的判别

对于多路径效应、对流层或电离层折射影响的判别，我们也是通过观测值残差来进行的。不过与整周跳变不同的是，当路径效应严重、对流层或电离层折射影响过大时，观测值残差不是象周跳未修复那样出现整数倍的增大，而只是出现非整数倍的增大，一般不超过1周，但却又明显地大于正常观测值的残差。

２．应对措施

基线起点坐标不准确的应对方法

要解决基线起点坐标不准确的问题，可以在进行基线解算时，使用坐标准确度较高的点作为基线解算的起点，较为准确的起点坐标可以通过进行较长时间的单点定位或通过与WGS-84坐标较准确的点联测得到；也可以采用在进行整网的基线解算时，所有基线起点的坐标均由一个点坐标衍生而来，使得基线结果均具有某一系统偏差，然后，再在GPS网平差处理时，引入系统参数的方法加以解决。

卫星观测时间短的应对方法

若某颗卫星的观测时间太短，则可以删除该卫星的观测数据，不让它们参加基线解算，这样可以保证基线解算结果的质量。

周跳太多的的应对方法

若多颗卫星在相同的时间段内经常发生周跳时，则可采用删除周跳严重的时间段的方法，来尝试改善基线解算结果的质量；若只是个别卫星经常发生周跳，则可采用删除经常发生周跳的卫星的观测值的方法，来尝试改善基线解算结果的质量。多路径效应严重

由于多路径效应往往造成观测值残差较大，因此，可以通过缩小编辑因子的方法来剔除残差较大的观测值；另外，也可以采用删除多路径效应严重的时间段或卫星的方法。

对流层或电离层折射影响过大的应对方法

对于对流层或电离层折射影响过大的问题可以采用下列方法：

1.提高截止高度角，剔除易受对流层或电离层影响的低高度角观测数据。但这种方法，具有一定的盲目性，因为，高度角低的信号，不一定受对流层或电离层的影响就大。

2.分别采用模型对对流层和电离层延迟进行改正。

3.如果观测值是双频观测值，则可以使用消除了电离层折射影响的观测值来进行基线解算。

总的来说GPS控制网基线测量，基线长度较短的情况下(10km左右，最大不超过20～30km)，GPS的轨道误差(星历误差)，太阳光压影响及美国SA技术基本对测量精度不发生影响(它只能影响单点定位和长基线测量结果)。

在作业过程中，在GPS接收机满足作业精度要求的情况下，测量的主要误差源是多路径误差、周跳和点位的对中误差。作业中应尽量避免它们的发生并减少其误差。

九：经验总结：总的来说，ＲＴＫ测量除了要有足够的卫星数和卫星具有良好的几何分布外，还要求基准站与流动站的数据通讯必须良好．

GPS测量技术高层建筑 篇3

关键词：GPS技术；建筑工程

一、引言

全球卫星定位系统简称GPS，1973年由美国国防部组织研制，于1993年建成并投入使用。GPS的工作原理是太空卫星工作系统、地面控制系统和用户端系统三者的结合

[1]。该系统利用人造卫星发射出的无线电信号进行定位、导航，最初主要用于军事工作。常见的有美国的24颗卫星，欧盟的伽利略及中国的北斗卫星。[2] 当前，随着该技术的不断完善，其所具有的性能优势日趋明显，全天候作业、定位精确度高等特性，使其在建筑工程领域也逐步得到推广和应用。该技术在工程领域的实践应用，一定程度上提高了测量工作的精确度，提升了工程测量的自动化程度，为后期建筑与施工提供参考资料与文件，对建筑工程的顺利进行提供保障。

二、GPS的优点

1、提高了测量工作的时效性。与传统测量技术相比，GPS技术的一个最显著的特点就是测量方式非常简便，传统测量技术中使用全站仪之类的常规仪器测量，携带的仪器较笨重，而且操作步骤相对繁琐，要经过如安置仪器、对中、整平、照准及读数等若干个步骤进行测量，浪费时间，GPS测量技术只要摆放好测量设备，调整好天线，打开接收器，即可进行测量；在进行工程测绘工作时，站间不要求通视，缩短了观测时间，因此大大提高了测量工作效率。

2、减小了测量人员的工作强度。首先，采用常规仪器进行测量时，所需的设备工具较多，携带笨重、操作繁琐，相较之下GPS测量所用设备较轻便，且移动灵活，大大减轻了测量人员的劳动强度，提高了工作效率；再者，测量工作中会涉及大量的数据处理，传统测量方式只能由工作人员进行后期处理，而GPS测量中应用的大部分是自动化设备，可自动实现对测量数据的处理，提高了数据处理的效率和精度，减轻了工作人员的负担。GPS测量过程中，观测人员只需要能够正确使用GPS接收机和数据处理软件即可。

3、提高了測量工作的自动化信息化程度。传统的测量技术自动化程度不高，为了获得准确的测量数据，对测量人员的专业素质提出了很高的要求，如果测量人员自身专业水平有限，就无法保质保量地完成相关工作，作业门槛较高，当测量工作任务较大的时候就会出现人才短缺的问题。而GPS测量技术自动化程度较高，使用时测量人员只需完成打开电源、调整天线、对中几个简单操作，该系统即可自动测量，采集数据，之后系统借助数据处理软件生成数据，无需人工数据计算。测量工作程序的简化，使得工作人员，更容易掌握并保证精度。

4、改善了测量工作对环境的包容性。采用GPS技术的测量工作，基本不受气候因素影响，阴天甚至雨天都可正常进行，测量工作进程不受天气影响，可以不间断连续进行，这从很大程度上保证了工程进度，提高了工作效率，保证了工期。

三、GPS在建筑工程领域的应用现状

1、控制测量的应用。GPS定位测量方法可用于工程首级控制网、施工控制网、变形控制网的建立，且GPS定位法能够减少点位选择的限制，提高工作效率，降低工程费用。

2、实时动态定位。实时动态定位技术由基准站和流动站两部分组成，具有静态定位和快速定位两种模式，可以完成施工放樣、公路勘测等方面的前端数据采集工作，是GPS测量技术发展中的新突破。

3、变形监测。现代建筑具有体积大、质量要求高等特点，另外城市内的建筑工程项目周边环境相对复杂，因而变形监测的难度相对较高，对变形监测技术也提出了更高的要求。大型建筑地基沉降及倾斜度等对建筑的质量及安全影响极大，因此沉降观测等变形观测便成了重要的测量任务。传统测量中分别采用水准测量法、三角测量法对地基沉降及建筑倾斜度进行监测。GPS技术因其自身的特点，相较以上两种方法，其在建筑工程变形观测工作中显得更加简单、快捷。

四、GPS应用注意问题

即便GPS测量有诸多优点，但在使用过程中还是要注意一些问题，观测点的选址和观测点的利用率。虽然GPS技术受气候影响较小，但是观测点的选择却至关重要，为了准确接收卫星信号，提高观测的精度，应尽量将观测点选在上空开阔、障碍物少的地区，附近不宜出现高大建筑物，另外辐射、电磁干扰也会对观测精度造成影响，因此测量点应尽量远离高压电线和功率大的无线电装置的发射源，另外GPS测量技术设备成本相对较高。因此，也要注意提高原点的利用率，使观测点的后期投入尽量减少，同时提高观测的工作效率。

参考文献

[1] 彭镜源.GPS技术在工程测量中的应用研究.科技与创新[J]，2014（19）.

[2] 周焕强.浅析GPS测绘技术在建筑工程测量中的应用.地勘·测绘[J]，2014年12月.

GPS测量技术高层建筑 篇4

1.1 技术原理

GPS (全球定位系统) 主要表现在以卫星定位和导航为依托, 实现对目标事物的动态监测。该技术在高层建筑施工的操作极为简便, 整个过程仅需要仪器安装、数据采集、监测设备运行几大步骤。高层建筑与普通建筑相比, 其高度更高因此高空部分更容易受到风力、温差、大地潮等影响, 出现摆动、扭曲等变形情况, 为了确保施工精准, 就必须采用能够避免这些因素影响的技术来进行测量, 因此以卫星、地面设备配合下的GPS技术成为优势技术[1]。

1.2 应用优势

GPS测量技术实现了数字化信息化, 具有较高的自动性能和综合性能, 在测量精度上静态精度已实现毫米级, 动态精度则实现了厘米级, 因而在工程测量中能够被广泛应用, 且效果良好。其优势表现在: (1) 受限制小。可实现全天候全地形测量, 受自然条件影响小。 (2) 精度高。实现了全时段三维动态定位, 静态目标在范围上的定位精度高达10 ~ 6m。 (3) 测量效率高。可实现连续测量作业, 并对数据进行自动分析处理, 所涉及的工作量是传统测量远远难以达到的。

2 GPS技术的应用

2.1 选点

由于GPS技术具有较高的灵活性和适应性, 因此在选点方面并不需要像全站仪、经纬仪等设备一样有较为苛刻的要求, 主要是注意避免干扰和提高精准度。 (1) 选点应当远离电磁辐射源, 减少电磁波干扰, 例如高压线、大型通讯设备、带电磁特性的设备等, 一般将距离尽量保持在200m开外。 (2) 选点应尽可能避免阻挡物, 以增强信号接收, 对于附近有大面积水域的, 也应远离, 避免电磁波反射干扰信号。 (3) 尽可能选择空旷位置, 或选择较高的建筑物顶部, 提高测量精度。 (4) 交通条件良好, 便于技术人员检查维护设备、收集信息数据。

2.2 参数

要设计合理的网形、观测计划、精度等。网形设计环节, 为增强检测条件, 提高测量效果, 需设定非同步独立的观测线路, 同时使观测线路形成多边式的闭合形状, 如图1 所示。在网点选取上, 尽可能保持多个 (3 个或3 个以上) 原网点重合, 且保证在区域内分布均匀。在测量精度设计上, 要根据建筑物的实际情况、人力物力及技术条件等, 对测量进行分级设置, 依据精度与水平距离的不同, 进行等级设定。在测量计划上, 主要是做好管理安排和程序制定, 着重确保测量有序、合理地进行, 同时落实测量、记录责任。

2.3 安装

(1) 标志安装。标志应当设计得明显、精致, 且不得在测点以外的其他地方设置, 避免出现错误。标志安装关系到后续测量定位, 因此必须受到应有的保护, 在测量工作没有完成, 或者是测点没有废止前, 不能够受到破坏和移动, 所以必须进行保护。 (2) 天线。天线关系到信号接发, 因此必要仔细安装。首先是要拆除天线即周围的阻挡物, 增强信号, 如果将天线安装在标架内, 也会造成信号削减。特别是在比较恶劣的天气下, 如雷雨、大风等, 还需要做好天线的固定和防雷准备, 确保设备安全, 同时保证天线处于表中中心区域, 偏移角度不得大于设计中的安全角度。 (3) 确认天线安装完毕, 则在附近适当位置安装接收设备, 包括接收机、电源等, 做好观测准备[2]。

2.4 测量

在确保接收设备安装无误之后, 接通电源开始观测。测量开始后, 不能随意更改设置参数, 待相关的仪表正常之后, 录入数据进行自检, 随后进行正常观测。在观测过程中, 为了保证数据的可靠性, 除了要随时注意信号、定位等信息是否正常之外, 不能开关接收机, 不能移动改变天线位置和状态, 数据采集和文件处理工作也不能进行。

2.5 记录

记录包含观测记录和测量手薄。观测记录是由GPS设备自动保存的, 主要有:设备工作状态记录、卫星相关参数、同一历元测码伪距观测值、实时定位数据等。测量手薄则是由测量人员填写的, 在填写时必须注明测点、时间等信息, 同时保证记录真实。

3 误差与控制

3.1 位置误差

由于施工现场情况复杂, 因此设备、天线等在安装之后可能会受到碰撞, 从而出现偏差, 导致天线角度偏离或设备连接问题。因此, 必须规避此种情况, 一是要确保天线位置和角度正确、各项设备连接及功能正常的情况下才可以开始测量;二是要加强现场管理, 通过调节施工进度安排, 减少施工作业对测量工作的影响;三是根据环境情况采取对应措施, 例如大风、雷雨天气严重时考虑终止测量工作, 并做好相关的防范工作。

3.2 干扰误差

鉴于施工现场金属、电气设备、建筑物等各种事物多而复杂, 因此需考虑信号传输时, 遇到周围的各种反射物质产生反射波, 从而对信号产生干扰, 造成测量数据出现偏差。应对该误差的情况, 需要考虑到反射物质的客观存在, 又因为缺少相应的误差纠正, 因而难以直接避免, 只能通过选择更为合理的位置设置测点, 如开阔地带, 尽可能减少周围环境中的反射源。另外, 通过对设备进行调节, 即加强对直接信号的接收, 适当的弱化周围反射信号的介入也有一定的效果。

4 结束语

基于GPS技术的优越性能, 它在工程施工测量中具有较强的实用性, 对于快速、优质的施工有着可靠保障功效。虽然从技术角度来讲, GPS对高层建筑施工带来了便利, 但其自身固有的以及由环境带来的一些弊端仍旧存在, 施工企业除了要考虑如何确保技术的先进性, 匹配合格的人才与设备之外, 还应当思考合理利用各种测量技术, 减小测量误差。

参考文献

[1]于杰.GPS技术在超高层建筑施工监测中的应用[J].电子世界, 2014, (7) .

GPS测量技术高层建筑 篇5

实时动态GPS测量技术在水深测量中的应用研究

本文基于笔者多年从事水深测量的.工作经验,以实时动态GPS测量技术为研究对象,探讨了其原理,作业步骤及误差处理方法,文章首先简要介绍了水深测量定位方法和RTK定位技术,而后以此为基础,探讨无验潮水下地形测量的基本原理和方法,进而基于笔者的工作实践,给出了详细的作业步骤,最后,笔者基于大量相关文献,分析探讨了影响测量精度的因素及处理对策,相信本文的研究对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义.

作 者：罗凯 作者单位：广东海事局海测大队,广东广州,510320刊 名：科技资讯英文刊名：SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION年，卷(期)：2009“”(15)分类号：P2关键词：实时动态 GPS测量 水深测量 无验潮 RTK

GPS测量技术高层建筑 篇6

摘要：GPS全球定位系统作为新形式测量系统，已广泛用于大地测量、工程测量、航空摄影测量以及地形测量等各个方面。GPS全球定位系统(Global Positioning System)在公路工程测量中的应用，在最近的两年得到了迅速推广，这主要依赖于GPS系统可以向全球任何用户全天候地连续提供高精度的三维坐标、三维速度和时间信息等技术参数。

关键词：全球定位系统 工程测量 特点 应用

0 引言

GPＳ全球定位系统由空间卫星群和地面监控系统两大部分组成。GPS的地面控制系统：GPS的地面控制系统包括一个主控站、三个注入站和五个监测站，主控站的作用是根据各监控站对GPS的观测数据计算卫星的星历和卫星钟的改正参数等，并将这些数据通过注入站注入到卫星中去；同时还对卫星进行控制，向卫星发布指令，调度备用卫星等。监控站的作用是接收卫星信号，监测卫星工作状态。注入站的作用是将主控站计算的数据注入到卫星中去。笔者通过几年的房屋测量工作的实际体会，谈谈GPＳ在房屋施工测量中操作事业能够，以及房屋施工测量的监理要点．

１ GPS卫星导航定位的原理分析

在需要的位置P点架设GPS接收机，在某一时刻接收了3颗(a、b、c)以上的GPS卫星所发出的导航电文，通过一系列数据处理和计算可求得该时刻GPS接收机至GPS卫星的距离sap、sbp、scp，同样通过接收卫星星历可获得该时刻这些卫星在空间的位置(三维坐标)。从而用距离交会的方法求得P点的维坐标(xp，YP，zp)。在GPS测量中通常采用两类坐标系统：一类是在空间固定的坐标系统；另一类是与地球体相固联的坐标系统，称地固坐标系统，我们在公路工程控制测量中常用地固坐标系统。有利于表达地面控制点的位置和处理GPS观测成果，因此在测量中被得到了广泛的应用。

２ GPS在房屋施工测量中的应用

２.1 测量技术参数的确定 GPＳ全球定位系统测量技术参数，主要包括以下几个方面：①设计精度：根据工程需要和测区情况，选择城市或工程二级GPS网作为测区首级控制网。平均边长小于lkm，最弱边相对中误差小于1／10000，GPS接收机标称精度误差a≤15mm，比例误差系数b~20xl0。②设计基准和网形：控制网共12个点，其中联测已知平面控制点2个，高程控制点5个。采用3台GPS接收机观测，网形布设成边连式。③观测计划：根据GPS卫星的可见预报图和几何图形强度(空问位置因子PDOP)，选择最佳观测时段(卫星多于4颗，且分布均匀，PDOP值小于6)，并编排作业调度表。

２.2 GPS测量的外业实施 在GPS测量中，卫星主要被作为位置已知的空间观测目标，从而形成了不需要地面点的后方交会，每台接收机都是一个独立的控制点，经过接受到的数据解算出点的经纬坐标(wGs一84)，在多台接收机同时接收数据便形成了很多三角网形参与平差解算，自由网无约束平差解算出wGs一84坐标，然后把己知的控制点进行约束平差得到BJ一54坐标。考虑到测区的实际情况，选多于4台GPS接收机为一套设备，以两台仪器为一组，成对布设GPS点。在组成良好网形的前提下，每一对GPS点必须通视良好，其间距一般500米左右，以便于以后作为全站仪导线点的起始点。GPS联测和高等级导线在各个单位均有各自不同软件和方法平差解算，在此不在赘述。在做较长距离导线时就会产生投影变形，投影变形处理与否将直接导致整个坐标系统成败。

2.3 GPS测量的数据处理 GPS网数据处理分为基线解算和网平差两个阶段，采用随机软件完成。通过GPS在测量中的应用，得到如下体会：①GPS控制网选点灵活，布网方便，基本不受通视、网形的限制，特别是在地形复杂、通视困难的测区，更显其优越性。但由于测区条件较差，边长较短(平均边长不到300re)。基线相对精度较低，个别边长相对精度大于1/10000。因此，当精度要求较高时，应避免短边，无法避免时，要谨慎观测。②GPS接收机观测基本实现了自动化、智能化，且观测时间在不断减少，大大降低了作业强度，观测质量主要受观测时卫星的空间分布和卫星信号的质量影响。但由于各别点的选定受地形条件限制，造成树木遮挡，影响对卫星的观测及信号的质量，经重测后通过。因此，应严格按有关要求选点，择最佳时段观测，并注意手机、步话机等设备的使用。③GPS测量的数据传输和处理采用随机软件完成，只要保证接收卫星信号的质量和已知数据的数量、精度，即可方便地求出符合精度要求的控制点三维坐标。但由于联测已知高程点较少(仅联测5个)，致使控制点高程精度较低。因此，要保证控制点高程的精度，必须联测足够的已知高程点。通过以上分析，GPS系统在工程测量上将有很大的发展与空间，为工程施工质量提供了有利的保障。

３ 房屋建筑测量监理工作过程

测量监理工程师的工作依据应是合同、招标文件、国家和行业规范及相关的法律法规、有效的设计图纸、城规部门提供的红线界址点和水准高程点等。工作主要有：内业资料审核、现场旁站监理和现场复测校验。

3.1 内业资料的审核是审查施工方提供的资料是否满足本工程设计和施工规范要求。包括审查测量方案、测量成果等内业资料。如在审核施工方提供的测量成果时须审查其报验单是否按要求填写，其数据是否真实，是否满足规范设计要求，各数据之间有无矛盾、能否满足施工及精度要求，以保证测量资料的真实性、正确性和可靠性。

3.2 现场旁站监理。监理旁站是监理工程师进行工程质量控制的一个重要手段。测量监理工程师在工程进行重要的测量放线时也须进行旁站监理。对于重要点线的测量，监理工程师不能仅仅依靠旁站，因为旁站只是一种监督方式，而不是校核。要保证其精度满足要求，还须测量监理人员进行现场复测。旁站监理的过程中还须对数据进行认真的记录，并计算整理，以便在审核施工方提供的测量资料时进行核对。

3.3 现场复测校验。现场复测校验是测量监理工程师对施工方测量成果进行验收的主要工作方式和手段。对于高层建筑工程来说，监理单位必须配备相应的仪器和测量监理人员，进行现场复测校验。特别是重要部位的验线，如平面轴线控制网、高程控制网、竖向偏差的控制等监理人员必须采用与施工方不同的测量仪器、不同的测量方法进行复测，并闭合校核。如发现偏差超标应及时通知施工方重测，将测量偏差控制在规范允许范围内，对一般的测量放线，如楼层的标高控制，监理应进行抽查复测校验。

参考文献：

[1]焦素朝.GPS在三峡二期工程施工控制测量中的应用[J].中国三峡建设.l999.(11)．

[2]周建郑.GPS测量定位技术[M].北京：化学工业出版社.2004．

[3]孔祥元，梅是义.控制测量学(下).武汉：武汉大学出版社.2001．

[4]李清岳，陈永奇.工程测量[M].北京：测绘出版社.1995．

基于GPS的建筑物测量数据分析 篇7

1 基于GPS的高层建筑物测量

1.1 动态测量原理

GPS测量系统由基准站、观测站、通信系统和观测控制中心构成, 如图1所示。基准站通常固定点和建筑物有一定的距离, 基准站上安装的接收机可以跟踪其视场内的所有卫星信号。观测站一般安装在建筑物的顶层, 主要是因为顶层的观测条件较好而且摆动振幅最大, 有利于降低测量误差对卫星信号的影响。观测站上同样安装有卫星信号接收机, 可以接收到与基准站相同的卫星发射信号。在建筑物测量过程中, GPS接收机通常设置为动态测量的工作模式, 基准站接收机获得的卫星信号通过通信系统以特定的采用率传输到观测站;而观测站则同时接收来自卫星以及基准站的反馈信号, 使用软件对2种信号进行相位差分处理, 从而得到观测站的三维位置坐标。观测控制中心对反馈的坐标数据进行分析和处理, 测量出建筑物在某一方向上的位移、旋转角等参数。

1.2 强风引起的建筑物的位移测量

强风作用是一个复杂的非平稳随机过程, 在强风作用下, 高层建筑物的摆动具有一定的简谐振动特征, 随着风力的变化摆动幅度和频率也动态的发生变化, 可以简单分为以下2种情况。

1) 高层建筑物的位移满足简谐运动方程, 但是会出现振幅和频率的突变, 方程如下:

其中, y为位移量, A为振幅, f为频率, φ0为初相位, t为时间。

2) 高层建筑物位移的频率一定, 但是振幅成指数衰减, 其方程如下:

其中, α为衰减因数, τ为初始时刻。

但是由于强风作用的复杂性, 建筑物的位移不能简单用简谐运动方程表示。在实际动态测量过程中, 需要对建筑物的三维位移数据要进行计算和处理, 如快速傅里叶变换等, 从而得到建筑物位移振动的曲线及频率谱。

日本的Y.Tamura等将风力计、RTK-GPS接收机、加速器安装在108m高的铁塔上, 将另一个RTK-GPS接收机安装在距铁塔110m的高16米的基准建筑物上, 用于测量铁塔在台风中的位移状态, 在测量中将台风作用方向N定为Y方向。图2为铁塔在台风作用方向Y上位移的RTK-GPS实时变化谱线, 该数据是静态位移4cm和位移波动部分的总和, 其中波动部分的主频率等于最低固有频率0.57Hz。该RTK-GPS测量系统可以同时测量铁塔的动态位移和静态位移, 而且在固有频率低于2Hz, 且顶端位移大于2cm的条件GPS响应均可实现有效测量。

2 结论

强风、光照、温差等外界环境因素通常会造成高层建筑物的变形、沉降和坍塌等问题, GPS卫星定位系统可以在全天候、大区域等复杂状况下实时动态的监测建筑的形状变化规律, 从而可以及时采取维护措施, 有效避免灾难性事故的发生, 在未来高层或超高层建筑物的设计和施工质量测量中具有很广泛的应用前景。

参考文献

[1]程朋根, 熊助国, 韩丽华等.基于GPS技术的大型结构建筑物动态监测[J].华东地质学院学报, 2002.

[2]独知行, 靳奉祥, 梁勇.利用GPS监测数据确定建筑物的刚性运动状态[J].测绘通报, 2002.

[3]尹晓东.GPS用于强风引起的超高层建筑物位移测量研究[J].测绘通报, 2009.

GPS测量技术高层建筑 篇8

1 GPS系统由3部分组成:

1.1 空间部分:主动式工作卫星:26颗卫星

分布6个椭圆轨道上, 长半轴26600km, 高度20200km, 时间基准10-12?/FONT>10-13秒。

1.2 控制部分:轨道预报 (监测和控制卫星

系统) , 确定系统时间, 预报卫星星历、卫星钟状态, 更新卫星导航电文。

1.3 用户部分:不同类型的接收机 (由带前

置放大器的天线、信号识别和处理的射频仓、微处理器、精密振荡器、电源、显示屏、内存和数据存储器组成) 。

2 观测原理和信号结构:

2.1 基本观测量:卫星发射天线和接收机天线间信号传播时间。

2.2 伪距测量由时间系统同步误差参数决定。

2.3 轨道确定和描述保证卫星精确定位。

3 GPS系统的应用

3.1 在科学研究方面, 利用GPS的观测精

度 (毫米级) 和时空分辨率监测地球的动态变化, 从而剖析地球内部和地壳、大气层、海洋等的变化情况;同时利用卫星轨道的测定和影响参数的分析可对地球引力系数, 自转、潮汐、大气、电离层等参数进行研究。GPS系统的广泛应用大大推进了地球科学及地震、气象、海洋等各相关科学的发展。

目前中国首期地壳运动观测GPS网络工程已经完成。国家地震局、总参测绘局和科学院等部门联合在全国各地建立了25个连续观测基准站、56个定期复测基准站和1000多个不定期复测站, 通过对大地板块进行以毫米/年为单位的长期测量, 分析地壳运动规律, 从而开展地震预报、大地测量和国防等方面的研究工作。

3.2 在政府管理和民用领域, GPS的导航和

动态定位测量等功能得到广泛应用。如在针对各类灾害的预防和快速反应上, 如地震、森林火灾、水灾等, 可以快速确定发灾地点、受灾范围和灾情的发展趋势。在交通、环保、城市规划、水利和旅游等方面GPS获得了广泛的运用。

4 GPS测量的优点

4.1 采用GPS技术测设方格网, 比常规方法适应性更强

网形构造简单, 点的疏密和边的长短可灵活选取, 即使离已知控制点较远也可以连接, 并进行控制网的定位和定向。另外, 它解决了点位之间无法通视的困难, 选点灵活, 不需要高标, 同时还可以保证外业施测不受天气影响。测设大型 (长边) 方格网和通视条件特别困难时, 尤其能够显示其优越性。尽管GPS本身在进行测量时不受到通视条件的限制, 但是, 工程测量一般为小范围测量并受到工程成本的限制。因此, 在实际的工程测量中, 仍然要考虑使用全站仪、经纬仪、水准仪等常用且投入较少的仪器。这些常用的仪器一般都需要点与点之间相互通视, 特别是在布设控制网时, 点与点不能通视将会给测量工作带来较多的麻烦和困难。特别是大型桥梁控制网中, 如果点与点不通视, 势必影响网的强度和精度, 进而影响到桥梁本身的精度。因此, 在工程测量中布设GPS控制网时, 必要时应当尽量使较多的点互相通视。

4.2 GPS方格网点位精度高、误差分布均匀, 不但能够满足规范要求, 而且具有较大的精度储备。

4.3 采用点位中误差作为方格网测量精度指标是可行的, 它比用相对中误差表示精度指标更为合理。

4.4 采用GPS方法布设大地控制网, 因其

图形强度系数高, 能够有效地提高点位趋近速度。网形优化比较方便。

4.5 采用GPS-RTK测设建筑方格网与常

规测量法相比, 效率可提高一倍以上, 并能大幅度降低作业人员的劳动强度。一个参考站可有多台流动站作业, 流动站不需基准站指挥, 单人即可独立作业。

5 GPS技术的不足

5.1 GPS系统精确定位的关键就在于对卫

星和接收机之间距离的准确计算, 按照固定模式:距离=速度×时间, 时间确定之后, 速度按电磁波的传播速度定。众所周知电磁波在真空中的传播速度很快, 但大气层不是真空状态, 信号要受到电离层和对流层的重重干扰。GPS系统只能对此进行平均计算, 在某些具体区域肯定存在误差;在大城市或山区由于高层建筑物及树木等对信号的影响, 也会导致信号的非直线传播, 计算时也会引入一定的误差;

5.2 与常规仪器进行的控制测量一样, 使用

GPS-RTK技术应首先复核起算基准点的精度, 起算点应为高等级的控制点, 并且起算基准点和观测点之间具有较好的位置分布。当使用动态GPS-RTK进行观测时, 基准站的精度要经过3-5个高等级控制点的连测、复核, 确保基准站坐标在各个方位观测情况下具有一致的精度。

5.3 大量的工程实例证明, 虽然GPS高程

测量能够达到一定的精度, 但用GPS施测的市政工程测量控制点, 应进一步用常规仪器进行水准联测, 保证高程精度满足市政工程建设的需要。

5.4 GPS测量中所选择的控制点位置的差

异直接影响到观测点位的精度。由于GPS测量是通过接收卫星发射的信号经过数据处理而得到点位坐标 (包括高程) 的, 任何可能影响信号接收的因素出现干扰时, 所测定的点位坐标都可能产生误差。为此, 在选择测量点位时应注意以下几点:点位视野开阔, 向上15°, 视角范围内应尽量避免有障碍物;尽量远离大功率无线电发射源, 间距应不小于400m, 远离高压输电线路, 间距应不小于200m;远离具有强烈干扰卫星信号接收的物体, 并尽量避开大面积的水域。

5.5 GPS测量更适用于视野开阔、障碍物较

少的新区建设、野外勘探定位等, 在老城区的建设中, 使用GPS测量, 或者接收不到信号, 或者虽接收到信号, 但一直处于浮动状态, 出现假固定或者不能固定, 因此所得数据往往误差较大, 既无效率, 又无精度, 不能显示出GPS测量的优越性。

5.6 GPS测量成果与常规测量成果之间, 不

同型号GPS测量成果之间存在差异, 有时相差比较大。GPS网在进行平差计算时, 边长一般需要进行两项改正:归算至大地水准面的改正;归算到高斯投影面上的改正。二维联台平差模型不能解决平面位置与高程位置统一的问题, 而三维联台平差模型是一个多功能的可实现平差模型转换的高级平差系统, 平差得到的结果是点的三维空间位置及其精度, 这对于点位及其分量的全面分析和研究是极有利的。但在三维联合平差时, 需要地面点有相应精度要求的大地高观测值, 这在某些情况下是难以实现的。

5.7 GPS及其相关技术是一门新兴起的技

术, 其运用的规范标准还不够完善, 目前我国还没有颁布统一的地理信息标准, 导航产品生产商大多使用自己开发生产的电子地图, 这些电子地图一般相互不兼容。另外, 产品没有统一的标准规范, 产品市场没有形成标准, 特别是软件产品没有形成统一的规范。这还待有关部门进一步研究制定。

6 结束语

在当前, 空间信息数据是政府部门决策和行业发展规划的重要依据, 是网络高速公路上的主流内容之一。利用GPS进行数据更新具有及时、高效、高精度、不受恶劣环境气候影响等优势, 未来的几年内, GPS连续观测基准站将会遍布全国, 任何地区都可以实现实时测量, GPS作为一种便捷的科学工具将在空间科学领域获得广泛的应用。

参考文献

[1]徐绍铨, 张华海, 杨志强, 王泽民.GPS测量原理及应用[M].武汉测绘科技大学出版社, 2000

[2]吉星升, 董军.《GPS技术在工程测量中应用现状及其局限性》中国测量, 2002, 6.

浅谈GPS测量技术的应用 篇9

1 GPS技术现状

GPS全球卫星定位系统 (Globle Positioning System) 是一种结合卫星及通讯发展的技术, 利用导航卫星进行测时和测距。全球卫星定位系统 (简称GPS) 是美国从上世纪70年代开始研制, 于1994年全面建成, 具有全球卫星定位系统以全天候、高精度、自动化、高效益等功能, 能为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间等优点, 成功地应用于大地测量、工程测量、工程变形测量、等多种学科。GPS接收机的结构分为天线单元和接收单元两大部分。对于测地型接收机来说, 其是实现测地定位的基本条件, 接收机有单频与双频之分, 一般来说, 双频GPS接收机对比与单频接收机可以提供更为快速、更为精确、可靠的解算, 具有安全有效地进行静态、快速静态和动态测量的功能, 可升级的DSM232型号, 也可以升级到包含RTK功能;单频机适宜于短基线测量 (例如不超过20km) , 最吸引人的是它良好的性能价格比。RTK系统由GPS接收设备、无线电通讯设备、电子手薄及配套设备组成, 它是建立在全球定位系统 (GPS) 基础之上的实时动态定位技术, 完全可以满足控制测量、地形测图、工程放样的要求。但由于GPS系统在轨卫星有限, 在对空条件不好的测区, 不能提供所保证的功能, 是影响流动站定位精度的一个重要误差源。实践表明, 单频GPS系统由于不能有效消除电离层延迟影响, 存在着很大的局限性和片面性。随着美国全球定位系统 (GPS) 和苏联全球导航卫星系统 (CLONASS) 的不断完善, 这种高精度定位、高灵敏度快速定位模式为用户提供了更为完善的接收设备, 实现了GPS接收设备的新水平。

2 GPS测量的优越性

1) 测站间无须通视。GPS测量不要求测站之间互相通视只需测站上空开阔即可因此可节省大量的造标费用。GPS这一特点, 使得图形注记更加快捷、方便, 用户可根据实际情况自由设置其显示、输出的状态。CPS测量只要求测站上空开阔, 与卫星间保持通讯即可, 不要求测站之间互相通视, 因而不再需要建造觇标;

2) 定位精度准确。一般双频GPS接收机 (标称精度5mm+1ppm·D, D以km计) , 而红外仪器的标称分辨率为5mm+5ppm, GPS测量精度与其旗鼓相当, 但随着间隙距离的进一步增加, GPS测量更具有优越性;

3) 能够提供三维坐标。GPS测量相对经典的测量技术, 具有定位精度高、观测时间短、操作简便、全天候作业等优点, 可同时精确测定测站点的三维坐标, 其高程精度已可满足四等水准测量的要求。

3 应用分析

3.1 技术设计

1) 基础资料和设计依据。GPS测量的技术设计主要依据建设部《关于发送1990年工程建设工业标准 (建设部部分) 制订、修订计划的通知 ([1990]建标第407号) 要求, 由北京市测绘设计研究院主编的《城市测量规范》、2001年发布的国家标准《全球定位系统城市测量技术规程》及工程测量的施工图纸、施工合同、有关政策、规范制定的;

2) 设计精度。根据工程需要与现场条件布设全面网或越级布网的情况, 选择平面控制网分两级布设, 首级为GPS控制网, 二级为精密导线网。要求一级导线的平均边长不应超过1Km, 导线相对|司合差三1;150 000, GPS标称精度, 固定误差不大于5mm, 相对误差不大于1×10-6。同时, 在测区范围内及周边区域选择了9个满足GPS观测条件的原城市高等级控制点, 作为起算数据选择的依据或作为重合点;

3) 基准设计和网形设计。保证很好地控制该工程的施工, 设置了独立的平面控制网, 由12个GPS控制点组成, 其中联测已知平面控制点2个 (I12, I13) , 高程控制点5个 (I12, I13, 105, 109, 110) 。同时, 在测区范围内及周边区域选择了9个满足GPS观测条件的原城市高等级控制点, 作为起算数据选择的依据或作为重合点;

4) 观测计划。根据编制的GPS卫星可见性预报表及卫星的几何图形强度 (其PDOP值不应大于6) , 选择最佳观测时段, 并注意手机、步话机等设备的使用, 并编排作业调度表。

3.2 选点

GPS测站间无须通视GPS测量不要求测站之间互相通视只需测站上空开阔即可, 图形结构也比较灵活, 而且网的图形结构也比较灵活, 所以选点工作较经典控制测量的选点工作简便。但考虑特殊环境下GPS准动态测量模式在大比例尺地形测量中独特的优越性, 所以在选点时最好可以选择与某一点通视, 以备后续工作使用;点位目标要显著, 视场周围15°以上不应有障碍物, 以减少GPS信号被遮挡或障碍。

3.3 观测

根据GPS作业调度表的测时段、观测时间、测站编号、控制点名称、接收机编号, 采用长时间GPS静态相对定位等方法来确定, 观测过程中PDOP值不大于6, 一般小于4, 卫星高度角大于15°, 有效卫星数大于4, 一般大于5。

4 结论

通过以上分析, 科技的飞速发展, 工程测量的技术面貌发生了深刻的变化, 并取得很大的成就, GPS系统具有设备独特新颖、技术含量极高, 并具有精度高、速度快、功能全等优点, 因此, 在工程测量上将有很大的发展空间, 为工程的施工质量提供可靠的基础保障。

参考文献

[1]焦素朝.GPS在三峡二期工程施工控制测量中的应用[J].中国三峡建设, 2009 (11) .

[2]周建郑.GPS测量定位技术[M].北京:化学工业出版社, 2008.

GPS测量技术高层建筑 篇10

对于中职学校建筑专业学生而言, 熟练地掌握工程测量是极为重要的。随着现代科技的不断发展, 新型工程测量方法也不断涌现, GPS系统测量就是其中较为先进、较为实用的方法。目前, GPS系统已经广泛应用在了工程测量中。GPS测量原理与应用是中职学校建筑专业的主要专业课之一, 它是应用GPS卫星的信号完成测绘工作的, 因此技术先进、应用广泛。GPS定位精度高、速度快, 可以做控制测量和碎部测量及放样等测量工作。中职学校建筑专业学生应该熟练掌握使用GPS系统测量。

1 GPS系统测量概述及特点

全球定位系统Global Positioning System-GPS作为新一代的卫星导航定位系统, 经过20多年的发展, 已发展成为一种被广泛采用的系统。它的应用领域和应用前景已远远超出了该系统设计者当初的设想。目前, 它在航空、航天、军事、交通、运输、资源勘探、通信、气象等几乎所有的领域中, 都被作为一项非常重要的技术手段和方法, 用来进行导航、定时、定位、地球物理参数测定和大气物理参数测定等。

作为较早采用GPS技术的领域, 在测量中它最初主要用于高精度大地测量和控制测量, 建立各种类型和等级的测量控制网。现在, 它除了继续在这些领域发挥着重要作用外, 还在测量领域的其它方面得到充分的应用, 如用于各种类型的施工放样、测图、变形观测、航空摄影测量、海测和地理信息系统中地理数据的采集等。尤其是在各种类型的测量控制网的建立这一方面, GPS定位技术已基本上取代了常规测量手段, 成为了主要的技术手段。

2 GPS系统测量的组成部分

2.1 空间部分

GPS的空间部分是由21颗工作卫星组成, 它位于距地表20 200km的上空, 均匀分布在6个轨道面上 (每个轨道面4颗) , 轨道倾角为55°。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还可用一段时间, 但导航精度会逐渐降低。

2.2 地面控制系统

地面控制系统由监测站 (Monitor Station) 、主控制站 (Master Monitor Station) 、地面天线 (Ground Antenna) 所组成, 主控制站位于美国科罗拉多州春田市 (Colorado Spring) 。地面控制站负责收集由卫星传回之信息, 并计算卫星星历、相对距离, 大气校正等数据。

2.3 用户设备部分

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。当接收机捕获到跟踪的卫星信号后, 就可测量出接收天线至卫星的伪距离和距离的变化率, 解调出卫星轨道参数等数据。根据这些数据, 接收机中的微处理计算机就可按定位解算方法进行定位计算, 计算出用户所在地理位置的经纬度、高度、速度、时间等信息。

3 GPS系统测量的优点

3.1 定位精度高

应用实践已经证明, GPS相对定位精度在50km以内可达10~6, 100~500km可达10~7, 1 000km可达10~9。在300~1 500m工程精密定位中, 1h以上观测的解其平面其平面位置误差小于1mm, 与ME-5 000电磁波测距仪测定得边长比较, 其边长较差最大为0.5mm, 校差中误差为0.3mm。

3.2 观测时间短

随着GPS系统的不断完善, 软件的不断更新, 目前, 20km以内相对静态定位, 仅需15~20min;快速静态相对定位测量时, 当每个流动站与基准站相距在15km以内时, 流动站观测时间只需1~2min, 然后可随时定位, 每站观测只需几秒钟。

4 中职学校建筑专业学生掌握使用GPS系统测量的精度、密度设计

4.1 GPS测量的精度标准及分级

对于GPS网的精度要求, 主要取决于网的用途和定位技术所能达到的精度。精度指标通常是以GPS网相邻点间弦长标准差来表示, 即:

式中:——标准差 (基线向量的弦长中误差, mm) ;

a——GPS接收机标称精度中的固定误差 (mm) ;

b——GPS接收机标称精度中的比例误差系数 (1×10-6)

d——相邻点间的距离 (km) 。

根据2001年国家质量技术监督局发布的国家标准《全球定位系统 (GPS) 测量规范》, 将GPS控制网按其精度划分为AA、A、B、C、D、E6个精度级别。其中, AA级主要用于全球性的地球动力学研究、地壳形变测量和精密定轨;A级主要用于区域性的地球动力学研究和地壳形变测量;B级主要用于局部变形监测和各种精密工程测量;C级主要用于大、中城市及工程测量的基本控制网;D、E级主要用于中、小城市, 城镇及测图、地籍、土地信息、房产、物探、勘测、建筑施工等控制测量。AA、A级是建立地心参考框架的基础, 同时AA、A、B级也是建立国家空间大地测量控制网的基础。

4.2 GPS定位的密度设计

相邻点间最小距离可为平均距离的1/3~1/2倍, 最大距离可为平均距离的2~3倍。在特殊情况下, 个别点的间距可也可结合任务和服务对象, 对GPS点分布要求做出具体的规定。

5 中职学校建筑专业课程教学内容的基本要求及重点和难点

5.1 全球定位系统的组成及发展

了解GPS卫星的产生与发展过程及其组成部分, 掌握GPS定位的基本概念和GPS定位的特点。

5.2 坐标系统与时间系统

了解基本坐标系统间的关系和时间系统在GPS中的重要性, 掌握WGS-84的定义。

5.3 卫星运动及其信号

了解GPS接收机的工作原理、分类原则和卫星运动及其轨道, 懂得GPS卫星信号的功能和接收机的性能及其优、缺点。

5.4 GPS静态定位原理及方法

了解GPS静态定位的基本原理和卫星在空间的几何分布对定位精度的影响, 掌握静态定位的方法和相关的基本概念。

5.5 GPS动态定位原理及方法

了解GPS动态定位的基本原理, 掌握动态定位的方法。重点:动态定位的方法。难点:动态定位的基本原理

5.6 GPS测量的误差

了解GPS测量主要误差来源于那几个方面, 掌握减弱接收机产生误差的措施。重点:多路径误差的影响。难点:时钟误差的影响。

5.7 GPS测量的施实

熟悉GPS测量的外业工作, 掌握选点的原则和GPS网的技术设计及其基本网形。重点:选点的原则和GPS网的技术设计。难点:GPS网的技术设计。

5.8 GPS测量的数据处理

了解数据处理的过程, 掌握基线处理和平差的方法。重点:基线处理和平差的方法。难点:观测成果精度的分析。

6 结论

熟练掌握使用GPS系统测量对于中职学校建筑专业学生的职业技能及创新能力的培养来说, 极为重要, 值得探讨。

摘要：GPS测量原理与应用是中职学校建筑专业的主要专业课之一, 中职学校建筑专业学生应该熟练掌握使用GPS系统测量。本文首先阐述了GPS系统测量概述及特点, 其次分析了GPS系统测量的组成部分及其优点。同时, 对中职学校建筑专业学生掌握使用GPS系统测量的精度、密度设计进行了探讨。最后, 对中职学校建筑专业课程教学内容的基本要求及重点和难点提出了自己的看法和建议, 具有一定的参考价值。

关键词：中职学校,建筑专业,GPS系统测量

参考文献

[1]徐绍铨, 等.GPS测量原理及应用武汉测绘[M].科技大学出版社, 2006.