GPS测量技术在公路工程中的应用

GPS测量技术在公路工程中的应用（通用14篇）

篇1：GPS测量技术在公路工程中的应用

GPS技术在工程测量中的应用

通过对列入2007年度矿业权价款地质找矿矿工作计划的山西省灵丘县古道沟钼矿普查项目中GPs技术的实际应用,来阐述说明GPS技术具有全天候、高精度、定位速度快、布点灵活和操作方便等特点.

作 者：任晓芳  作者单位：山西省地质勘查局212地质队,山西,长治,046000 刊 名：华北国土资源 英文刊名：HUABEI LAND AND RESOURCES 年，卷(期)：2009 “”(2) 分类号：P27 关键词：工程测量   RTK GPS  

★ GPS快速静态测量技术在1∶1000航测像控中的应用

★ 全球定位系统(GPS)技术浅谈

★ 刍议GPS在公路工程测量中的应用研究

★ 测量个人技术总结

★ 人工神经网络在GPS高程异常拟合中的应用

★ 测量实习任务技术总结

篇2：GPS测量技术在公路工程中的应用

浅谈GPS技术在公路测量中的应用

摘要：GPS(Global Positioning System)即全球卫星导航与定位系统,其应用技术已遍及国民经济的各个领域.GPS不仅具有良好的抗干扰性和保密性,且具有全球性、全天候、连续性、实时性的`精密三维导航与定位能力,能为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时问.作 者：榱林 屈磊 作者单位：辽宁省冶金地质堪查局地质堪查研究院,辽宁,114038期 刊：南北桥 Journal：SOUTH NORTH BRIDGE年，卷(期)：2010,“”(4)分类号：X91关键词：GPS RTK 公路测量

篇3：GPS技术在公路测量中的应用

GPS全球定位系统科技领先, 覆盖全球, 功能强大, 具有全天候连续性的定位功能, 提供三维坐标精密无误, 能为各类用户服务, 周全快速;GPS分为常规测量和相对测量两种, 根据载波相位测量局域差方法原理, 依照差分计算得出数据, 根据算法模型, 作业模型分为几大种类, 其中就有RTK、静态、快速静态等等;地壳变形观测使用静态作业模式, 用于精度较高的测量, 普通的工程测量使用快速静态方法, 碎部测量如数据采集, 一般使用RTK测量, 其特点省时高效精密度高;GPS定位主流中, 非RTK技术莫属。GPS性能强大, 不受时空所限, 精度高, 服务完善, 设备先进。

2 GPS技术应用于公路展望

我国的经济飞速发展, 一日千里, 公路建设建设之快, 史无前例, 机遇重重, 勘测设计面对着前所未有的机遇, 进而对勘测设计的要求也有所提高, 现在科技发展前景大好, 公路设计行业软件技术和硬件也随之有了较快的更新, 所有的设计全部计算机辅助, 达到了设计、施工、勘测与后期管理一体化, 中间环节得到了减少。

常规测量受限多, 作业强度大, 费事低效, 设计周期长, 设备陈旧, 勘测技术落伍。电子全站仪的使用, 改良了公路勘测, 增进了先进程度, 电子全站仪可以对角度和距离进行一时双行式测量, 安置简易, 次数单一, 全站测量工作即能顺利完成, 省时高效, 公路工程中使用RTK技术以后, 万象更新, 前景广阔。

3 GPS-RTK测量技术的实际应用

GPS定位技术潜力巨大, 自动化程度高, 定位精度精密, 备受工作人员青睐;八十年代以后, 第一代GPS定位机问世, 发展迅速, 市场广大。

GPS-RTK实际应用特点:

(1) 观测站之间无需通视。传统的测量方法有一定的障碍, 比如说必须保持良好的通视, GPS-RTK彻底将其颠覆, 而且选择点位随心所欲, 只要信号通畅、空间开阔, 觇标也一并省略。

(2) 定位精度有了大幅度的提升。GPS-RTK的精度完全符合大比例尺地形图测绘的要求, 广受欢迎。

(3) 节时高效。GPS-RTK的使用, 较以前提高数倍效率甚至于更多。快速相对定位法的使用, 以前需要数小时的测量, 现在不到十分钟就能轻松完成。

(4) 提供三维坐标。GPS测量特点突出, 性能强大, 观测站平面位置、观测站的大地高程等测量都能够精密测量, 在航空摄影等方面应用也极其广泛。

(5) 简易操作, 测量自动化。自动化程度很高, 效率越高, 观测月准确, 人员工作月轻松省力, 工作中, 工作人员只需要启动仪器、监测观察即可, 其余有赖GPS测量的自动化功能。

(6) 节约成本。GPS定位技术建立控制网成本低廉, 外业费用比常规大地测量技术减少百分之三十左右, 工期的缩短也是费用较低的一个原因, 随着GPS接收机不断改进, 性能改良, 实效益发显著。

(7) 作业不受时间限制。GPS观测随时性, 纵然天气恶劣, 也基本上不受影响, 能够正常观测。

(8) GPS用户接收机十分精巧, 重量轻微, 便于携带、收藏和管理。

4 使用GPS-RTK的过程

4.1 测区七参数的求取

采集过程中, 使用GPS静态数据, 现场作业, 模拟反算。

4.2 设立GPS-RTK基准站

设立GPS-RTK基准站的时候, 要选择开阔平坦之地, 四周无覆盖, 信号通畅无阻, GPS卫星信息通达无碍, 这样接受信息就会顺畅;并且建立基准站还要避开干扰信号的地方, 比如避开无线电的发射基站、躲开高压线, 远离一切干扰信号的辐射磁波, 另外离水面也要保持一定的距离, 无线电载波信号受到障碍物反射影响所产生多路径传播的现象要一概减少或者避免 (多路径效应和回声现象大同小异, 在接收机收到从卫星直接发射的信号的同时, 它也接收到由其他物体反射的卫星信号, 一般来说就发生混淆难辨。根据目前的水平, 多路径效应还无法百分之百的将之消除, 只能最大程度的减弱) ;设立GPS-RTK基准站, 选择高位置, 发射威力增加, 距离延长;结果不断地提高, 目前GPS-RTK作用距离近五十华里。

4.3 设置GPS-RTK移动站

避免定位中心偏差, 促进GPS同测深仪的功效, GPS接收天线在船上设置要以在测深仪换能杆上为宜。

4.4 测量软件的设置

用人力或机械进行水下土石方开挖的疏浚工程中应用无验潮测量软件, 选择输入高程异常改正和坐标转换。

4.5 GPS-RTK的精度分析

根据用户反映和调查结果, 数据表明GPS-RTK技术误差低, 彼此分布, 均匀依托, 误差积累得到彻底消除;精度高, 准确可靠, 测量精度可以达到厘米级, 令人叹为观止。

4.6 公路应用

实时动态 (RTK) 定位有快速静态定位和动态定位两种测量模式, 相辅相成的两种模式, 非常适用于公路工程中的前端数据采集。GPS静态定位技术和动态定位技术相结合的方法可以高效、高精度地完成公路平面控制测量。

综上所述, GPS在公路勘测中的应用, 是技术的突破, 是勘测手段的革命, 是作业方法创举, 对高等级公路的勘测起到了前所未有的作用, 效率的提升, 精度的到达, 预示着定位技术对公路勘测有巨大的推进作用, 方兴未艾, 前途广阔。

摘要：公路测量中的GPS技术应用广阔, 前景诱人, 堪称一项非常重大的技术革命。尤其是RTK (实时动态差分法) 定位技术, 特点明显, 技术领先, 潜力巨大。本文从GPS技术发展现状谈起, 对GPS技术应用于公路做了一个展望, 分析了GPS-RTK测量技术的实际应用, 介绍了使用GPS-RTK的过程, 解读了测区七参数的求取、设立GPS-RTK基准站、设置GPS-RTK移动站、测量软件的设置、GPS-RTK的精度分析与公路应用六个具体的细节。

关键词：GPS技术,公路测量,GPS-RTK移动站,精度分析

参考文献

[1]刘大杰, 白征东.大地坐标转化与GPS控制网平差计算与软件系统[M].上海:同济大学出版社, 1996.

[2]聂让, 许金良, 邓云潮.公路施工测量手册[M].人民交通出版社, 2001.

篇4：GPS测量技术在工程中的应用

【关键词】静态测量；GPS测量；工程应用

【中图分类号】P228.4 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2013）03-0176-01

在GPS 技术的应用上，由于一般静态测量时间相对较长，而动态测量定位的准确性和可靠性有时又难以保证，因此采用快速静态测量作为首级控制测量的作业方式，在首级网的基础上采用常规导线进行加密。

一、测区概况

某河道为了预防血吸虫从而进行河道利民整治。为了满足工程设计、施工建设和防洪、防血吸虫等的需要，作为所有后继分项目实施的基础和前提，整个测区必须首先要提供准确的测量数据。只有这个测量数据准确了，后继的各项工作实施的质量才能得到保证。

整个测区交通十分便利，测区铁路横贯东西，南面为国道，便民河中部河道直通长江提水一站，在干旱时期通过该站向长江提水二站供水再通过干渠将长江水调入北山水库，以供应市城区的用水。另外测区内有大学桥头校区，引用水也来自老便民河，因此老便民河河道整治具有很重要的意义。

整个测区分两个部分，总长约9km，其中东部测区河道长约3km，西部测区长约6km，测量宽度为河道中心线两边各150m总面积约2.7km2。测区内河道系感潮河道，河道内水位随长江潮水位的涨落而高低起伏，河道内的淤泥滩地在落潮时会暴露出水面，而在涨潮时才会淹没下去，水深约在2米左右，也有3--4米深的，最浅处已经见到河底。由于测量时间在10月，且河道已多年没整治，河堤两岸长满了树木，枝叶繁茂，通视条件很差，这给测量工作带来了很大不便。

二、测区内已有资料

经对收集的1：10000地形图进行研究，发现测区内有两个控制点分别是I宁无14和I宁无13基，分别位于测区内的A镇和B镇。故将这两两个点作为本次GPS控制测量的引据点。

三、GPS静态测量控制网的建立

3.1 GPS测量坐标系的确定

GPS测量采用世界大地坐标系WGS1984，实际成果经过坐标转换成为北京54坐标系。根据两条河道所处的地理位置，GPS初始参数设定为假北为0，假东为500km，纬度原点为0（N北纬），中央子午线117（E东经），比例因子为1，长半轴a=6378245，扁率α=1/298.3，水平和垂直平差为0，坐标几何设定为网格。

3.2 GPS网的布设方法

控制网的建立主要是满足河堤地形测量的需要。由于测区为一狭长地带，考虑到地形测量及以后工作的需要，由东向西将控制网而设成三角形锁，使得每一条基线都能得到一定的检核。用3台套GPS接收机采用边连式构网，以保证传递精度。同时考虑到常规导线测量，所布设的GPS点均两两对应，互相通视。

3.3选点原则

在选点前我们对收集到的1：10000地形图进行了研究，进行了图上设计，确定了大致方案，然后到现场踏勘。所选的点位一般视野都比较开阔，周围没有较高的障碍物，也避开了高压线、变电站等设施，同时考虑到点位的长期保存和交通便利情况，以及满足常规方法进行加密时的通视条件，最终确定了如图1 所示的GPS控制网布设方案。

四、GPS外业数据采集

GPS数据采集采用快速静态定位法，使用3台瑞士产LEICA GPS 1200接收机（平面精度指标为静态5mm+0.5ppm，动态10mm +0.5ppm ）进行同步观测，每时段观测约30分钟，同步接收卫星有效数不少于5 颗，卫星高度角大于15°，数据采样间隔为15秒，卫星几何图形强度因子PDOP值小于5，接收机与卫星间的图形强度良好。观测时严格按照规程操作。在每次架设仪器时均量测了天线高。

五、GPS网基线向量解算及平差

GPS数据采集后进行的数据处理一般分三个步骤：基线解算、闭合差检验、网平差解算等。本次解算中主要采用LEICA公司随机软件包LGO进行数据的导入、基线向量解算，基线向量解算时采用双差固定解。在检查基线向量解算成果合格后就可以利用平差软件LGO进行平差计算了，否则还要剔除无效卫星信息重新进行向量解算。在进行网平差时，首先进行三维无约束平差，以对GPS网内符合精度进行检验和评估。在进行二维平差时，利用已知控制点的坐标计算出北京54坐标系的坐标。经过平差后对所观测的7个同步环进行精度统计，其中闭合差统计见表一，相对闭合差统计见表二。

从表一、表二中可以看出本次GPS测量的精度完全达到规范要求，说明控制点观测成果可靠，完全能够满足本次地形测量的要求，并为提供高精度测量成果打下了基础。

同时为了对GPS观测成果进行检核，我们还在导线控制测量时对相邻两个点进行边长测量，在进行温度、气压等改正后实测的边长与利用GPS测定的边长较差均≤0.1cm。

但在具体解算过程中发现天线高数据输入时的正确与否对点位误差有一定的影响，但对坐标的影响不大。

六、结束语

由于采用了精度高、速度快、质量可靠的GPS进行测量，所以比我们预想的工期提前完成外业测量计划，也减轻了内业资料整理的工作量，及时地向甲方提供了较为准确的数据成果资料，我们相信G PS同样会以其高精度、高效率的绝对优势在工程测量、地籍测量、遥感测量等其他领域中得到广泛应用。

参考文献：

[1]郭富兴，刘天琦.GPS在河道险工测量中的应用[J].吉林水利2010（06）

篇5：GPS测量技术在公路工程中的应用

GPS RTK技术在公路测量中的应用

本文详细介绍了GPS RTK的原理和主要定位模式,论述了GPS RTK技术在公路测量中的应用前景,结合实际运用进行了精度分析,阐述了GPS RTK技术的.局限性.

作 者：韩传德 作者单位：安徽省第二测绘院,安徽合肥,230031刊 名：江西测绘英文刊名：JIANGXI CEHUI年，卷(期)：“”(3)分类号：关键词：GPS RTK技术 公路测量 体会

篇6：GPS测量技术在公路工程中的应用

GPS技术在高速公路加宽测量中的应用

对GPS测量技术和方法及高速公路加宽测帚作业的过程进行介绍,并对GPS技术在高速公路加宽测量中各阶段的`应用进行说明.

作 者：李光辉 作者单位：河南省有色测绘有限公司,河南省郑州,450016刊 名：中国科技博览英文刊名：CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY REVIEW年，卷(期)：“”(28)分类号：P208关键词：GPS静态 GPS-PPK GPS-RTK GPS快速静态

篇7：GPS测量技术在公路工程中的应用

关键词：GPS定位系统 公路工程 控制测量 应用

一、概述

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。我们先了解一下GPS系统的组成，工作原理以及在测量领域的应用特点。

1.1GPS系统的组成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，除此之外，测量用户当然还应有卫星接收设备。

1.1.1 空间卫星群 GPS的空间卫星群由24颗高约20万公里的GPS卫星群组成，并均匀分布在6个轨道面上，各平面之间交角为60o，轨道和地球赤道的倾角为55o，卫星的轨道运行周期为11小时58分，这样可以保证在任何时间和任何地点地平线以上可以接收4到11颗GPS卫星发送出的信号。

1.1.2 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。GPS地面控制系统主要设立在大西洋、印度洋、太平洋和美国本土。

1.1.3 GPS的用户部分由GPS接收机、数据处理软件及相应的用户设备如计算机、气象仪器等组成，其作用是接收GPS卫星发出的信号，利用信号进行导航定位等。在测量领域，随着现代的科学技术的发展，体积小、重量轻便于携带的GPS定位装置和高精度的技术指标为工程测量带来了极大的方便。例如：我们在控制测量中使用的天宝（Trimble）4800GPS测地型接收机其技术指标为：

双频主机、天线，RTK电台一体化；

独特的电池设计、无需接线，使用4h以上；

5次/秒的快速位置更新，可靠的卫星“超跟踪”技术；

新型于薄式控制器，4M或10M的PCMCIA数据存储卡;

测量精度：静态测量5mm+lppm

RTK测量 10mm十1ppm（平面）

20mm十1ppm(高程）

这些技术指标充分的满足了控制测量的精度要求。

1.2GPS的工作原理

GPS系统是一种采用距离交会法的卫星导航定位系统。在需要的位置P点架设GPS接收机，在某一时刻ti同时接收了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)，其数学式为：

SAP2=[(Xp-XA)2+(Yp-YA)2+(Zp+ZA)2]

SBP2=[(Xp-XB)2+(Yp-YB)2+(Zp+ZB)2]

SCP2=[(Xp-XC)2+(Yp-YC)2+(Zp+ZC)2]

式中(XA，YA，ZA),(XB，YB，ZB),(XC，YC，ZC)分别为卫星A，B，C 在时刻ti的空间直角坐标。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。（如： WGS-84世界大地坐标系和1980年西安大地坐标系。）在实际使用中需要根据坐标系统间的转换参数进行坐标系统的变换，来求出所使用的坐标系统的坐标。这样更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。

二 GPS测量的技术特点

相对于常规的测量方法来讲，GPS测量有以下特点：

2.1 测站之间无需通视。测站间相互通视一直是测量学的难题。GPS这一特点，使得选点更加灵活方便。但测站上空必须开阔，以使接收GPS卫星信号不受干扰。

2.2 定位精度高。一般双频GPS接收机基线解精度为5mm+1ppm，而红外仪标称精度为5mm+5ppm，GPS测量精度与红外仪相当，但随着距离的增长，GPS测量优越性愈加突出。大量实验证明，在小于50公里的基线上，其相对定位精度可达12×10-6，而在100～500公里的基线上可达10-6～10-7。

2.3 观测时间短。观测时间短采用GPS布设控制网时每个测站上的观测时间一般在30～40min左右，采用快速静态定位方法，观测时间更短。例如使用Timble4800GPS接收机的RTK法可在5s以内求得测点坐标。

2.4 提供三维坐标。GPS测量在精确测定观测站平面位置的同时，可以精确测定观测站的大地高程。

2.5 操作简便。GPS测量的自动化程度很高。目前GPS接收机已趋小型化和操作傻瓜化，观测人员只需将天线对中、整平，量取天线高打开电源即可进行自动观测，利用数据处理软件对数据进行处理即求得测点三维坐标。而其它观测工作如卫星的捕获，跟踪观测等均由仪器自动完成。

2.6 全天候作业。GPS观测可在任何地点，任何时间连续地进行，一般不受天气状况的影响。

三、GPS系统在实际测量工作中的应用，公路工程的测量主要应用了GPS的两大功能：静态功能和动态功能。静态功能是通过接收到的卫星信息，确定地面某点的三维坐标；动态功能是通过卫星系统，把已知的三维坐标点位，实地放样地面上。开封市的省路网改造项目应用GPS测量是于2001年开始的，2002年在省道豫04线和尉氏--通许段48公里的中线测量和国道310线郑汴高速连接线11.8公里的控制测量中推广使用了静态功能这一技术。据开封市公路工程勘察设计院有关专家介绍，经过多次的复测验证，GPS技术定线测量的精度可以完全满足公路勘察设计和公路建设的精度要求。

3.1 国道310线郑汴高速连接线控制测量

3.1.1建立布网方案

国道310线郑汴高速连接线北连郑汴高速，向南穿越正在开发的开封经济技术园区，地物地貌较为复杂，部分区域和方向有遮挡，该测区内原有BJ54坐标系的E级控制点二个(已知起算点)，其中a1（X=3852759.5680，Y=528870.9190，H=72.0080）位于医药商厦门前，b1（X=3852808.6230，Y=527915.2590，H=72.0000）位于大学西边的路口处，根据工程需要在市委、水利局、书店、雕塑、检察院附近加密控制点，以便于测设，我们建立控制网。

3.1.2 大地测量法

主要采用大地测量仪器如经

纬仪、全站仪、测距仪等。国道

310线郑汴高速连接线控制网采用

测边网，高程采用测距三角高程，按照观测技术要求进行施测。外

业观测数据经数据处理并进行平差计算。

3.1.3 GPS静态测量法GPS静态测量法就是根据制定的观测方案，将三台天宝4800GPS接收机安置在待定点(a2,c1,c2,c3)上同时接收卫星信号，直至将所有环路观测完毕。观测数据经平差计算得到54北京坐标系的坐标。

3.1.4大地测量法与GPS测量法结果比较

由于两种测量方法本身的测量误差和坐标转换数学模型误差以及在平差计算中观测量权配置等因素引起两种测量方法的结果存在一定的差值，由于其三维坐标差值均小于±10mm，因此可以满足国道310线郑汴高速连接线加密施工控制网的精度要求。

3.2 GPS的动态测量（RTK）在东京大道新建工程的应用

东京大道新建工程周围地势起伏较大，在北城墙外JD4～JD5区间穿越五十公顷面积的国家森林公园，大范围的密林、密灌地使通视较为困难，而规范对附合导线长、闭合导线长及结点导线间长度等有严格规定，一般对于高等级公路均要求达到一级导线要求。这样，导线附合或闭合长度和结点导线结点间距等指标都有严格规定，这种要求一般在实际作业中难以达到，往往出现超规范作业。开封市公路局勘察设计院于2000年用10人花费20天时间，用全站仪和测距仪通

过导线形式完成了该路段进行了控制测量。2001年在工程开工前对 该路段实施GPS的RTK动态测量，对中线进行恢复和校核。

以已知控制点 JD4、JD5为基准点，然后在基准点JD4上架设GPS基准台，用GPS1H和GPS2两台天宝（Trimble）4800GPS接收机分别安置在控制点上，测出点HZ4、ZD7、ZD8、ZD9、ZD10、ZH5、的三维坐标，每点测量时间为5s。根据所测坐标计算出相应边长值。

为验证市勘察设计院2000年的对东京大道新建工程在控制测量的精度，我们分别以JD4和JD5为基准站对国家森林公园周围原加密的控制点A、B、C、D、E也进行了RTK测量，进行了坐标比较。

运用GPS测量的基线有14条，边长差值最大为16mm。控制点坐标测量点数7点，除E点发现有人为的破坏痕迹外，三维坐标能够比较的元素有27个，差值小于施工测量规范规定的要求，从以上比较可知，RTK测量可以用于工程的控制测量是非常有效的新技术。原来10人20天的外业任务，使用GPS测量仅用5人6小时时间，可见利用GPS测量能大大提高作业的效率，减轻劳动强度，保证了高等级公路测设质量。

四、小结

通过以上对GPS测量的应用事例的探讨，可以看出GPS在公路工程的控制测量上具有很大的发展前景：

第一 GPS作业有着极高的精度。它的作业不受环境和距离限制，非常适合于地形条件困难地区、局部重点工程地区等。

第二 GPS测量可以大大提高工作及成果质量。它不受人为因素的影响。整个作业过程全由微电子技术、计算机技术控制，自动记录、自动数据预处理、自动平差计算。

第三 GPSRTK技术将彻底改变公路测量模式。RTK能实时地得出所在位置的空间三维坐标。这种技术非常适合路线、桥、隧勘察。它可以直接进行实地实时放样、中桩测量、点位测量等。

第四 GPS测量可以极大地降低劳动作业强度，减少野外砍伐工作量，提高作业效率。一般GPS测量作业效率为常规测量方法的3倍以上。

第五 GPS高精度高程测量同高精度的平面测量一样，是GPS测量应用的重要领域。特别是在当前高等级公路逐渐向山岭重丘区发展的形势下，往往由于这

篇8：GPS测量技术在公路工程中的应用

全球定位系统 (Global Positioning System, 英文简称GPS) , 工作基本原理是通过人造卫星进行定位测量或授时。这种定位有着独特的优势, 如速度快、全天候、仪器轻便、自动化程度高等等, 因此在各等级的控制测量工作中均已广泛应用。目前.我国已建立了A、B两级国家GPS控制网。

1 GPS简介

1.1 GPS的组成

GPS卫星星座、地面监控系统和用户设备三个部分组成全球定位系统。

1) GPS卫星星座

24颗人造卫星其中3颗卫星备用组成GPS卫星底座, 工作卫星分布在6个固定的轨道面上, 如图1所示, 处于地平线以上的卫星数目是变化, 少时为4颗.多时达11颗。

2) 地面监控系统

全球5个地面站组成GPS的地面监控系统, 按功能地面站分为三类, 分别为主控站、注入站和监测站。这三类地面站有着不同的功能, 又相互协作共同完成信息采集。

主控站主要负责协调和管理地面监控系统, 由主控站对观测资料进行数据处理, 然后由注入站向人工卫星发送一系列描述卫星运动及其轨道参数的数据, 最后经检测站监控工作中卫星的工作状态, 并将采集的数据处理后发送到主控站。

1.2 GPS网的布设方式

GPS网的连接形式比常规测量网具有独特优势是灵活性大。常见的GPS网有点连式、边连式、边点混连式和网连式, 连接模型如图2。

(a) 点连式 (b) 边连式 (c) 边点混连式 (d) 网连式

2 GPS测量水利的外业工作

2.1 选点与立标

GPS水利测量时应该遵循四大原则:

1) 测量点选择交通便利、周围无障碍物的地方, 视野开阔保证有足够的视场;另外测量点地面基础牢固, 而且易于下次找到, 保存测量点的位置。

2) 测量点选择在至少200米内没有大功率无线电发射源;离高压线的距离不得小于50m, 以避免高压线产生的电磁场对GPS信号的干扰。

3) 测量点选择在无强烈干扰卫星信号接收的物体, 如大面积水域是强烈的干扰物, 因此要避免大面积水域。如此选择的目的是为了避免多路径效应。

4) 测量点选择时, 有就测量点不选新的测量点。使用旧的测量点前对旧点的稳定性和完整性进行检查, 符合要求继续使用。另外GPS网点要铺设标志性的标石。为准确标定点位, 另外选择标石也有要求, 选择的标石要稳定、坚固以便长久使用。预埋标石后及时标记和更新选点网图。

2.2 制定水利外业测量计划

制定良好的计划有助于顺利完成数据采集任务, 还可以保证测量精度并且提高测量工作效率, 测量计划这么重要, 观测计划的内容有:

1) 编制GPS卫星的可见性预报图。

2) 选择卫星的几何图形强度。在GPS定位过程中, 测量卫星与观测站形成的几何图形, 用空间位置因子 (PROP) 表示其强度。选择位置是PDOP不应大于6。

3) 选择最佳观测时间段。在工作卫星大于等于4颗的时候, 进行测量最佳时间段, 这样得到数据更加精确。如果GPS网规模较大时, 可以选择划分观测区域, 从而实施分区观测。

2.3 水利工程外业观测

外业测量工作开始后, 外业工作人员必须遵守测量工作调度表规定进行测量, 方便工作安排。

1) 天线安装要求

接收机天线安装时, 圆水准气泡必须严格居中, 此时接收天线的定向标志线应指向北, 用于减弱相位中心偏差的影响。

2) 安装天线高度要求

接收天线安装好后, 在以天线为中心, 在天线周围120°三个方向测量天线高度, 三者之间差值小于3m, 然后在有效数值下记录平均值。

观测员完成预定作业项目后, 经审核合格后并且完整记录数据才可迁站。

2.4 外业测量的误差分析

1) 系统误差

仪器的精密度和外界条件变好是系统误差产生的两个主要原因。例如, 量距时所用的钢尺存在尺长误差, 则每量一整尺距离就产生一个相应的误差;同样当温度变化时会引起钢尺的长度变化, 其引起量距误差为湿皮变化值的函数, 这些都是系统误差。系统误差具有象积性质, 而且一般总是可以预期出现, 并按其出现的规律采取相应的措施以消除和减弱它的影响。例如, 钢尺量距时, 先检定钢尺, 求出尺长改正数, 在观测时测定温度, 然后在测量结果中将尺长修正, 即可消除尺长误差和温度变化对距离的影响。

2) 偶然误差

偶然误差是由于人、仪器和外界条件等多方面因素引起的, 但不能确知其产生的具体原因, 具有随机性。例如, 无论是水准测量, 还是角度侧量, 用望远镜的十字丝照准目标时, 由于望远镜的分辨能力、放大倍率的限制以及空气透明度、目标折射率等影响, 使照准目标或偏左或偏右产生照准误差, 也使估读数值变化不定产生读数误差。这些误差都属于偶然误差。

偶然误差的大小和符号随着各种偶然因索的综合影响在不断地变化, 不同于系统误差, 它不能够用有效的方法来消除, 但可以进行总体控制, 因为这种误差总体而言, 服从一定的统计规律, 可利用概率论和数理统计方法来分析。

3 结论

水利工程建设十分重要, 关系到很多方面, 因此在测量过程中, 测量员要精益求精, 采用高科技手段进行辅助测量, GPS测量技术在以后测绘工作中应用越来越广泛。

参考文献

[1]王耀华, 尚学勇.GPS在水利工程测量中的运用探讨[J].河南建材, 2011 (5) .

[2]易延光, 毛志谦, 艾晓东.GPS在水利水电工程测量中的应用及其前景展望[J].黑龙江水利科技, 1999 (2) .

篇9：GPS测量技术在公路工程中的应用

关键词：GPS技术；特点；工程测量；应用

中图分类号：P228.4 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2012） 18-0084-01

GPS的全称是全球卫星定位系统，是Global Positioning System的缩写，它在工程测量中得到了广泛的应用，而且由于最近几年我国的工程测量行业异常火爆，GPS也迅速得到推广。GPS全球卫星定位系统可以全天候、全地形为客户服务提供连续的准确的三维速度、时间信息以及最重要的三维坐标等参数。GPS卫星定位系统主要由两部分组成，分别是地面监控系统和空间卫星群，除此之外的就是用户手中的接收装置。

GPS全球卫星定位系统的地面控制系统包括三个主要组成，他们分别是五个监测站、三个诸如站以及一个主控站，其中监测站的作用是用来在接收卫星信号的同时对其工作状态进行监测，而诸如站的作用则是将数据传输到太空中的卫星当中去，最重要的便是主控站，它根据监测站传输来的数据对卫星的各项参数进行整理、计算以及调整再转给注入站，与此同时，还可以时刻进行对卫星的控制、调整，调动备用的监测卫星以及向卫星传输工作指令等。GPS卫星定位系统的地面控制系统主要建立在美国本土、太平洋、印度洋以及大西洋四个地方，可以方面的对其进行调控。

GPS卫星定位系统的客户端则主要由三部分构成，他们分别是用户设备例如：气象仪器、计算机等；专用的数据处理软件以及GPS接收机，其中用户设备的主要作用是用来接收信号，通过卫星的指导来进行前进、巡航等。随着科学技术水平的不断发展，体积更小、重量更轻的GPS不断出现在我们的工作、学习以及生活中，它提供的高精度的等位数据给我们带来了极大的方便，特别是在测量领域更是起到了非常重要的作用。

一、GPS工程测量的主要技术特点

相对于常规的测量方法来讲，GPS测量有以下特点：

（一）测站之间无需通视。测站问相互通视一直是测量学的难题。GPS这一特点，使得选点更加灵活方便。但测站上空必须开阔。以使接收GPS卫星信号不受干扰。

（二）定位精度高。一般双频GPS接收机基线解精度为5mm+1ppm，而红外仪标称精度为5mm+5ppm.GPS测量精度与红外仪相当，但随着距离的增长，GPS测量优越性愈加突出。火量实验证明，在小于50公里的基线上，其相对定位精度可达12X10-6，而在100～500公里的基线上可达10-6～10-7。

（三）观测时间短。采用GPS布设控制网时每个测站上的观测时间一般在30～40min左右，采用快速静态定位方法，观测时间更短。例如使用Timble4800GPS接收机的RTK法可在5s以内求得测点坐标。

（四）提供三维坐标。GPS测量在精确铡定观测站平面位置的同时，可以精确测定观测站的大地高程。

（五）操作简便。GPS测量的自动化程度很高。目前GPS接收机已趋小型化和操作傻瓜化.观测人员只需将天线对中，整平，量取天线高打开电源即可进行自动观测，利用数据处理软件对数据进行处理即求得测点三维坐标。而其它观测工作如卫星的捕获.跟踪观测等均由仪器自动完成。

（六）全天候作业。GPS观测可在任何地点、任何时间连续地进行.一般不受天气状况的影响.

二、GPS技术在工程测量中的应用

由于GPS具有著非常高的测量精度，而且它不受距离以及环境的限制，所以该技术可以广泛应用于重点工程以及地形、地貌条件极度恶劣的地区。GPS测量技术由于技术的领先性以及不受人为因素的影响，所以它完全可以在保证测量质量的同时提高工作效率。GPS测量技术在工作的时候整个过程都是由计算机技术以及微电子技术进行控制的，分别将记录、数据进行存储以及处理计算，在大大降低作业强度的同时也减少了对于野外环境的破坏，而且还提高了工作效率，可谓是一举三得。一般情况下使用GPS测量技术的队伍是没有使用GPS队伍工作效率的三倍。GPS测量中应用的最广泛的就是高精度平面测量以及高精度高程测量。特别是在一些人迹罕至、自然条件极其恶劣的山区、荒漠等地区，由于自然条件的限制，常规的测量工作很难展开，因此GPS测量技术就是一种最为方便、快捷的测量手段。

由于GPS的超高分辨率以及超高的测量精度，所以他在科学研究方面也起到了重要的作用，根据其拍摄的高清晰的地球照片，我们可以分析出海洋、大气层、地壳以及地球内部的变化情况以及变化趋势；还可以通过分析参数以及测定卫星轨道对电离层、大气、抄袭、地球自转以及地球引力系数等进行分析研究工作。因此，作为一种先进性的技术手段，GPS卫星定位系统对于我们在海洋、气象、地震以及地球科学等领域的科学研究起到了强力的推进作用。

在民用以及政府管理方面，GPS动态定位测量以及导航这几项功能得到了广泛的使用。GPS卫星定位系统在对自然灾害的预防以及善后处理工作就起到了非常重要的作用，例如：火灾、地震、暴雪以及洪水等，不但可以快速、精确地确定事故地点、影响范围还可以预测发展趋势。在民用方面则主要是车载导航以及旅游指示等主要功能得到了广泛的使用。

实时动态监测多适用于在缓慢变形中存在突变的变形以及工程结构物在外力作用下的振动变形。工程结构物的振动变形量及其振动频率足工程结构物健康监测的重要参数，而传统的加速度仪测量方法不能测量出工程物在外力作用下的整体惯性位移，为工程结构物的健康诊断和设计检验带来了很犬的困难。国际上将GPS技术用于大型工程结构物动态变形监测出现在20世纪90年代中期，随后国内外一些学者对此己进行了一系列的试验性研究工作。并取得了一些成功案例。

三、结束语

综上所述，本文通过对GPS测量技术的主要特点以及它的应用等进行了深入的分析，发现，GPS由于其技术领先以及对使用人员的巨大帮助，未来一定会有非常广泛的发展前景。因此，我们一定要严肃、认真的学习、了解GPS卫星定位系统的知识以及使用方法，争取尽快的将其应用到我们的实际工作、生活中，为我国的工程测量等工作的飞速发展添加新的助力。

参考文献：

[1]徐红丽.全球卫星定位系统的原理以及应用[M].同济出版社，2008.

[2]邹德慧.全球定位系统（GPS）的使用状况与发展趋势[M].中国科技大学出版社，2006.

[3]陈建堂.我国工程测量行业中全球卫星定位系统的使用状况[J].测量技术与发展.2008，12.

篇10：GPS测量技术在公路工程中的应用

摘要：GPS测量技术具有传统测量技术无可比拟的特点，体现出智能化、干扰条件较少的优势，广泛应用于测绘工程领域，对于提升测绘工程质量和效率有不可小觑的重要作用和地位。

关键词：GPS;测量技术;测绘工程

随着时代的进步和发展，GPS测量技术成为极其抢眼的科技产物，它有操作便捷、自动智能水平高、受外界干扰影响小的优点，广泛应用于测绘工程领域，确保工程测绘工作的持续稳步发展和进步。

一、GPS测量技术应用特点分析。

GPS测量技术是现代科技进步的产物，成为应用于测绘工程领域的新一代精密卫星导航定位系统和技术，它通过距离交汇的方式获悉测点的具体方位，借助于GPS卫星定位系统实时测量被测物体的连续运动状态参数，如：三维速度、时间、方位等，实现动态相对定位。而在GPS测量技术应用的过程中，要预先确立固定的卫星接收机位置，由连接卫星接收机的计算机系统建立体坐标轴，快速测量和计算位置关系。归结而言，GPS测量技术的应用特点主要表现为以下方面：

1、精准度高。

GPS测量技术是新一代精密卫星导航定位系统，涵盖有空间卫星群、控制系统、多个地面接收点等要素，可以快速完成信号接收和传送，并能够快速准确地进行信息数据的计算和处理，还基于面、线、点的三维坐标进行针对性的测绘操作，实现静态、动态化的专业应用，有极高的精准度。

2、高效率。

在GPS测量技术的应用下，测量周期大幅缩短，传统的测量技术因技术、设备的局限性，无法实现多点式、立体的卫星定位测量，而GPS测量技术则可以基于面、线、点的三维坐标系，完成立体的、多点式的卫星定位测量。以20km长的工程测量为例，传统的测量技术要花费三个小时，而GPS测量技术则仅需半小时，即可快速完成测量数据的数字化转换、处理，节约工程测量时间，提升工程测量效率。

3、功能性。

GPS测量技术能够实现大面积、长距离的高精度测量，其测量精度达到了分米、厘米级，甚至达到毫米级。此外，在该技术应用过程中也无须各站点间的相互通视，仅需测量过程中的各站点拥有足够宽阔的视野即可操作和完成[1]。

二、GPS测量技术在测绘工程中的实践应用分析。

1、控制网布设。

在GPS测量技术应用之中，要进行GPS网的控制和布设，根据测量精度要求、卫星接收状况、测量区域环境条件等因素，进行合理的GPS控制网布设。

(1)基准网的设计与布设

。GPS基准网的布设要重点分析位置基准、方向基准和尺度基准。可以采用不同的方法确定GPS网的位置基准，如：选取并固定网中任意一点的坐标值，选取并固定网中若干点的坐标值，使之具有适当的权。前一种方法不会对基准网的定向及尺度产生影响，然而网的位置及点位精度存在差异性;后一种方法则会对基准网的方向及尺度产生影响。为此，要依循GPS基准网的设计等级、用途等，确定适宜的方法。

(2)GPS网型设计。

在GPS网型设计的过程中，要重点关注以下内容：、

①最简独立闭合环数的限定。通过限定最简独立闭合环的边数，可以及时发现测量中的粗差。

②邻接点数的限定。可以灵活选取点连接、边连接、图形连接的方法，实现GPS网的扩展，各级GPS网点的邻接点数应当多于3点。

③高程联测。要采用一定数量的高程联测方式，获取GPS点的数量、分布、高程拟合。

(3)GPS―RTK测量。

GPS-RTK技术也即实时动态载波相位差分技术，体现出高效率、操作便捷、实时性强的优势特点，可以较好地应用于测绘工程之中，提升数据测量精度和效率。它主要包括以下应用方法：

①静态测量。将两台以上的`GPS接收机置于一条或数条基线的两端，形成点连式、边连式、边点混合连接、星形网、导线网、环形网，注重选点的视野开阔性，远离大功率无线电发射源，可以实现实时联测。

②准动态测量。要利用已经控制点的基准站，连续追踪定位卫星，并注重移动接收机与基站间的距离，实现对测量目标移动轨迹的持续追踪和精准测量，适用于工程定位、碎部测量、航道测量等。

③实时动态测量。它体现出高精度、实时动态的特点，借助于移动接收机实现对数据的接收和发送，并形成可实时处理的数据链，能够自动运算并获得差分坐标，获得可以达到亚米级的测量数据。

④变形实时测量。GPS的变形监测技术在经纬仪、水准仪、测距仪、全站仪等设备的支撑下，可以获得变形体整体的变形状态信息，并通过近景摄影测量记录瞬间状态下的物体信息及点位关系，实现对不规则或不可接触物体的变形监测，各测站点间无须相互通视，可以实现全天候、自动化变形监测[2]。

(4)高程测量。

高程测量可以采用水准测量、三角高程测量、气压高程测量等不同方式，测定两点间的高差和气压差，精准测量并获取大地的高与标准高之间的差异，通过曲面拟合或平面拟合的方法，获取完整、精确的高程数据信息，体现出观测方便、不受地形条件限制等特点。综上所述，GPS测量技术是先进的精密卫星导航定位技术，适用于工程测绘各个领域，如：水下工程测绘、公路铁路工程测绘、城市建设测绘、航迹测绘等，体现出快速便捷、高效率、高精准度的特点，较好地消除磁场干扰和影响，为测绘工程的精准、可靠实施提供技术支撑。

参考文献：

[1]胡传顺。探析GPS测绘技术在测绘工程中的应用[J]。西部资源，(05)。

篇11：GPS测量技术在公路工程中的应用

阐述了GPS技术在工程应用上的优势,介绍了GPS的定位方式、在市政工程测量中的一些应用以及与传统作业相比的`优缺点,指出它在今后的各个领域都会有更广阔的发展空间.

作 者：王蕾 闻韵 作者单位：王蕾(洛阳市建设工程造价管理处)

闻韵(洛阳理工学院土木工程系,471023)

篇12：GPS测量技术在公路工程中的应用

摘要：在线形工程测量中，应用GPS测绘技术不但精度有保证，而且方便、快捷，节省人力物力，本文在诉述GPS测绘技术在线形工程测量应用中GPS控制网的布设、外业测、内业差处理的同时，也阐述了各过程易出现的问题及处理方法。

关键词：GPS；长线测量；测绘

随着测绘技术的发展，GPS测绘技术已广泛应用于线形工程的方方面面，如道路、管线、长距离输水、电、气、油管路勘测等，以前按传统的控制测量、工程测量控制方法建网观测，工作量大、测绘时间长、效率低，同时在网形布设、观测方法、误差控制等方面都存在一定的问题，再加上线路狭长，周围控制点少，给测绘工作带来不便。线形工程中利用GPS测绘技术较好地解决了上述问题。1 GPS线路控制网的布设特点

用GPS技术分级建立线路控制网，线形工程长达数百千米，甚至上千千米，利用GPS技术能很好地解决这一问题，因为其布网形式灵活，与国家高等级点联测时，其边长不受限制，点间又不要求通视。控制网呈狭长状布设，每个闭合环至少含一条数千米的长边，与相邻互相通视的短边点相连，形成混合网。其网图采用分级布网，具有较高的精度及较高的可靠性，同时保证同级网点精度均匀。另外，高等级控制网统一布设，为次级加密测距导线提供高等级的控制点。2 GPS线路控制网的布设形式 2.1 线路控制网

线路控制网是由多个边连式、点连式基线形成的异步环构成的混合网。规范规定，每个独立环或附合路线不超过6条边（C级平均边长10~15 km，D级5~10 km），并与国家高等级点联测。2.2 GPS线路导线

（1）选点灵活，点位基础坚实稳定，便于安置仪器操作，便于布设通视方向，并能用常规方法扩展与联测。（2）相邻点不必都通视，只要有1对相邻点通视即可。

（3）每条GPS基线向量连同高一级GPS网点的基线向量，构成异步环作以检核。

（4）线路过长时，若跨多个投影带，可在分带交界附近布设一对互相通视的GPS点与国家控制点相连，以使测区内投影长度变形不大于2·5 cm/km。

（5）GPS控制网与附近高等级国家平面控制网点联测点不应少于3个。当控制网边长过长时，宜增加联测点，并使联测点分布均匀且能控制本控制网。

（6）低等级线路测量自成系统，不与国家高等级点联测时，其布网方式更加灵活，可采用网（1）作业组严格按调度计划，按规定时间进行同步观测。

（2）接收机启动前和作业过程中，应随时填写测量平差手簿中的项目、格式及内容。①接收机记录后，观测员及时将测站信息记录于手簿，发现异常，及时报告调度人员，采取相应措施；②接收机记录后，禁止人员或其他物体触动天线或遮挡信号，引起信号失锁；③观测期间，不得在天线附近50 m内使用电台，10 m内使用对讲机及手机以免干扰；④同一时段观测过程中，不能将接收机关闭又启动，进行自测试、改变卫星仰角限、改变天线位置、变换数据采样间隔，更不能关闭文件或删除文件等；⑤避免多路径效应误差，测站应远离大面积平静的水面（水面能反射卫星信号），测站不宜选在山坡、山谷及盆地中，测站宜远离高大建筑物（阻碍卫星信号）、高压输电线及发射台（塔）等电磁场干扰的地方。3 外业观测应注意的问题 3.1 观测计划线路控制网

编制观测计划表，对作业组按计划表下达作业调度命令。在实际作业中根据情况作出调整，做到统一指挥，协调作业，发现问题，及时解决。3.2 对观测员的要求

必须熟练掌握GPS接收机性能及作业过程，并能处理外业观测中可能出现的问题。

3.3 观测作业过程要求

测量平差手簿中的项目、格式及内容。①接收机记录后，观测员及时将测站信息记录于手簿，发现异常，及时报告调度人员，采取相应措施；②接收机记录后，禁止人员或其他物体触动天线或遮挡信号，引起信号失锁；③观测期间，不得在天线附近50 m内使用电台，10 m内使用对讲机，以免干扰；④同一时段观测过程中，不能将接收机关闭又启动，进行自测试、改变卫星仰角限、改变天线位置、变换数据采样间隔，更不能关闭文件或删除文件等；⑤避免多路径效应误差，测站应远离大面积平静的水面（水面能反射卫星信号），测站不宜选在山坡、山谷及盆地中，测站宜远离高大建筑物（阻碍卫星信号）、高压输电线及发射台（塔）等电磁场干扰的地方。4 内业平差优化处理 4.1 GPS控制网的边长精度

GPS网主要用于布设首级平面控制网，每隔数千米布设一对互相通视、边长在500~1 000 m的埋石点，这样形成长短边较悬殊的控制网。为了能有效地检核外业基线成果，网中必须形成符合网形要求、满足规范和等级要求的异步闭合环。尽管基线解算符合要求，因边长过于悬殊（几百米至几十千米），若将长短边一起参与平差，就会降低短边的精度，影响整网的精度（原因是长边系统误差明显大于短边系统误差，长边绝对误差比短边小很多）。4.2 内业平差优化处理

由于上述线路GPS网点位的特点，通过多次实践提出了一个有效的优化处理方法，将平差处理中形成异步环较长的边（10 km以上）只作为检核基线成果的解算，不纳入网平差，这样能提高GPS网点的精度。4.3 基线检验具体过程

（1）同步环闭合差检验。基线所组成的同步环应进行闭合差检验，其闭合差应符合规定：ωx≤n /5σ，ωy≤n /5σ，ωz≤n /5σ，ω≤3n /5σ。其中，ωx、ωy、ωz为坐标分量闭合差；ω为环的全长闭合差；n为闭合环的边数；σ为相应等级规定的精度。

（2）异步环闭合差检验。若干条独立边或采用不同数学模型解算的同步边组成的闭合环，其闭合差应符合规定：ωx≤3nσ，ωy≤3nσ，ωz≤3nσ，ω≤3 3nσ。

（3）重复观测基线边的检验。重复观测的基线边较差应符合规定：ds≤2σ。所有基线解应进行独立环检验，一般情况下网中不得有不参加闭合差检验的基线存在。

（4）优化处理。确定待定点传算路线，在待定点均能解算的情况下，将控制网中形成异步环的较长边删除，再进行自由网平差、三维约束平差、二维约束平差。尽管表面上网型类似支导线，基线边为点连式，但基线已进行过检核，其解算成果还是可靠的。平差作业中异常问题及处理方法

（1）单一基线解算。方差比、均方差、中误差、精度因子符合要求，而同步环坐标分量闭合差超限，数值达2×10-4~4×10-4，说明基线外业观测中存在粗差，通过异步环闭合差检核，人工剔除含有粗差基线边。（查基线详解分析，外业观测中因电信号干扰或其他情况阻挡信号，导致信号失锁，引起周跳，而周跳又没有得到修复引起粗差。）

（2）线路控制网平差。基线解算合格，同步环、异步环检验通过，平差成果中仍有几个点坐标错误。检查外业观测记录及存盘数据文件，发现一个测站点在2个观测时段内赋予了2个测站名，且与以前测站重名，基线边强制平差，产生粗差。修改测站名，重新平差，结果正确。

（3）线路控制网基线边检验。线路控制网中各基线边检验时，利用自由网平差、三维约束平差、二维约束平差成果发现有一点高程错1 m左右，检查基线解算，起算数据及平差过程，没发现异常，检查外业观测记录、测站信息、仪器高时发现有一站仪器高输错1 m，将仪器高更正，重新平差，结果正确。

篇13：GPS技术在工程测量中的应用

GPS测量是通过接收卫星发射的信号并进行数据处理。从而求定测量点的空间位置。由于其具有全天候自动化高精度高效益等显著特点, 赢得了广大测绘工作者的信赖, 现已成功应用于工程测量, 航空摄影测量, 工程变形测量, 资源凋查等诸多领域。本文主要就GPS在工程测量领域的应用进行分析。以期为从事此项研究的人员提供借鉴。

1 GPS定位原理

全球定位系统{GPS) 的定位基本原理, 是空间距离交会定点原理。假设在地面上有3个无线电信号发射台, 其位置坐标已知, 用 (xi;yi;zi) (其中i=1, 2, 3) 表示。用户接收机在某一时刻采用无线电测距的原理测得接收机到3个无线电发射台的距离只Ri (i=1, 2, 3) ;) , 则只需以3个发射台为球心, 以所测距离为半径, 即可用距离交会原理计算出用户接收机的空间位置 (xp;yp;zp) 其数学模型如下:

如果只有两个无线电发射台, 则可根据用户接收机的概略位置交会出接收机的平面位置。这种通过无线电测距交会定点的方法是目前仍在使用的飞机、轮船的导航定位方法。现在将无线电信号发射台从地面搬到位于空间中的卫星之上, 组成一个卫星导航定位系统, 应用无线电测距交会的原理, 便可由3个以上卫星的已知点交会出卫星的空间位置;反之。利用3个以上卫星的已知空问位置, 又可以交会出地面上未知点的空间位置, 这就是GPS卫星定位的基本原理。

2 GPS定位测量的特点

GPS相对于其他的传统测量方法而言, GPS有其独有的技术优势:

1) GPS测量的精度大大高于常规测量, 在小于50 km的基线上, 相对定位精度可达1×10-6, 在大于1000km的基线上可达1×10-8, 基线越长, 其相对精度越高。在实时动态定位 (RTK) 和文时差分定位 (RTD) 方面。定位精度可达到厘米级和分米级。能满足各种工程测量的要求。

2) GPS测量不要求测站之间相互通视, 因而不再需要建造觇标。这一优点即可使点位的选择变得更为灵活, 可省去传统测量中的传算点、过渡点的测量工作, 也可以大大减少测量工作的经费和时间, 因此也更具优越性。不过也应指出, GPS测量虽然不要求观测站之间相互通视, 但为了方便用常规方法联测的需要, 在布设GPS点时, 应该保证秒—个方向通视。

3) GPS测量的自动化程度很高, 操作十分简便。在观测中, 测量员的主要任务通常是量取仪器高、开关仪器和监测仪器的实时工作状态而已。同时, GPS卫星定位仪正朝着重量轻、携带方便、功耗低的方向发展。

4) GPS测量在精确测定观测站平面位置的同时, 可以精确测定观测站的大地高程具可提供全球统一的三维地心测量坐标;GPS测量这一特点, 不仅为研究大地水平面的形状和确定地面点的高程提供了新的方法, 同时也为其在航空摄影测量、航空物探、精密导航中的应用, 提供了重要的高程数据。

5) 由于GPS卫星较多, 且分布均匀, 保证了全球地面被连续覆盖, 因此其观测工作可以在任何时间, 任何地点连续地进行, 一般也不受天气状况的影响。具有全天候作业的特点。并且现代的GPS卫星定位仪都具有防水装置, 就算是阴雨天也可以照常作业, 但大风雷雨天气除外。

6) 随着快速静态、实时动态定位技术的出现, 对于放样测量、地形测量等测量而言, 测量一个点的时间缩短到以秒为单位因此具有测量时间短的特点, 大大的提高了测量工作效率。

正因为上述优点, 使GPS接收机成为当今最主要的测量仪器之一, 例如, 常规的平面测量已几乎全部采用GPS测量技术;随着技术的逐渐成熟, GPS技术用于水上测量更使工作效率提高了数十倍。实时动态的出现, 更使GPS用于地形、放样等常规测量成为可能。正因为GPS测量所具有的先进性、优越性和跨学科的特点才使GPS定位技术成为当今测量的前沿学科, 与地理信息系统 (GIS) 、遥感 (RS) 并称为3S。

3 GPS技术在工程测量中的应用

对于近代的工程施工技术来说, GPS定位技术在工程测量领域取得了快速发展。RTK是根据GPS的相对定位概念, 建立在实时处理两个测站的载波相位的基础之上, 基准站通过数据链实时地将采集的载波相位观测量和基准站坐标信息一同发送给流动站, 流动站一边接收基准站的载波相位, 一边接收卫星的载波相位, 并组成相位差分观测值进行实时处理, 能实时给出厘米级成果。

RTK作业模式主要有:1) 快速静态测量, 采用这种模式, 要求GPS接收机在用户站上静止地进行观测。在观测的过程中, 连同接收基准站的同步观测数据, 实时地解算整周未知数和用户站的三维坐标。用户站的GPS接收机在流动过程之中, 可以不必保持对GPS卫星的连续跟踪;2) 准动态测量, 在流动过程之中, 要求保持对于GPS卫星的连续跟踪, 否则进行重新初始化;3) 动态测量, 与前面相同首先要静止观测数分钟, 以完成初始化, 运动的接收机以预定的时间间隔采样, 确定位置。在流动过程当中, 要求保持对GPS卫星的连续跟踪。

3.1 静态GPS测量技术在工程测量中的应用

静态GPS测量技术主要用于建立工程控制网。之后再利用其它测量方法进行加密的附合导线测量。控制网的常规控制测量方法主要包括三角测量和导线测量, 测量方法通常是先布设控制网点, 在国家高等级控制网点的基础上加密次级控制网点, 以往是利用全站仪及棱镜等实施, 而在这一过程中要求点间必须通视, 而且外业中不能及时知道测量成果的精度, 耗力费时。GPS静态相对定位系统测量时, 无需点间通视.就能高精度地进行测定, 还可以高精度快速地测定各等级控制点的坐标。

3.2 动态GPS在工程测量中的应用

1) 在施工放样中的运用过程:放样其实是测量坐标的一个反过程, 主要是把图上设计的坐标与高程在实地标定出来。以往主要采用全站仪和棱镜放样。一般至少需要两人合作, 且必须要求放样点与测站点通视, 若不通视的话还需要进行转站。若附近没有控制点, 则必须先引点。而对于目前的GPS技术而言, 在放样的过程中, 只要把放样的点坐标输入手簿中, 测量员只需要背着GPS接收器, 根据其显示提示测量员走到放样点位上, 因此十分轻松快捷。由于RTK技术精度较高, 各放样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, 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。

2) 在地籍测量中的应用:地籍测量中应用RTK技术测定每一宗土地的测绘地籍图以及权属界址点, 由于RTK技术采集精度很高, 将GPS获得的数据处理后直接录入GPS系统, 可及时、精确地获得地籍图。在建设用地勘测定界测量中, RTK技术可以实时地测定界桩位置, 确定土地使用界限范围、计算用地面积。在土地利用动态检测中, 也可利用RTK技术。应用这种新技术进行动态监测则可提高检测的速度和精度, 省时省工, 真正实现实时动态监测。保证了土地利用状况调查的现实性。

3) 在地形测图中的应用:由于RTK技术可进行实时定位以达到厘米级的精度, 因此, RTK技术可用于地形测图、控制测量、地籍等测量中。地形测图通常是用全站仪采集地物碎部点和地形, 利用测图软件电脑成图。其要求是不仅测站点与被测的地物、地貌碎部点之间通视, 而且还需要2~3人同时进行操作。而采用RTK技术却拥有很大的优点, 在进行测图时, 一人只需在基准站架好仪器, 另一人背着仪器到每个碎部点立杆并通过电子手簿输入特征编码记录数据, 一般取3s作为一个记录单元。在记录数据时, 要求测量人员立点要准确, 尽量稳住对中杆, 同时画出草图, 以便内业整图时提供参考。点位精度在符合要求的情况下。在测定一个区域内的地形、地物点位, 测定完成回到室内, 再用传输线将数据导人微机, 由专业绘图软件编制地形图。

3.3 动态GPS在高速公路工程测量中的实际应用

动态GPS技术在高速公路测量中的应用主要表现在实时动态 (RTK) 定位技术。由上节内容可知, RTK定位技术是以载波相位观测值为根据的实时差分GPS (RTDGPS) 技术, 动态定位模式在高速公路勘测阶段, 可以完成横断面测量、地形测绘、纵断面地面线测量中、桩测量等工作。在不需通视的情况下, 这个测量过程测量l~3s, 精度就可以达到10~30mm的厘米级别, 这种技术要比常规测量仪器 (如全站仪) 要优越许多。因此RTK技术优越性十分明显:经可靠性检验的厘米级精度的测量成果实时动态显示出来;减少了由于误差造成的不必要的返工, 从而提高了工程施工效率:作业效率高, 每个放样点只需要停留I~2s, 流动站小组作业 (1~3人) 可完成中线测量5~10km。若用其进行地形测量, 每小组每天完成0.8~1.5 (km) 的地形测绘, 其精度和效率是常规测量所无法比拟的;在中线放样的同时完成中桩抄平工作:应用范围广一可以函盖公路测量 (包括平、纵、横) , 施工放样, 监理。竣工测量, GIS前端数据采集诸多方面;如辅助相应的软件, RTK可与全站仪联合作业, 充分发挥RTK与全站仪各自的优势。

4 结语

本文主要是介绍了GPS技术在工程测量的运用情况, 首先分析了GPS测量的主要原理, 通过了解GPS技术原理, 可以更好的将这一技术运用于实际实际运用中, 然后通过这一原理跟传统的测量方法进行比较, 得出现有的GPS技术的特点。再从现有的技术特点出发, 针对这些特点着重分析了GPS技术在工程测量中的运用, 这种测量方法主要包含静态测量法和动态测量法, 其中动态测量法运用的范围比较广泛。随着GPS技术的迅速发展和应用, 给目前测量手段带来了日新月异的变化, 也给工程测量带来许多方便, 这种方法也能够节约大量人力、物力、时间及成本。因此GPS技术已经发展成为多领域、多模式、多用途、多机型的国际性高新技术产业。

摘要：本文主要是介绍了GPS技术在工程测量中的应用, 在工程领域中, 随着现在GPS技术的发展, 由于在工程测量中GPS技术的特点明显, 介绍静态测量和动态测量的方法对工程测量中各领域类广泛运用, 希望借此来对其他的研究人员提供借鉴。

关键词：GPS技术,静态测量,动态测量

参考文献

[1]李成丰, 提高GPS测量精度的分析及措施[J].改革与开放, 2009.

[2]李青岳, 工程测量学[M].北京:测绘出版社, 1984。

[3]刘基余, 李征航, 王跃虎.全球定位系统原理及其应用嗍, 北京:测绘出版社, 1999.

篇14：GPS测量技术在公路工程中的应用

【关键词】全球定位系统；GPS测量技术；工程测量；应用

全球定位系统（Global Positioning System，简称GPS）是美国从20世纪70年代开始研制的用于军事部门的新一代卫星导航与定位系统。是一种可以通过定时和测距进行空间交会定点的导航系统， 可向全球用户提供连续、实时、高精度的三维坐标、三维速度和时间信息。

1.GPS系统的组成

GPS定位系统由GPS工作卫星组成的空间部分、若干地面站组成的地面监控部分及以接收机为主的用户部分组成。三者具有独立的功能和作用， 又有机结合形成完整系统。

1.1空间星座部分

空间部分由7颗试验卫星和24颗GPS工作卫星组成。

1.2地面监控部分

地面监控系统由1个主控站、3个注入站和5个监测站组成。

1.3用户设备部分

用户设备部分包括GPS接收机和数据处理软件等。

2.GPS系统的卫星定位原理

GPS定位的基本原理是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据，采用空间距离后方交会的方法，确定待测点的位置。

3.GPS测量的特点

3.1测量精度高

GPS观测的精度明显高于一般常规测量，在小于50km 的基线上，其相对定位精度可达1×10-6，在大于1000km 的基线上可达1×10-8。

3.2测站间无需通视

GPS测量不需要测站间相互通视，可根据实际需要确定点位，使得选点工作更加灵活方便。

3.3观测时间短

进行GPS测量时，静态相对定位每站仅需20min左右，动态相对定位仅需几秒钟。

3.4仪器操作简便

观测人员只需对中、整平、量取天线高及开机后设定参数，接收机即可进行自动观测和记录。

3.5全天候作业

GPS卫星数目多，且分布均匀，可保证在任何时间、任何地点连续进行观测，一般不受天气状况的影响。

3.6提供三维坐标

GPS测量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。

4.GPS在工程测量中的实施

4.1选点与建立标志

选点应满足以下条件：点位应选在交通方便、易于安置接收设备的地方， 且视场要开阔；GPS点应避开对电磁波接收有干扰的物体。

4.2外业观测

GPS外业观测主要包括天线安置、观测作业和观测记录等。天线安置的内容包括对中、整平、定向和量测天线高。观测作业的主要任务是捕获GPS卫星信号对其进行跟踪、接收和处理， 以获取所需的定位信息和观测数据。观测记录是GPS定位的原始数据，也是进行后续数据处理的唯一依据， 必须要真实、准确。

4.3成果校核与数据处理

5.在工程测量中的应用

工程测量主要应用了GPS的两大功能： 静态功能和动态功能。静态功能是通过接收到的卫星信息， 确定地面某点的三维坐标； 动态功能是通过卫星系统， 把已知的三维坐标点位， 实地放样地面上。利用GPS静态定位技术和动态定位技术相结合的方法可以高效、高精度地完成公路平面控制测量。当前， 用GPS静态或快速静态方法建立沿线总体控制测量， 为勘测阶段测绘带状地形图、路线平面、纵横断面测量提供依据； 在施工阶段为桥梁， 隧道建立施工控制网。

5.1建立工程控制网

采用GPS定位的方法建立工程控制网，具有点位选择限制少，作业时间短，成果精度高，工程费用低等优点。可应用于建立工程首级控制网，变形监测控制网，工矿施工控制网，工程勘探、施工控制网，隧道等地下工程控制网，等等。

5.2变形监测

变形监测主要是监测像大桥、水库大坝、高层大楼等建筑物、构筑物的地基沉降、位移以及整体的倾斜等状况。监测工作的特点是被监测体的几何尺寸巨大，监测环境复杂，监测技术要求高。GPS技术在该领域有广泛的应用。

5.3实时动态（RTK）定位技术

实时动态（RTK）定位技术是GPS测量技术发展的一个新突破， 在公路工程中有广阔的应用前景。实时动态定位（RTK）系统由基准站和流动站组成，实时动态（RTK）定位有快速静态定位和动态定位两种测量模式， 两种定位模式相结合， 在公路工程中的应用可以覆盖公路勘测、施工放样、监理和GIS（地理信息系统）前端数据采集。速静态定位模式一般应用在控制测量中， 如控制网加密；工作。

5.4动态定位

动态定位模式在公路勘测阶段有着广阔的应用前景， 可以完成地形图测绘、中桩测量、横断面测量、纵断面测量等工作。且整个测量过程不需通视， 有着常规测量仪器（如全站仪）不可比拟的优点。