测绘工程gps实习报告

每个大学生都要经历实习阶段，在实习过程中你可能有成长有收获，也可能会有懊悔或者失望，那么在实习结束后对实习情况进行总结，能让我们收获更多。今天小编为大家精心挑选了关于《测绘工程gps实习报告》相关资料，欢迎阅读！

第一篇：测绘工程gps实习报告

GPS在测绘中的应用

GPS 在高速公路测量中的应用 随着科学技术发展，GPS技术步入公路行业。我经过对GPS测量的学习情况作以下浅谈：

一、GPS测量简介

全球定位系统GPS是美国陆海空三军联合研制的卫星导航系统，作为新一代的卫星导航和定位系统，不仅具有良好的抗干扰性和保密性，而且具有全球性、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、速度和时间。单点导航定位与相对测地定位是GPS应用的两个方面，对常规测量而言相对测地定位是主要的应用方式。

全球定位系统是美国研制并投入使用的卫星导航与定位系统。在测量领域，GPS系统已广泛用于大地测量、工程测量、以及地形测量等各个方面，尤其是实时动态(RTK)定位技术在公路测量中蕴含着巨大的技术潜力。

二、GPS技术在公路测量中的应用前景

目前公路勘测中虽已采用电子全站仪等先进仪器设备，但常规测量方法受横向通视和作业条件的限制，作业强度大，且效率低，大大延长了设计周期。利用GPS测量能克服上述列举的缺陷，并提高作业的效率，减轻劳动强度，保证了各级公路测设质量。相对于以往测量来说，GPS测量主要有以下特点：

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。

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。③观测时间短。在小于20km的短基线上，快速相对定位一般只需5min观测时间即可。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，可精确测定观测站的大地高程。

⑤操作简便。GPS测量的自动化程度很高，在观测中测量员的主要任务是安装并开关仪器、量取仪器高和监视仪器的工作状态，而其他观测工作如卫星的捕获、跟踪观测等均由仪器自动完成。

当前，公路测量的技术潜力蕴于RTK(实时动态定位)技术的应用之中，RTK技术在公路工程中的应用，有着非常广阔的前景。

三、RTK技术在公路测量中的应用

3.1实时动态(RTK)定位技术简介：是以载波相位观测值为根据的实时差分GPS(RTK)技术，它是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。众所周知，无论静态定位，还是动态定位等定位模式，由于数据处理滞后，所以无法实时解算出定位结果，而且也无法对观测数据进行检核，这就难以保证观测数据的质量。在实际工作中经常需要返工来重测由于粗差造成的不合格观测成果。解决这一问题的主要方法就是延长观测时间来保证测量数据的可靠性，这样一来就降低了GPS测量的工作效率。实时动态定位(RTK)

系统由基准站和流动站组成，建立无线数据通讯是实时动态测量的保证。实时动态(RTK)定位有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。

3.2应用。最新的RTK技术在公路测设中具备以下几个功能和作用：

①绘制大比例尺地形图。高等级公路选线多是在大比例尺(1：1000或1：2000)带状地形图上进行。用传统方法测图，先要建立控制点，然后进行碎部测量，绘制成大比例尺地形图。这种方法工作量大，速度慢，花费时间长。用实时GPS动态测量可以完全克服这个缺点，只需在沿线每个碎部点上停留一两分钟，即可获得每点的坐标、高程。结合输入的点特征编码及属性信息，构成带状所有碎部点的数据，在室内即可用绘图软件成图。由于只需要采集碎部点的坐标和输入其属性信息，而且采集速度快，因此大大降低了测图难度，既省时又省力，非常实用。

②道路中线放样。设计人员在大比例尺带状地形图上定线后，需将公路中线在地面上标定出来。采用实时GPS测量，只需将中桩点坐标输入到GPS电子手簿中，系统软件就会自动定出放样点的点位。由于每个点测量都是独立完成的，不会产生累计误差，各点放样精度趋于一致。

③道路的横、纵断放样和土石方量计算。纵断放样时，先把需要放样的数据输入到电子手簿中，生成一个施工测设放样点文件，并储存起来，随时可以到现场放样测设;横断放样时，先确定出横断面形式(填、挖、半填半挖)，然后把横断面设计数据输入到电子手簿中(如边坡坡度、路肩宽度、路幅宽度、超高、加宽、设计高)，生成一个施工测设放样点文件，储存起来，并随时可以到现场放样测设。同时软件可以自动与地面线衔接进行“戴帽”工作，并利用“断面法”进行土方量计算。通过绘图软件，可绘出沿线的纵断面和各点的横断面图来。因为所用数据都是测绘地形图时采集而来的，不需要到现场进行纵、横断面测量，大大减少了外业工作。而且必要时，可用动态GPS到现场检测复合，这与传统方法相比，既经济又实用。

3.3RTK技术的优点：

①实时动态显示经可靠性检验的厘米级精度的测量成果(包括高程)。②彻底摆脱了由于粗差造成的返工，提高了GPS作业效率。

③作业效率高，每个放样点只需要停留1-2s，流动站小组作业，每小组(3-4人)可完成中线测量5-10km，其精度和效率是常规测量所无法比拟的。

④在中线放样的同时完成中桩抄平工作。

⑤应用范围广，可以涵盖公路测量(包括平、纵、横)，施工放样，监理，竣工测量，养护测量，GIS前端数据采集诸多方面。

⑥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。

第二篇：GPS技术在林业测绘中的应用

林业测绘中GPS技术的应用

【摘要】随着林业方面科技的不断发展，GPS等高科技产品和技术在林农业生产的应用越来越广泛，尤其是在林业测绘方面，GPS技术起到了至关重要的作用。本文就GPS在林业测绘中的应用进行相关分析研究，希望能给同行提供一些参考。 【关键词】林业测绘 GPS技术 应用 1. 前言

GPS全球定位系统是具有海、陆、空全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航定位系统,是美国从上世纪70年代研制，于1994年建成的。目前GPS等高科技产品和技术广泛应用于在林业生产的测绘工作中。GPS作为森林资源调查和动态临测的有力工具，能够快速、高效、准确地为人们提供点、线、面要素的精密坐标，完成森林调查与管理中备种异线的勘测与放样落界。GPS技术对于林区面积的确定，木材量的估算，日采伐木材面积的计算，原始森林、道路位置、测量森林火灾面积的确定，水源的寻找和地区界线测定等方面，都具有独特的重要作用。可在森林中，GPS定位技术进行常规测量，对森林位置和面积进行精确测定并对森林分布图进行精确绘制。 2. GPS系统的组成 2.1 GPS的空间组成。21颗工作卫星和3颗备用卫星，分别在六条与赤道平面成五十五度角的轨道平面上运行，每个轨道平面配备有三颗卫星，每隔一条轨道平面配备1颗热备份卫星，而且卫星轨道为圆形，其轨道周期为12小时，高度为19650千米，此配置可实行24小时全球覆盖，世界各地的任何用户随时都能看到至少4颗卫星。 2.2 GPS地面支撑系统

其组成部分为主控站、全球监测站及地面控制站。进行所有卫星的跟踪，以及测定轨迹和时钟、修正模型参数、时钟同步和卫星加载点护甲电文等是其控制部分的重要任务。 2.3 GPS系统的用户设备部分(GPS接收机)。

通过对GPS卫星发射信号的接收，来获得必需的导航和定位信息及进行观测测量，通过处理数据来完成导航和定位工作。GPS接受硬件的组成部分一般为主机、天线和电源。现今车载GPS系统能够快速准确确定地表位置，并以数据指标形式将其直接传入到计算机系统中。 3. GPS定位的原理

GPS定位是通过卫星不断发送自身的星历参数及时间信息，接收到信息的用户借助计算机求出接收机相关的三维位置、方向及其运动速度与时间等相关信息。当今GPS系统为了得到更高的定位精度，常采取差分GPS技术也称伪距差分或载波相位差分，即在基准站上安置一台GPS接收机进行观测。从基准站到卫星的距离改正数由精准站已知精密坐标来计算得出，最后此数据再由基准站进行实时发送。用户接收机通过对基准站发出的改装数进行同时接收观测，来改正其定位数，最终得到最精确的相关定位结果。 4. GPS系统的优点 4.1 高定位精度。精确测定森林位置和面积时间表明, 在50公里内，GPS相对定位精度可达6—10米，100—500公里范围内可达7一10米，1000公里之内则可达9一10m。

4.2 测绘时间短。不断完善的GPS系统和不断更新的软件，使得目前20公里“内相对静志定位仅需15—20分钟，快速静态相对定位测量仅需1一2分钟。

3、测定测站间无须通视。只要保证测站上空开阔，即可大量节省测绘时间，对工作效率有大幅提高。

4、操作简单。接收机的体积随着GPS自动化程度的提高逐渐减小愈加便携，一般手持型GPS重量不会超过400克，携带起来十分方便。

5、全天候作业。能保证接收性能并不受气候影响，能保证全天候作业。

6. GPS应用于林业测绘 6.1、森林资源样地定位

在清查我国森林资源时，固定样地的定位与复位测量是采用地形日引线定位和直接搜寻样地的方法，此方法费时费力.而且精度很低。GPS技术的快速动态定位特性为上述工作提供了有力的技术支持，差分定位是目前GPS最为广泛泛使用的方法.基本思路是借助一个已知精确定位的参考点以般为国家级测量控制点l和十数据通信链(I;PRSl.使用手持差分GPS(赛图7)进行实时差分精确动态定位.并利用差分GPS导航功能，只要辅助固定样地的纵、横坐标，按导航方向可直接到达样地中。这样一来可大大提高工作效率，且可达到极高的精度，对林业工作者有极大帮助， 6.2 林地面积的测量

林地面积测量在造林方面有所涉及，模拟地崩或数字地图是测量传统的森面积测量的基础。如方格网法和条带网法图形称重法解析法等。这些方法由于多环节，低测定精度，都不及直接用GP测量林业面积(走闭合l)。 6.3 林地管理

作为林业生存发展的基础，林地资源不容侵占。我们可用GPS对征占和侵占的林地进行准确定位、求其面积。并由资源管理CIS来接收GPS采集的外业数据，最终将被征占侵占林地的准确位置、面积及图形绘制出来。 6.4 采伐设计

GPS定位可用于采伐设计中求面积割分采伐小班。由资源管理 GIS接收GPS采集的数据，进行采伐设计图的绘制。通过GPS对占用的林地进行初步定位、测量，来决定审批是否合格。 6.5 毁林案件勘察

对乱砍溢伐、毁坏造林地等林政案件，被毁林地的位置面积可由使用GPS进行快速，准确地勘察，被毁林地的位置和面积可由GPS采集的数据进行绘制，为处理案件的处理提供准确有力数据。

6.6 遗林规划设计踏查

使用GPS对准备造林的小区小班进行踏查，确定小班的位置面积，需造林的小班的确定可由内业来进一步筛选。 6.7 检查验收造林实绩

检查验收每年春季造林的成果时，可通过GPS来快速确定所造林的位置的正确与否、面积的准确与否、边界位置的准确与否等。 7. 使用GPS应注意的事项

7.1 相应检测是GPS在使用前的必须工作，日常开机后自动设置为出厂值，如果不显示为出厂值，应进行重新设置，再次使用则必须为出厂值，除此之外，误差实测也是必备工作，10米以上的平均误差的GPS不宜使用。

7.2 使用常用页面。UR状态页面应为开机后接收信号时的常用页面，待信号逐渐稳定后.使用功能页面中航点功能下的罗盘导航页面。由于GPS接收的卫星信号随时可能发生变化，所以应注意进行读数时，数据必须已经稳定，这样才能有效地把数据的准确性和精密度提高。 7.3 在障碍物和高压电线及变电器附近尽量避免使用。卫星信号的接收会受到障碍物的影响，大多存在10米左右的误差，有时误差甚至高于20米。因此，读数应尽可能地避免在有障碍物的地方进行，这种情况在测量的距离相对较短时更应该的到高度重视。若定点必须在有障碍物的地片进行时.应尽可能在相对空旷的地方安置接收机，使信号接收准确;对GPS的信号会受到高压电产生的磁场的干扰，所以当定点必须在有电磁干扰地方进行时，把定点位置采用差位定点来甲移n米，“避免受到电的磁干扰，并将其标明在草图中。在Ⅱ式绘图时进行复位。

7.4 防止数据丢失。多种日常生活的疏忽都可能是导致数据丢失的原因。此时可通过编辑航点来重新取得数据。 7.5，廊用GPS对面积的测绘较为简便。通过绕所要测量的地手持GPS快速地走一个闭合轨迹，即可求得面积;但是为在具体操作中保证精度，沿测量地行进时不能过快，要尽可能地保持匀速前进。 8.结束语

社会在不断进步发展，林业生产的技术水平也随之提高，GPS技术在林业测绘中所起的作用不容忽视，因此，我们林业工作者有更加重视对GPS技术的应用和完善，为国家的林业测绘工作尽一份绵薄之力。

第三篇：GPS在公路工程勘测中的应用

武二杰孙现锋

(1：郑州市公路勘察设计院 河南 郑州 2：郑州市公路勘察设计院 河南 郑州) 摘 要 本文主要结合G310线控制测量工作，介绍GPS接收机在进行公路工程静态控制测量中的内外业工作过程方法及注意事项。

主题词 GPS控制网 公路应用

1. GPS概况及研究的目的和意义

1.1 概况

GPS(Global Positioning System)又叫全球卫星定位系统,是目前最先进的卫星导航定位系统，该系统是以卫星为基础的无线电导航定位系统，具有全能型(陆地、海洋、航空和航天)全球性、全天候、连续性和实时性的导航、定位、和定时的功能，能为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间。因其相对定位精度较高,而越来越被广泛应用于大地控制测量领域,使常规大地测量发生了深刻性变化,GPS的基本作业模式主要有静态定位、准动态定位、动态定位及导航作业四种。

1.1.1 GPS定位原理

GPS定位属于无线电定位范畴，最基本的方法有距离定位法和双曲线定位法两种。

(1)距离定位法

如S

1、S

2、S3为已知位置的三颗卫星，P为GPS接收机天线所在位置(即欲求位置点)，P到S

1、S

2、S3的距离利用电磁波传播理论计算后，P点的位置按公式即可求出，也就是说，分别以S

1、S

2、S3为圆心，以距离PS

1、PS

2、PS3为半径，画出三个园，其交点处即GPS接收机的位置，它具有经度、纬度、高程和时间的四维特性。

(2)双曲线定位法

如S

1、S

2、S

3、S4为已知位置的四颗GPS工作卫星，P为接收机天线位置，即待求点位置，如果已测量出P点到两个已知卫星间的距离D，即

D = │Si│-│Sj│( i≠j )

则可以Si、 Sj 为焦点，以D为焦距绘处三组曲面，三个不同的曲面交会于一个

点，即P点位置。这种方式需要三个距离差值，至少需要观测四颗以上的GPS卫星，才能完成观测定位工作。

1.1.2 GPS在公路工程中的应用

(1)控制测量

目前公路路线GPS控制测量实施方案有两种：

一、所有路线控制点全部采用GPS施测。

二、沿路线每隔5-10Km布设一对GPS点作为路线的基本控制，在此基础上，用常规仪器进行导线点加密。方案一的优点是速度快、质量高，但其设备要求较高，GPS接收机要求为动态双频。在本次测量中我们采取了这种方法。

(2)测量和施工中的中线放样

利用GPS的实时动态(RTK)测量技术与电子手簿配合，利用已有的数据资料，在实地进行中线测量，由于GPS测量具有三维信息，因此在放样中线位置时，也可测得其高程(精度有待于进一步研究，可作为对照校核用)。因为能显示横断面的方向，也可进行横断面测量。

(3)在公路竣工验收中的应用

在竣工测量时，GPS可以测定路线的平纵曲线，看其是否满足设计要求，通过(RTK)动态采样，可获得精确的道路坐标、坡度、平曲线、竖曲线等各种参数，从而检验道路施工质量。

总之，路线勘测及隧道贯通测量是公路工程建设中重要的工作，以往大多采用传统的测量方法进行控制网建立及施测，由于该类测量控制网大多以狭长形式布设，并且很多工程穿越山林。周围已知控制点很少，使得传统测量方法在网形布设、误差控制等多方面带来很大问题。同时传统作业方法时间也较长，直接影响了工程建设的正常进行。自从将GPS技术引入公路交通工程领域以来，其测量效率及测量精度得到可喜的提高。

1.2 研究的目的及意义

随着经济建设的发展，公路等级不断提高，也就要求测量手段要有相应的发展和提高，为了更好的适应西部大开发，提高公路测量水平，为了GPS技术在公路建设应用中更加成熟和广泛，对使用GPS中的一些问题加以总结，对于公路事业的发展和进步是非常必要的。

2. 测量研究工作的主要依据

《公路勘测规范》(交通部JTG C10—2007)

3. 测量实施的主要工作及内容

3.1 GPS测量的外业准备及技术设计书编写

在进行GPS外业工作之前，做好实施前的踏勘，资料收集、器材筹备、观测计划拟定、GPS仪器检校及设计书编写等工作。根据收集资料情况及规范要求布设控制网。

3.2 GPS测量的外业实施

3.2.1 选点

选点工作开始前，除收集和了解有关测区的地理情况的原有测量控制点分布及标架、标型、标石完好状况，决定其适宜的点位外，选点工作还遵守了以下原则：

1.周围应便于安置接收设备和操作,视野开阔的较高点上。

2.点位目标要明确，视场内障碍物的高度角应符合规定。一般规定最小截止高度角为15°以上不应有障碍物，以减少GPS信号被遮挡和吸收。

3.远离大功率无线电发射源(如电视台微波站)其距离不小于200m,远离高压输电线距离不得小于50m，以避免电磁场对GPS信号的干扰。

4.点位附近不应有大面积水域或强烈干扰卫星信号接收的物体,以减弱多路经效应的影响。

5.点位选在交通方便,有利于其它测量手段扩展和联测的地方。

6.地面基础稳定,易于点的保存。

7.选点人员应按技术设计进行踏勘，在实地按要求选定点位。

3.2.2标志埋设

标石的制作及埋设按规范要求进行，埋设工作完成后，按要求提供如下资料：点之记、GPS网的选点网图、选点与埋石工作技术总结。

如工作区处于地广人稀且周围无明显特征点的地区时，应配备手持GPS并记录点位坐标(必须注明采用的坐标系统及设置参数，建议采用与1：5万地形图一致的坐标设置)，这对于后续的工作将有很大的帮助。

3.2.3观测工作

观测中一般选用进口双频动态接收机(Ashtech Z型和Trimble4800型)进行，采用静态观测模式。为提高工作效率及精度，可采用四台机器同步观测，连网形式采用边连式。根据GPS常规进行天线安置，开机观测要同步进行，同步观测时段长度根据GPS观测PDOP值及接收卫星数量，在12～25分钟之内调整。(基本要求：PDOP≤6，

卫星数≥4)。一个时段观测完成后，由GPS测量仪自动生成一个观测记录，同时观测者必须认真填写测量手簿。

观测记录和测量手簿都是GPS精密定位的依据，必须认真、及时填写，坚决杜绝事后补记或追记。

外业观测中存储介质上的数据文件应及时拷贝一式两份，分别保存在专人保管的防水、防静电的资料箱内。存储介质的外面，适当处应贴制标签，注明文件名、网区名、点名、时段名、采集日期、测量手簿编号等。

接收机内存数据文件在转录到外存储介质时，不得进行任何剔除或删改，不得调用任何对数据实施重新加工组合的操作指令。

3.2.4 数据处理

数据处理工作在每天外业完成后进行，这样可以检查当天的观测情况，以对不合格点位及时补测。数据处理及网平差均采用随机软件。平面控制测量采用国家统一的平面坐标系统—1954年北京坐标系。WGS—84与1954年北京坐标系统的转换采用国家控制点重合转换，重合点位与控制网两端及中间部位并均匀分布，在三维约束平差计算时剔除有明显问题的三角点。

GPS网的数据处理采用随机软件进行解算，分为三个步骤：一是基线解算，二是闭合差检验，三是网平差解算。

在基线解算时有些参数的不同取值(如：卫星高度角、采样间隔、卫星的取舍、参考卫星的选择、观测时段的选择)会产生不同的结果，如何判断这些参数的和理性，要靠对计算结果的正确分析和在实践中不断积累经验。对于基线解算的数据质量，GPS接收机数据处理软件有两个检验指标：(1)方差比(Ratio)≥3;(2)中误差≤0.02，满足上述两项指标的基线为合格基线，否则为不合格基线，禁止使用并重新测量。本次测量中经计算发现某一时段的结果不理想，经分析为此时段卫星状况不好，后在其他时段补测，经解算合格通过。

闭合差检验是数据处理的重要步骤，由基线组成的最小闭合环必须满足规范规定的限差，闭合环检验合格后才能进行网平查计算，网平差计算时需输入中央子午线精度等信息，然后就可由随机软件计算出各GPS点的坐标。

一般情况下，采用常规导线测量对GPS控制网进行加密时，可将两组GPS点作为已知点，对加密导线点进行附合导线平差，平差所用的边长可直接采用测距仪所测距

离。在平差过程中，发现角度闭合情况较好，一般Km长的附合导线角度闭合差在60″以内，而由边长推算的坐标增量闭合差也满足要求，但与角度闭合差相比稍大。尤其在高等级公路及大型桥梁、隧道的导线测量中，应该采用更精确的经过改正的边长进行平差，只有考虑了椭球体、投影变形的影响，才能求出精确的边长，其计算方法如下：

(1) 将测距仪观测的长度规划到椭球面的长度，计算公式为：

s = D + Dd

Dd = -( D * Hm )/ρm

式中：s——归化到椭球面的长度;

D——地面上的观测距离;

Dd——高程归化改正;

Hm——观测边的平均大地高;

ρm——该地区平均曲率半径。

(2) 将椭球面的长度归化到高斯平面的长度，计算公式为：

so = s + Δs

Δs = ( s * ym)/( 2 * ρ2 2 m)

式中：so——归化到高斯平面上的长度;

ym——在高斯平面上离中央子午线垂距的平均值。

现很多随测量设备所带的应用软件中都包括以上计算程序。

4. 问题及建议

1.公路为线状构造物，控制网布设沿路线呈条带状，为保证测量精度，测量连网形式采用边连式，故测量设备应不少于三台。建议测量每组采用四到五台，一是可以使测量效率成倍增加，二是可增加同步环数量，保证精度，即使有个别基线不符合要求也不影响施测结果。

2.测设单位进行GPS设备配置时应考虑动、静态兼容，同时又考虑到经济实用的原则。建议采用1(基准站)+2(动态RTK)+1(或2静态)的配置，即考虑了静态控制测量(3-5台)，又能够进行实时动态(RTK)测量、放样及施工控制。

3.测量前应根据近期测区的星历情况(随即软件中可查)，合理安排测量时间，避开卫星条件不好的时段，达到保证测量质量和节省时间的目的。在对G310线进行

测量时，根据星历预报发现测区内13：00—15：00左右卫星状况不好，实际测量时发现此段时间的测量结果也很不理想，故将此段时间改为休息及移站时间。

4.坐标转换及计算过程中应注意投影带的选取，中央子午线的确定应以路线所经过的中央位置为准。地形起伏高差比较大的地区的投影面应选取测区平均高程投影面，已知控制点坐标必须经过换算才能参与约束平差。根据以上原则进行坐标计算才能保证最小平曲面误差。

5.自定义坐标系或无已知控制点进行平差计算时，应利用全站仪等设备所测量的基线数据进行点校正。

5. 经济、社会效益及应用前景

经近些年我国测绘部门和公路工程部门的使用表明，GPS以全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点，成功用于大地测量、工程测量中，给测绘领域带来一场深刻的技术革命。

GPS在本次公路工程测量中有明显的社会经济效益：

1、缩短了测量时间，提高工作效率

本次控制测量共布点24个(分布于长26Km、宽约2Km地带)。根据以往经验，在传统三角网测量、计算方式下最少需用15天的时间。而使用GPS测量及用随机平差软件计算，只需4天的时间。

2、提高测量精度，减少工作强度

GPS测量精度高，测量速度快，其精度是传统测量方式所不能达到的。

3、测量数据自动分析处理，减少了手工劳动，保证结果的准确性

在传统控制测量方式中，测量数据的分析处理所占的比重很大，因为计算数据量大而出现的错误也相应增多。而应用计算机读取数据计算，则只需简单的操作就能完成，而且由于数据导入完全自动进行，大大的减少了错误几率而保证了结果的准确性。 随着公路等级的不断提高，对于工程测量及施工的精度要求也越来越高，应用传统的测量手段很难达到要求，而GPS系统正是在这种要求下得到推广和应用，并有着广阔的发展前景。

参考文献：

《公路勘测规范 》(交通部JTG C10—2007)

第四篇：实时GPS测量在公路工程中的应用

在GPS测量中，影响观测精度的主要误差可分为以下三类：

一、与GPS卫星有关的误差

与GPS卫星有关的误差主要包括卫星的轨道误差和卫星钟的误差

1 卫星钟差

由于卫星的位置是时间的函数，因此，GPS的观测量均发精密测时为依据，而与卫星位置相对应的信息，是通过卫星信号的编码信息传送给接收机的。在GPS定位中，无论是码相位观测或是载波相位观测，均要求卫星钟与接收机时钟保持严格的同步。实际上，以尽管GPS卫星均设有高精度的原子钟(铷钟和铯钟)，但是它们与理想的GPS时之间，仍存在着难以避免的偏差和漂移。这种偏差的总量约在1ms以内。对于卫星钟的这种偏差，一般可由卫星的主控站，通过对卫星钟运行状态的连续监测确定，并通过卫星的导航电文提供给接收机。经钟差改正后，各卫星之间的同步差，即可保持在20ns以内。

在相对定位中，卫星钟差可通过观测量求差(或差分)的方法消除。

2卫星轨道偏差

估计与处理卫星的轨道偏差较为困难，其主要原因是，卫星在运行中要受到多种摄动力的复杂影响，而通过地面监测站，以难以充分可靠的测定这作用力，并掌握它们的作用规律，目前，卫星轨道信息是通过导航电文等到的。

应该说，卫星轨道误差是当前GPS测量的主要误差来源之一。测量的基线长度越长，此项误差的影响就越大。

在GPS定位测量中，处理卫星轨道误差有以下直种方法:

1) 忽略轨道误差

这种方法以从导航电文中所获得的卫星轨道信息为准，不再考虑卫星轨道实际存在的误差，所以广泛的用于精度较低的实时单点定位工作中。

2) 采用轨道改进法处理观测数据

这种方法是在数据处理中，引入表征卫星轨道偏差的改正参数，并假设在短时间内这些参数为常量，将其与其它求知数一并求解。

3) 同步观测值求差

这一方法是利用在两个或多个观测站一同，对同一卫星的同步观测值求差。以减弱卫星轨道误差的影响。由于同一卫星的位置误差对不同观测站同步观测量的影响，具有系统误差性质，所以通过上述求差的方法，可以明显的减弱卫星轨道误差的影响，尤其当基线较短时，其效用更不明显。

这种方法对于精度相对定位，具有极其重要的意义。

二 与卫星信号传播有关的误差

与卫星信号有关的误差主要包括大气折射误差和多路径效应

1 电离层折射的影响

GPS卫星信号的其它电磁波信号一样，当其通过电离层时，将受到这一介质弥散特性的影响，便其信号的传播路径发生变化。当GPS卫星处于天顶方向时，电离层折射对信号传播路径的影响最小，而当卫星接近地平线时，则影响最大。

为了减弱电离层的影响，在GPS定位中通常采用下面措施

(1)利用双频观测

由于电离层的影响是信号频率的函数，所以利用不同频率的电磁波信号进行观测。便能多确定其影响，而对观测量加以修正。因此，具有双频的GPS接收机，在精密定位中测量中得到广泛的应用。不过应当明确指出，在太阳辐射的正午或在太阳黑子活动的异常期，应尽量避免观测。在尤其是精密定位测量。

(2)利用电离层模型加以修正

对于单频GPS接收机，为了减弱电记屋的影响，一般是采用导航电文提供的电离层模型，或其它适合的电离层模型对观测量加以修正，但是这种模型至今仍在完善之中，目前模型改正的有效率约为75%。

(3)利用同步观测值求差

这一方法是利用两台或多台接收机，对同一卫星的同步观测的求差，以减弱电离层折射的影响，尤其当观测站间的距离较近时(<20km)，由于卫星信号到达各观测站的路径相近，所经过的介质状况相似，因此通过各观测站对相同卫星信号的同步观测值求差，便可显著的减弱电离层折射影响，其残差将不会超过0.000001。对于单频GPS接收机而言，这种方法的重要意义尤为明显。

2对流层折射的影响

对流层折射对观测值的影响，可分为干分量与湿分量。干分量主要与大气的湿度与压力有关，而湿分量主要与信号传播路径上的大气湿度有关。对于干分量的影响，可通过地面的大气资料计算;湿分量目前尚无法准确测定。对于输送短的基线(<50km)，湿分量的影响较小。

关于对流层折射的影响，一般有以下几种处理方法：

(1)定位精度要求不高时，可不考虑其影响。

(2)采用对流层模型进行改正;

(3)采用观测量求差的方法。与电离层的影响相类似，当观测站间相距不远(<20km)时，由于信号通过对流层的路径相近，对流层的物理特性相近，所以对同一卫星的同步观测值求差，可以明显的减弱对流层折射的影响。

3多路径效应影响

多路径效应亦称多路径误差，是指接收机天线除直接收到卫星发射的信号外，还可能收到经天线周围地物一次或多次反射的卫星信号，信号叠加将会引起测量参考点(相位中心点)位置的变化，从而便观测量产生误差，而且这种误差随天线周围反射面的性质而异，难以控制。根据实验资料表明，在一般反射环境下，多路径效应对测码伪距的影响可达到米级，对测相伪距的影响可达到厘米级。而在高反射环境下，不仅其影响将显著增大，而且常常导致接收的卫星信号失锁和使载波相位观测量产生周跳。因此，在精密GPS导航和测量中，多路径效应的影响是不可忽视的。

目前减弱多路径效应影响的措施有：

(1)安置接收机天线的环境，应避开较强的反射面，如水面=平坦光滑的地面以及平整的建筑物表面等。

(2)选择造型适宜且屏蔽良好的天线等。

(3)适当延长观测时间，削弱多路径效应的周期性影响。

(4)改善GPS接收机的电路设计，了减弱多路径效应的影响。

三、接收设备有关的误差

与GPS接收机设备有关的误差主要包括观测误差，接收机钟差，天线相位中心误差和载波相位观测的整周不定性影响。

1 观测误差

观测误差包括观测的分辨误差及接收机天线相对于测站点的安置误差等。

根据经验，一般认为观测的分辨误差约为信号波长的1%。故知道载波相位的分辨误差比码相位不小，由于此项误差属于偶然误差，可适当地增加观测量，将会明显地减弱其影响。

接收机天线相对于观测站中心的安置误差，主要是天线的置不与对中误差以及量取天线高的误差，在精密定位工作中，必须认真，仔细操作，以尽量减小这种误差的影响。

2 接收机的钟差

尽管GPS接收机高有高精度的石英钟，其日频率稳定度可以达到10的-11方，但对载波相位观测的影响仍是不可忽视的。

处理接收机钟差较为有效的方法是将各观测时刻的接收机钟差间看成是相关的，由此建立一个钟差模型，并表示为一个时间多项式的形式，然后在观测量的平差计算中统一求解，得到多项式的系数，因而也得到接收机的钟差改正。

3 载波相位观测的整周未知数

载波相位观测上当前普遍采用的最精密的观测方法，由于接收机只能测定载波相位非整周的小数部份，

而无法直接测定开波相位整周数，因而存在整周不定性问题。

此外，在观测过程中，由于卫星信号失锁而发生的周跳现象。从卫星信号失锁到信号重新锁定，对载波相位非整周的小数部分并无影响，仍和失锁前保持一致，但整周数却发生中断而不再连续，所以周跳对观测的影响与整周未知数的影响相似，在精密定位的数据处理中，整周未知数和周跳都是关键性的问题。4 天线的相位中心位置偏差

在GPS定位中，观测值是以接收机天线相位中心位置为准的，因而天线的相位中心与其几何中心理论上保持一致。可是，实际上天线的相位中心位置随着信号输入的强度和方向不同而有所变化，即观测时相位中心的瞬时位置(称为视相位中心)与理论上的本单位中心位置将有所不同，天线相位中心的偏差对相对定位结果的影响，根据天线性能的优劣，可达数毫米至数厘米。所以对于精密相对定位，这种影响是不容忽视的。

在实际工作中，如果使用同一类型的天线，在相距不远的两个或多个观测站上，同步观测同一组卫星，那么便可通过观测值求差，以削弱相位中心偏移的影响。需要提及的是，安置各观测站的天线时，均奕按天线附有的方位标进行定向，使之根据罗盘指向磁北极。

第五篇：道路桥梁工程中的GPS技术研究论文

摘要

【】GPS在工程测量上具有很强的应用性，能够很大程度上提高测量的精度、效率以及工程的质量，使道路和桥梁的测量更加准确，方便，快速;同时它还能够进行监测工作，保证施工过程能够更准确、更高质量的进行，从而避免出现不必要的质量缺失。本文详细介绍了GPS测量技术的原理，重点讨论在道路和桥梁施工测量中如何提高对GPS的运用。

关键词

【】道路桥梁;测量;GPS;探讨

1GPS技术概述

1.1概念及发展现状

在当前的工程建设领域，我们已经开始将GPS技术运用到道路与桥梁的建设中，进行工程测量定位，逐渐取代了传统的经纬仪、全站仪。这不但是我们工程建设方面的一个进步，还使得GPS技术朝着越来越成熟的方向发展下去。随着人们对GPS的合理利用，越来越多的领域将会涉及到这项技术，它将引领将人们从陆地工程转变到海洋中和宇宙空间上，从静态定位转变为动态定位，为广大领域的研究开拓路线。

1.2GPS系统的构成

1.2.1空间部分———GPS星座

GPS的空间部分是由24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。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，并能保持良好定位解算精度的几何图象，这就提供了在时间上连续的全球导航能力。

1.2.2地面控制部分———地面监控系统

地面监测系统也是整个GPS中重要的系统，由主控站、全球监测站和、地面控制站(又称注入站)组成。主控站是从各监测站收集跟踪数据，计算出卫星的轨道和时钟参数，编制电文，然后将结果送到地面控制站，同时还能够对卫星的工作状态进行监测;监测站将取得的卫星观测数据，传送到主控站中统一管理，并且能够了解气象的变化;地面控制站(注入站)的作用十分简单，在每颗卫星运行至上空时，把这些电信号导航数据及主控站指令注入到GPS卫星中，空间部分和地面控制

1.2.3用户设备部分———GPS信号接收机

用户设备部分即GPS信号接收机，接收机硬件和机内软件以及GPS数据的后处理软件包构成完整的GPS用户设备。目前各种类型的接收机体积越来越小，重量越来越轻，便于野外观测使用，尤其在道路与桥梁的测量中，很大程度的减轻了工作量，提高了工作效率。

2GPS进行道路桥梁测量原理及分类

当运用GPS技术在道路和桥梁工程施工测量上时，卫星不间断地发送自身的星历参数和时间信息，用户的GPS接收机接收到这些信息后，经过计算求出接收机的三维位置，三维方向以及运动速度和时间信息。这一过程实际上是将卫星作为动态空间已知点，利用距离交会的原理确定接收机的三维位置。

2.1GPS定位按定位方式分为单点定位和相对定位(差分定位)

2.1.1单点定位

单点定位就是根据一台接收机的观测数据来确定接收机位置的方式，它只能采用伪距观测量，可用于车船等载体的概略导航定位。

2.1.2相对定位(差分定位)

相对定位(差分定位)是根据两台以上接收机的观测数据来确定观测点之间的相对位置的方法，它既可采用伪距观测量也可采用相位观测量，大地测量或工程测量均应采用相位观测值进行相对定位。

2.2GPS定位按接收机的运动状态可分为静态定位、动态定位

2.2.1静态定位

静态定位是指GPS接收机在每一流动站上是静止进行观测的，并且在捕获和跟踪GPS卫星的过程中固定不变，在观测过程中，同时接收基准站和卫星的同步观测数据，接收机高精度地测量GPS信号的传播时间，利用GPS卫星在轨的已知位置，实时解算整周未知数和用户站的三维坐标。

2.2.2动态定位

动态定位是指GPS接收机测定一个运动物体的运行轨迹，测量前需要在一控制点上静止观测数分钟进行初始化工作，然后流动站按预定的采样间隔自动进行观测，并连同基准站的同步观测数据，实时确定采样点的空间位置。

3道路桥梁工程测量中GPS运用的优点

(1)GPS测量技术在路桥施工中的应用，因其较高的精度，减少了过去放线误差引起的返工，提高了勘测精度和勘测效率。一般每个放样点只需要停留1～2s，流动站小组作业，每小组3～4人就可完成中线测量5～10km，并且在中线放样的同时就可以完成中桩抄平工作。另外GPS测量技术还可以涵盖路桥测量的平、纵、横，以及施工的放样、监理的复测、竣工测量、养护测量等等诸多方面，在路桥勘测、施工和后期养护、管理中都有着较大的优势。(2)以前在道路桥梁的测量中常采用全站仪，它虽然能够完善地实现了测量和处理过程的电子一体化，并且能够自动显示测量结果，同时实现了与外围设备交换信息，但是该仪器与GPS比较，GPS更胜一筹。GPS不需要测站点之间相互通视，不受气候影响，能够节省庞大的人力物力，在测量时，精度高、作业快、费用省、应用灵活，并且还有可靠性高、抗干扰能力强等优势。采用GPS在一般的地形地势下，特别是在地势较高的地方，只需设站一次即可测完半径为15km以内的测区，大大地减少了传统测量所需的控制点数量和全站仪的搬站次数，仅需一个人在地形地貌碎部点进行观测，可以得到该点的三维坐标值。(3)GPS技术还可以利用专门的配套软件，组建与工程对应的模型进行施工，很大程度上提高了工程的准确度，避免了工程在传统施工方法时可能出现的未知问题。根据测量的结果，还可以直接绘制出施工流程，或者是相应的区域图，有效地提高了施工单位的工作效率。

4道路桥梁工程测量中GPS技术的具体应用

4.1变形监测

道路与桥梁工程的建设往往具有施工环境复杂、工程体量巨大、施工过程中不确定的因素众多等特点，造成测量控制过程也困难重重。如果测量的精度得不到很好的保证，工程的质量也将不可避免的受到影响。而GPS技术很好的解决了这个难题。将GPS系统与工程实体相连，对建筑内环境与外环境进行监测，当施工出现变动时，GPS会立即传送数据，施工和管理人员会及时的得到信息，立即采取针对性措施，进行适当的处理。GPS也可以对建筑物所处的环境进行监测，如路基边坡开裂、滑动，桥梁结构发生变形等，GPS会及时发送警报信号。这种技术不但保证了工程建设的安全，节省了不必要的费用，同时还提高了工程整体的质量。

4.2在工程的控制网中的运用

在传统的工程测量中，控制网的建设和管理对工程质量的提高、施工安全的保障都有着极为重要的作用。采用GPS技术进行控制网的建设，布点不受地形限制，测量放线不受时间段和气候影响，能够运用较少的资金得到较好的效果。同时GPS技术因其精度较高，在隧道、工程勘探、施工等领域也能够得到广泛的运用。

4.3提高了工作效率

通过GPS设备的数据接口、电缆和配套软件，可以轻易的将它与计算机相连，进行数据的传输和储存，能够将测量数据转变为平面图、断面图等，减少了工程绘图所消耗的大量时间，降低了技术人员劳动强度，提高了成果的准确性，对工程的施工效率也有很大的提高。

4.4对断面测量

通过使用GPS技术对传统的方法进行改进，可以更准确、更高效的测量道路和桥梁工程的土方开挖和回填工程量，大大减少了技术人员在现场工作量，可以轻松地得到测量桩点坐标、高程和距离等数据，并利用绘图软件绘制断面图。在测量准确度上，比传统上的人工测量更加精确。在工程环境较差、地质状况差的地段，人为测量往往存在很大的误差，并且对技术人员的人身安全也没有百分之百的保证。GPS技术的运用，能够达到较高的效率和精度，逐渐成为工程测量必不可少的工具。

4.5对质量成果进行控制

在传统的质量验收中，验收人员往往要亲临施工现场进行实地考察和测量，监管部门也要在整个施工过程中进行跟踪监督。但是运用GPS技术，这些步骤都可以通过GPS技术大大简化，在整个施工过程中进行检测和控制。到最后的竣工质量验收，同样也可以运用GPS技术，对高程、坐标和面积等数据进行计算和汇总，根据结果来评定工程的质量是否满足设计和规范要求，通过技术人员简单的操作能够自动进行运算，省时省力。通过GPS测量的数据不仅可以明显的看出工程是否合格，而且可以将数据永久保存，为工程今后的维护、管养提供可靠的依据。

5结束语

随着时间的推移，GPS技术的发展趋势将会更加科技化、网络化、集成化、智能化，能够让广大的用户得心应手，效率更高，将GPS运用到道路和桥梁的建设中，使施工更简便、更准确、更高效，竣工检查更公平，更有说服力，为我国的现代化建设提供新的动力。

参考文献

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