建筑遗产2期王伟骥GPS测量技术及其在工程测量中的应用.doc

GPS测量技术及其在工程测量中的应用 王伟骥 （中色十二冶金建设有限公司 山西 030009） 摘要：随着我国经济的发展，GPS全球定位系统已广泛应用于工程建设领域中，在道路与桥梁的建设中发挥着重大的作用。GPS 测量通过接收卫星发射的信号并进行数据处理，且具有良好的抗干扰性和必威体育官网网址性本文探讨一下GPS 在工程测量领域的应用关键词：GPS；应用 ：GPS技术因其自身的诸多优势，已经广泛应用在工程测量过程中，运用GPS技术进行测量，不仅能够扩大测量的范围，同时能够提高测量数据的准确性，最大限度地减少误差，为工程测量带来了巨大的方便，可以说，GPS技术是传统的测量技术和现代技术的完美结合，体现了测量技术的飞速发展。 1 GPS技术概述 全球定位系统GPS（Global Positioning System）是美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统，由空间卫星星座、地面监控站及用户设备三部分构成，其具有全能性、全球性、全天候、连续性和实时性的精密三维导航与定位功能，具有良好的抗干扰性和必威体育官网网址性。因此，GPS技术率先在大地测量、工程测量、航空摄影测量、海洋测量、城市测量等测绘领域得到了应用，并在军事、交通、通信、资源、管理等领域展开了研究并得到广泛应用。而一直以来我国普遍运用常规的传统技术手段来实现工程测量，例如用水准仪、全站仪以及测距器来定位工程的控制网，随着科技的进步以及工程测量的发展，GPS技术以其诸多优势，正逐步替代传统的测量工具。 GPS的构成 空间卫星星座 GPS 空间卫星星座由21 颗工作卫星和3 颗在轨备用卫星组成。24 颗卫星均匀分布在6 个轨道平面内，轨道平面的倾角为55°，卫星的平均高度为20200km，运行周期为11h58min。卫星用L 波段的两个无线电载波向广大用户连续不断地发送导航定位信号，导航定位信号中含有卫星的位置信息，使卫星成为一个动态的已知点。在地球的任何地点、任何时刻，在高度角15°以上，平均可同时观测到6 颗卫星，最多可达到9 颗。 地面监控站 GPS 地面监控站主要由分布在全球的一个主控站、三个注入站和五个检测站组成。主控站根据各监测站对GPS 卫星的观测数据，计算各卫星的轨道参数、钟差参数等，并将这些数据编制成导航电文，传送到注入站，再由注入站将主控站发来的导航电文注入到相应卫星的存储器中。 用户设备 GPS 用户设备由GPS 接收机、数据处理软件及其终端设备等组成。GPS 接收机可捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号，跟踪卫星的运行，并对信号进行交换、放大和处理，再通过计算机和相应软件，经基线解算、网平差，求出GPS 接收机中心（测站点）的三维坐标。 GPS测量技术的优势 相对于常规的测量方法来讲，GPS测量有以下 3.1全天候作业 GPS技术是采用多卫星分布系统，可以覆盖到一个角落，进行不间断全天候作业，这样就能够对所需观测的对象进行实时观测，为工程测量提供准确的数据。但是需要注意的是，在雷雨天气情况下，尽量不要进行观测。 测站间无需通视 普通的工程测量，测站间的通视问题一直都很难解决，影响了测量的准确性，而GPS系统属于全球定位系统，因此说在进行工程测量时，不需要测站之间的通视，强大的系统可以根据具体的需要进行定位，这样不操作灵活，还能保证数据的准确性。 定位准确 工程的测量需要保证数据的准确和定位的精确性，这就需要有较高精确度的定位系统，经过实践证明，GPS系统的定位精度很高，在50千米的距离内，能够实现精确定位，相对定位精度能够达1×10-6 ，并且随着观测技术的不断发展，其定位的准确度也在不断上升，能够满足各种工程的测量需求。观测时间短 随着技术的提高，在15千米范围内的快速静态对象，可实现1分钟观测完毕，这样短时间的观测速度，能够节省下不少时间，使工程测量更加便捷。 GPS测量技术的变形监测的一次性投入成本和长期监测运行成本较高，高程精度不象水准测量那样容易达到监测度要求，而且组织复杂。高程测量时应用GPS定位技术不能直接得到地面点的正常高，而只能得到大地高，确定地面点的正常高，必须要知道地面点的高程异常, 这就限制了GPS技术在高程测量方面的作为。碎部测量与放样时，高大的建筑物会遮挡GPS信号，使得观测值产生周跳，破坏了整周计数的连续性, 需要重新确定初始周未知数。这样，不但影响观测工作的效率，也影响了工作人员的情绪。如果这种现象频繁出现，将造成记录的支离破碎，影响成图精度甚至会发生错误。建立工程控制网时一些带有隐蔽性和遮挡性地区无法使用或不便使用GPS技术。如在进下地下工程、隧道控制测量中地面首级控制网可以采用GPS技术，在地下施工控制方案中却无法采用，因为地下没有GPS信号。在森林中布设控制网，如果道路较窄而