工程测绘中GPS测量技术的应用

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1前言

在现代测绘工程发展过程中，其对工程测绘效率及精度有了更加严格的要求。某工业园是该城市规划建设的主要项目之一，也是该城市基础建设的优秀区域。依据当地实际情况，本文将整个区域分为了两个模块。其中在该测量区域内东半区地质较平缓，其周边建筑较少，对gps作业视空影响不大；而西半区为山地，具有大量的山谷分布，地势较崎岖。本文对该区域工程测绘中GPS测量技术的应用进行了简单的分析.

2工程测绘中GPS测量技术运用原理

在工程测绘技术发展过程中，GPS测量技术由以往的静态测量逐渐发展到RTK测量，而厘米级实时RPK技术的应用，为工程勘测中三维坐标的获得提供了有效的依据。现阶段GPS测量技术主要是在载波相位观测的基础上，利用两台或多台接收设备进行信号接收。在整体GPS测量过程中，已知坐标位置的为基准站，其他信号接收设备为移动站点。利用两台或多台移动接收设备，可对5颗以上卫星进行跟踪处理，并利用电台得到已知观测值坐标数据，随后发送到移动接收设备[1]。在整个过程中，移动接收设备可以依据自身原有的观测数据，利用组成差分观测值的方法，得到对应观测点的三维坐标。

3工程测绘中GPS应用流程

3.1内业准备

在实施GPS外业测量时，首先需要搜集测量区域的小比例尺地形图，在条件允许的情况下，也可以进行野外踩踏勘测。然后依据工程测量特点，可进行工程项目测量名称的设定。同时如果已知基站坐标参数发生变化，则需要人工输入；其次如果现阶段没有明确的坐标转换参数，则需要依据以往测量区域已知控制节点信息，将控制点均匀合理的设置在测量区域周边，并控制已知测量点在测量限度内，最大限度降低测量点两端口外推情况。具体控制点位置及区域选择可以GPS测量作业要求为准；最后在测量点放样环节，内业工作人员应对每个测量点坐标进行仔细观测、记录，以便保证野外检测工作的顺利进行。

3.2GPS测量

在GPS测量作业中，主要依据选定控制点进行基准站点设置，同时启动接收设备，输入天线高程、点号、WGS-84已知坐标及接收卫星信号数量。在上述参数设置完毕后，相关外业工作人员应测量电台发射指示灯、基准点配置、流动站选择电台频率、基准点电台频率、等是否符合规定。在确认无误后，可进行测量作业，一般来说，流动站点测量作业需要首先连续测量一到两个已知控制点，并对其测量精度进行评定；然后开展实时动态数据处理工作；最后依据测量采集的实际测量坐标信息，通过手簿数据传输系统，直接传输到计算机处理终端。

4工程测绘中GPS测量技术应用实例

4.1基础模块设定

工程测绘中GPS测量技术应用主要包括卫星接收系统、数据传输系统、软件结算系统三个模块。首先卫星信号接收系统在实时动态定位测量系统中，主要采用6台GPS信号接收设备，其中1台已知坐标设备为基准站，如地势较高、电台良好覆盖且视空无遮挡的区域，而另外4台设备为流动站[2]。需要注意的是，为了避免数据链在传输期间中断，在基准站点选择时，应避免选择大型建筑物、街区、广场、无线发射电台等拥挤且具有干扰源的区域。在基准站为4个用户服务时，需要进行双频GPS接收设备配置，并设定双频GPS接收设备采样率与流动站点采样率相同。其次，数据传输系统主要由基准站数据发射装置、流动站数据接收装置组合而成，其主要利用高频数据传输设备抗干扰性能，结合功率附加放大设备，保证数据传输信号强度；最后，软件解算系统主要基于实时动态定位测量，其对于保障实时动态测量结果精确度具有重要作用。在具体测量作业中，根据工程测绘精度要求的差异，可选择快速静态定位差分、动态差分定位、实时动态差分、静态差分等多种GPS测量方式。

4.2参数确定

由于该工程外部地址环境较复杂，采用以往测量方法并不能保证测绘精度，因此在该工程测绘中主要采用航空摄像测量措施，在获得该区域1/5000地形图后，利用GPS测量技术进行像控点联测。为了保证转化参数精度，首先需要在测量区域内以GPS静态的方式进行GPS高等级控制点的均匀布设，一般需要设定6个高等级的GPS控制点；随后通过多点匹配比较分析，得出不同控制点在地方坐标系下的坐标，及WGS-84坐标。通过同一点两种坐标较差计算，可得出转化参数。需要注意的是，在较差计算时，为了保证测量转化参数实际应用效率，可选择多个测量点进行多次观测计算；最后优先选择残差较少且准确率高的参数作为最终使用数值[3]。

4.3精度分析

在GPS测量测绘结束之后，为了保证测量精度符合要求，可选择三个已知坐标站点数据进行比较评估。依据以往GPS测量要求，GPS测量平面精度并不受外界因素的影响，而高程精度与外界因素具有较为紧密的联系。因此在像控点测量环节，可对已知站点高程进行多次测量，最终得出测量区域高程最大差值为-0.245m。工程测量规范中要求基本高程控制误差应在±h/20m之间，而1/5000地形图等高距为5.0m，则高程中误差为±0.250m。依据上述数据，若选择*2高程作为极限误差，则高程误差标准限度为±0.50m，而该测量区域高程最大值-0.245m小于0.50m，则与规定相符。

5工程测绘中GPS应用优化

5.1工程测绘

GPS测量运用风险在GPS测量技术应用过程中，可通过差分GPS测量技术自行调整信息实现高精度实施动态定位，具有快捷、高效、便捷的特点。但是在GPS测量技术应用过程中，由于工程测绘中工程网络覆盖范围的约束，再加上工程测量工期较紧张，要求效率较高，若在测量范围内仅可以设定少数测量站点，且CORS系统无法正常运行时，则GPS测量精度就无法保证。

5.2GPS测量精度优化设计

为了实现GPS测量单点定位厘米级精度，在定位过程需要在保证卫星轨道进度为厘米级的前提下，同步开展相位、伪距观测作业。依据上述要求，本文采用导航定位软件BERNESE5.0软件及IGS精密精力，对不同采样间隔星历对GPS测量精度的影响进行了简单的分析。其中导航定位软件BERNESE主要是通过数据格式转换、钟差修正、预处理、参数评估等方式，对输出对流程、接收设备钟差结果进行适当调整；而IGS精密星历则是依据GPS定轨技术，采用同样的采样率、精度指标，对最终解算精密单位进行定位分析。在实际应用中，需要首先利用BERNESE软件对精密单点进行定位核算，若假定已知站点精确坐标为真实数值，则两单点定位结构差则会出现中位误差。为了了解数据处理结果统计性质及误差偶然性规避因素，将整体观测数据划分为24个时间段，并分别采用不同的精密星历进行单点定位评估。其次，依据不同精密星历GPS测量单相定位点位差值，可得出超快星历、最终星历精度±0.05m以内[4]。且由于该区域电离层在13:00-18:00活动较距离，其在这一时间段不同精密星历单点定位点位误差较大。最后，为了更加清晰的了解不同精密星历对GPS单点定位精度的影响，可分布对不同精密星历定位数值坐标分量进行计算，并对其进行求差分析，可得出坐标分量比较差值在±0.18m限度内。而这一差异对工程测绘并没有较为突出的影响，因此，在实际GPS测量作业中，可利用BERNESE软件进行单点定位分析。

6结束语

综上所述，依据GPS测量作业应用数据，可得出GPS测量作业不仅可以实时提供点位坐标、高程数据，而且可以实时测量点位精度，可以有效提高工程测绘工程效率。但是无线电发射电台的影响、多路径效应等风险的存在，加大了GPS测量误差。因此在具体作业过程中，工程测绘人员应依据工程地质环境特点，进行合理转换参数的选择，并结合不同星历数值定位分量核算，对工程观测精度进行综合评估，控制GPS测量精度在标准限度内。

参考文献：

[1]曾庆铨.工程测绘中GPS测量技术的运用[J].科技与企业,2015(14):141.

[2]陈大勇,郭玉峰,景维程.GPS技术在工程测绘中的应用分析[J].黑龙江科学,2014(6):125.

[3]邵海亮.GPS测量技术特点分析及其在工程测绘中的应用[J].江西建材,2016(15):223.

[4]陈浩光.工程测量中GPS、RTK与网络RTK技术的有效运用分析[J].中国高新技术企业,2016(35):56~57.算工作的依据。

作者:张中言 单位:南京勘察工程有限公司