GPS技术在工程测量中的应用

摘 要：基于理论分析和实践,本文介绍了GPS技术的基本原理、GPS技术应用的优点和GPS定位技术在工程测量中的应用分析,随着科学的发展,GPS技术应用前景将更加广阔.

关 键 词：GPS定位；RTK；工程测量

中图分类号：P201文献标识码：A文章编号：1001-828X（2012）05-0-01

一、GPS构成

GPS主要由空间卫星星座、地面监控站及用户设备三部分构成.

(1)GPS的空间部分是由24颗工作卫星组成,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.

(2)地面控制系统由监测站、主控制站、地面天线所组成,地面控制站负责收集由卫星传回之讯息,并计算卫星星历、相对距离,大气校正等数据.

(3)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.

二、GPS技术应用的优越性

(一)用途广泛

GPS技术可以应用于国民经济的各个领域,对于测绘工作者而言,GPS定位系统己应用：大地测量,地壳板块运动监测,建立各种工程监测网和进行各种工程测量等.

(二)自动化程度高

用GPS接收机进行测量时,仅需一人将天线准确地安置在测站上,量测天线高,接通电源,启动接收单元,仪器即自动开始工作,在结束测量时只需关闭电源,接收机便完成野外数据采集,若在一个测站上需要作长时间的连续测量,还可实行无人值守的数据采集,通过数据传输,将所采集的定位数据传输到数据处理中心,实现自动化的GPS测量和计算.

(三)定位精度高

短距离精度可达毫米级,中、长距离相对精度可达到10-7至10-8.差分导航的精度可达米级至厘米级.大型建筑物、构筑物变形监测,在采用特殊的观测措施、精密星历和适当的数据处理模型和软件后,平面精度可达亚毫米级,高程精度可稳定在1mm左右.

(四)全天候实时动态观测

应用GPS定位、导航,不受天气的影响,可以全天候地工作.这一特点保证了变形监测的连续性和自动化.

三、RTKGPS技术在工程测量中的应用分析

在城市高精度的控制网测量中,我们一般采用静态GPS观测的方法,布设成GPS控制网.SCORPIO6502SK/MK双频RTK系统与所有的GPS一样可用于高精度静态测量,而且还可以与其它静态GPS联机观测,数据兼容,以获取高精度的首级控制点,这时具有和普通GPS一样的优越性.

传统方法是用全站仪布导线.这种方法在测区较平坦、无太多建筑物和林区时也很快,可遇到测区有很多建筑物和林区等困难的情况下拉导线就比较麻烦,而用RTKGPS既快又精确.虽然经过密集林区或高层建筑物时会失锁,但OTF快速初速化使你走过它们就可测量,使我们实现了测量就象走路那么简单.

在地籍测量中,进行RTK定位时,基准站把观测值及测站已知坐标通过数据链发送到移动站,移动站不仅采集GPS观测数据,而且通过数据链接收到基准站数据,并在移动站上形成差分观测值后,实时求出移动站厘米级精度坐标.移动站可处于静态,也可处于动态,可以在一个固定点上进行初始化后进人动态工作,也可以在动态条件下进行初始化.

应用RTK技术进行一般的工程施工放样又快又精确.只需把设计好的坐标传输(手输或计算机上设计好输人)到Hasky手持机内,手持机会显示当地与设计点的距离,东西偏量及南北偏量,同时根据对中杆上的指南针能很快放样到正确位置.

放样是RTK突破传统GPS定位技术的一项重要应用,但是因其不具各常规测量的检核条件.应用时必须进行检核,也因为这一特点,有关RTK的具体技术规程仍未出台.但GPSRTK技术精度高,各种放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,因此准确评价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.

应用RTKGPS进行施工放样不但快而且精确,也大大减少测量人员的体力劳动(流动站采用背负式总重量不超过5kg).

四、结论

GPS技术具有精度高、速度快、不受气候条件及通视条件的限制等优点,另外,GPS接收机具有自动观测的特点,这为实现大型工程建筑物变形监测的自动化奠定了基础.因此,该技术除应用于航天、航海等领域外,已广泛应用于工程测量的建立工程测量控制网、RTK下的碎部测晕与放样、区域差分系统下碎部测量与放样以及变形监测建的各个领域.随着科学的发展,GPS技术应用前景将更加广阔.