GPS-測量技術的應用

淺談GPS測量技術的應用摘要：隨著現代社會科學技術的發(fā)展和進步，建筑投資規(guī)模大，建筑使用功能復雜，使得對設計的要求越來越高。對于建筑工程，使用傳統的測量方法已經顯示出了它的局限性，而利用gps測量技術，可以有效的實現對于建筑物變形的監(jiān)測。它具有傳統測量方法無可比擬的優(yōu)越性，已經在越來越多的測繪工程領域中得到了應用，有著顯著的社會效益和經濟效益。本文介紹了gps測量技術的定位原理，闡述了gps在高層建筑測量中應用，最后分析了gps測量技術的優(yōu)點。

關鍵詞：gps；測量技術；控制網；gpsrtk

1.gps簡介

1.1gps起源

全球定位系統（globalpositioningsystem-gps）是美國從本世紀70年代開始研制，歷時20年，耗資200億美元，于1994年全面建成，具有在海、陸、空進行全方位實時三維導航與定位能力的新一代衛(wèi)星導航與定位系統。

1.2gps基本原理

gps衛(wèi)星分布在離地球表面上約20200km上空的圓形軌道上，平均約11小時58分即能繞地球一周，在地球的任何角落，均能于每個時刻至少收到4顆以上衛(wèi)星所傳送的電波。

gps衛(wèi)星測量乃是利用gps衛(wèi)星所發(fā)射的無線電信號以測定點位的三度空間坐標之定位系統，基本上是以距離的測量方式進行，即測量接收機與已知位置的衛(wèi)星間的瞬間距離。主要的測量方法有兩種：虛擬距離觀測與載波相位觀測。在高精度的測量要求下，幾乎都采用載波相位觀測為主。

gps衛(wèi)星提供不同的觀測量，其中以電碼距離為觀測量來定位，應用于導航定位與即時定位方面，是以單獨一個觀測站接收信號而得定位結果，稱為單點定位或絕對定位或導航定位。次外以載波相位為觀測量者，大多以雙測站以上同時觀測而求得點與點間的基線向量，稱為相對定位或差分定位。

1.3gpsrtk測量簡介

gpsrtk（realtimekinematic）技術開始于90年代初，是一種全天候、全方位的新型測量系統，稱載波相位動態(tài)實時差分技術，是目前適時、準確地確定待測點的位置的最佳方式，是基于載波相位觀測值基礎上的實時動態(tài)定位技術。

gpsrtk具有定位精度高且精度分布均勻，速度快、效率高，觀測時間短，方便靈活，測程不受限制，不受通視條件影響等優(yōu)點。

2.gps控制網測量

探討gps控制網網形比較靈活，可以根據實際地理條件，建筑物條件以及相應的測區(qū)情況來布設。連接方式可以為點連式的、邊連式的、混連式的、中點多邊形等連接方式。gps控制測量點間不要求通視，圖形結構靈活，因此選點工作要比傳統控制測量的選點簡便容易得多。gps點的選定不以相鄰點間的通視作為先決條件，給選點帶來極大的靈活性，但也有具體的要求。為了點位能長期保存和使用，不致位移和變形，點位盡量選在土質堅硬、地質情況良好之處，或是已有一定的建筑年代、不再會有沉降的較堅固的建筑物的頂面。點位應當保證觀測時衛(wèi)星信號不能受到干擾，選點時做到點位周圍視場內最好沒有高度角大于15°的障礙物，尤其是不能有成片的障礙物，遠離大功率的無線發(fā)射臺和高壓電線，沒有大面積的水域或對電磁波反射（或吸收）的物體。為了提高測量工作效率及應用的方便，點位優(yōu)先考慮在交通方便和車輛能夠到達的地方。

觀測作業(yè)的主要任務是捕獲gps衛(wèi)星信號對其進行跟蹤、接收和處理，以獲取所需的定位和觀測數據。就我們所使用的gps接收機而言，觀測作業(yè)的操作是非常簡單的，需要人工干預很少。在gps測量開始前先檢查接收機安置安置狀況及電源聯結等無誤后方可開機。開機后，等待接收機初始化完成并進行記錄數據狀態(tài)，然后每隔幾分鐘便查看一下接收機的工作是否正常。在觀測作業(yè)中認真作到：觀測組按照計劃表規(guī)定時間作業(yè)，確保同步觀測；開機前后各量取天線高一測回，每測回從不同部位量取三次，兩測回天線高之差不大于3mm；天線高的量取部位，按作業(yè)前的統一規(guī)定量取，并在記錄薄中詳細記錄；一個時段觀測中，不能夠關機又重新啟動、自測試、改變衛(wèi)星高度角及數據采樣間隔、改變天線位置，關閉或刪除文件等；原始觀測值和記錄項目，按規(guī)定現場記錄，字跡清楚，不的涂改、轉抄；觀測期間防止接收機震動，防止人員和其他物體碰動天線或阻擋信號。如發(fā)現異常情況或未預料到的情況，則在記錄在測量手簿的備注欄內，并及時報告調度組織者。

3.gpsrtk技術的應用

rtk能夠在野外實時得到厘米級定位精度的測量方法，因此在控制測量、工程放樣、地形測圖中極大地提高了外業(yè)作業(yè)效率。

3.1控制測量

為滿足城市建成區(qū)和規(guī)劃區(qū)測繪的需要，城市控制網具有控制

面積大、精度高、使用頻繁等特點，城市ⅰ、ⅱ、ⅲ級導線大多位于地面，隨著城市建設的飛速發(fā)展，這些點常被破壞，影響了工程測量的進度，如何快速精確地提供控制點，直接影響工作的效率。常規(guī)控制測量如導線測量，要求點間通視，費工費時，且精度不均勻。gps靜態(tài)測量，點間不需通視且精度高，但數據采集時間長，還需事后進行數據處理，不能實時知道定位結果，如內業(yè)發(fā)現精度不符合要求則

必須返工。應用rtk技術進行控制測量其操作方法靈活方便，在作業(yè)效率上具有明顯的優(yōu)勢，但測量成果在精度上稍差于導線測量和

gps靜態(tài)測量。

3.2工程放樣

rtk測量技術用于市政道路中線放樣，放樣工作可一人單獨完成。將線路參數如線路起終點坐標、曲線轉角、半徑等輸入rtk的外業(yè)手簿，即可放樣。放樣方法靈活，即能按樁號也可按坐標放樣，并可以隨時互換。放樣時屏幕上有箭頭指示偏移量和偏移方位，便于東西南北各個方向移動，根據手簿屏幕上數值移動，直到放樣點距十分接近即可完成。

3.3用地測量

在用地勘測定界測量中，rtk技術可動態(tài)實時測量界址點坐標，

確定土地使用界限范圍，計算用地面積，應用rtk技術可實時測量權屬界址點，大大提高了測量速度和精度。

3.4地形圖測量

gps-rtk接收機在地形圖測量中是一種全天候、實時、快速、高精度、遠距離的數據采集設備，其顯著的優(yōu)點是在測區(qū)內布設的控制點大大減少。相對全站儀測圖來講，無須考慮遷站和通視條件，測量的效率大大地提高。gps-rtk接收機在野外實地采集各種地形要素數據，經過gps數據處理軟件進行預處理，按相應的格式存儲在數據文件中，同時配繪草圖，供測圖軟件進行編輯成圖。

gps-rtk在地形圖測量中其存在的缺點是必須繪制測量草岡，

一些無線電死角和衛(wèi)星信號死角無法采集數據，必須用其他儀器進行

補充。

4.結語

gps測量技術具有傳統測量方法無法相比的優(yōu)越性，故用gps測量技術建立測量控制網，能夠從根本上解決測區(qū)中通視困難的難題，而旦還大大的減輕了野外作業(yè)的強度。gpsrtk具有定位精度高且精度分布均勻，速度快、效率高，觀測時間短，方便靈活，測程不受限制，不受