阐述工程测量中GPS技术的应用及精度分析

徐慧林

摘要：当前工程建设项目越来越高、施工也越来越复杂，对工程测量工作的要求也越来越严格，虽然在工程测量工作过程中引入了许多的新技术、新工艺，但还是存在一些问题需要解决。我国的建设项目工程测量工作同西方发达国家相比还存在一定的差距，北斗导航系统还在进一步完善中，需要我们不断地完善工程测量技术，提高测量的水平，加快工程测量工作的发展有效实现建设项目的高效率、高质量完成。

关键词：工程测量；GPS技术；精度分析

1导言

GPS技术应用到工程测量工作中，具有高精度、测量速度快以及测量费用较低等几个优点，被广泛的应用了起来。由于工程建设项目中的工程测量工作会受到诸多因素的影响，比如没有获得较多的已知点、已知点的位置没有合理的分布、网形较差、水准测量工作不能很好地开展。因此，为了能够保障工程测量顺利完成，需要对GPS技术的应用以及精度进行有效分析，促进工程测量的健康发展。本文就工程测量中的GPS技术进行分析就显得十分有意义。

2 GPS技术简析

2.1 GPS技术的组成部分以及其功能

GPS系统组成部分主要有三个内容组成，这三部分内容主要是GPS卫星星座、地面监控系统、GPS信号接收机。其中GPS卫星星座总共由3颗轨道卫星以及21颗工作卫星共同组成，这些卫星的运行周期为11小时58分，再由夹角为60°的6条轨道平面上匀速的运行着。因此通过24小时的不间断运行能够实现地球每一个具体位置的掌握，能够对目标信息进行有效地掌握。地面监控系统的主要作用就是接受卫星传递到地球的信息，而GPS信号接收机则负责对接收到的信息進行加工处理计算出具体的经纬度。

2.2 GPS技术的测量速度快

同传统的碎部点测量和控制测量的方法相比较，依据《全球定位系统实时动态测量（RTK）技术规范》CH/T2009-2010，流动站与基准站距离小于10KM内，GPS-RTK技术只需要在10多秒钟，甚至是几秒钟就能完成观测碎部点测量和图根控制。依据《全球定位系统（GPS）测量规范》GB/T18314-2009，4台静态GPS接收机在短短的2到3小时就可以完成20km范围之内的静态定位的D级控制网。传统测绘用全站仪需要至少需要3個工作日才能完成。这极大的提高了工作效率。

3工程测量中GPS技术的应用

3.1在公路测量中的应用公路工程建设项目具有较为复杂的施工环境，因此其工程测量工作比较困难，通过在公路工程测量工作中应用GPS技术则能够很好地解决一些技术上的难题。在当前开展公路工程测量工作时，对工程的设计阶段和测绘阶段主要借助计算机技术以及配套的测算软件开展工作，实现公路工程测量工作的高效完成。因此通过应用GPS技术来进行控网的建立，采用GPS静态定位或者GPS-RTK的动态定位方式高效保证线路勘测的初测和定测工作顺利完成，特别困难测区将GPS配合全站仪共同应用于测绘生产，取长补短，其得到的数据处理效率会有效地提高，促进公路工程测量的高效完成。

3.2在地形测绘中的应用

传统地形测绘中，需要在首级控制网下加密图根点，然后用全站仪进行数字化测图，测站点与碎部点需要良好通视条件，碎部点点位精度随视距长度增加而降低，且一般需要3人一组.而GPS-RTK技术能够有效地解决传统地形测绘中出现的一些困难，直接进入碎部测量减少测站点架设仪器时间且无需通视条件、视距长度的限制，一般只需要1至2人，且减少了累计误差，碎部点点位精度均匀。提高了精确度，减少了人力，大大提高了工作效率。保证地形测量工作的顺利开展。

3.3变形监测中的应用

建设工程项目施工过程中会对周围的建筑物和环境产生一定的影响，非常容易出现形变以及沉降等问题，因此必须要做好变形监测工作，确保对周围建筑物造成较小的影响。在建设工程项目中，对变形监测工作要求非常高，因此一定要充分保证获得的监测数据能够准确、精准。由于当前变形监测工作过程中，会受到多方面的影响因素，从而给变形监测工作带来一定的影响。在变形监测中引入GPS技术能够将变形监测的工作难度大大降低，特别适合建设工程的动态变形（风震、日照、其他荷载作用下的变形），提供实时、全天候监测数据。监测数据连续性、准确性、自动化都有显著有效提高，充分确保监测的结果能够真实、科学、有效。通过应用GPS技术能够有效地实现工程项目监测工作地顺利完成。

4工程测量中GPS技术精度分析

4.1卫星对GPS测绘的影响

由于应用GPS技术的主要基础就是卫星的定位功能，因此对GPS精度影响最大的一个因素就是卫星。GPS设备都会安装原子钟，受到原子钟的影响设备的时间显示会同实际时间存在一定的差异，这就容易给工程测量工作带来一定的困难，严重的会发生事故问题。还有就是，卫星发射天线相位中心偏移和卫星星历造成的误差都会影响到GPS的测绘准确性。因此要不断完善卫星的功能，使GPS技术能够更好地应用到工程测量当中。

4.2信号传播途径方面的因素

工程测量中对GPS技术精度形成影响的一个重要方面还有就是信号传播途径。卫星信号的传播形式为电磁波，电磁波的传播会受到各种因素的影响，容易出现一些误差，最明显的就是卫星信号同地面信号在时间上存在一些误差。卫星信号在传播过程中会受到许多方面的影响，影响因素主要有温度影响、湿度影响、对流层折射及电离层影响、对流层传播速度不一致影响，让GPS系统定位速度有了明显的下降。由于整个大气层的传播和地面的接受环境随时都是变化的，地面接收机在接受卫星信号时受到周围环境的影响会存在误差，影响准确度。因此，在实际测量过程中需要对信号传播加以模型改正多项式，以提高GPS的精度。

4.3多路径效应的影响

GPS接收机天线附近若有高大建筑物、大面积水域或其它较强反射表面时，天线接收的信号不仅有直接从卫星发射的信号，而且还会接收到因反射而路径增长的电磁波，这将会导致定位结果不准确，降低多路径效应的方法主要有增加卫星截止高度角、增加扼流圈、抑径板等装置。但是多路径效应只能减弱，目前无法彻底消除。

5结论

在工程测量中应用GPS技术能够有效地实现工程测量工作的准确完成，有效应用GPS技术能够极大地提高测量效率、测量成果质量，保证建设工程的顺利开展。虽然当前GPS技术在应用时还存在一些问题或不足之处，但随着未来科技的发展和北斗系统的不断完善，相信GPS测绘技术会越来越行之有效。

参考文献：

[1]俞黎斌，黄茂江.GPS技术在工程控制测量的应用及测量精度分析[J].江西建材2015，215.

[2]汪秀峰，李宏.关于GPS技术在工程控制测量的应用及测量精度分析[J].黑龙江科技信息，2015，34：19.

（作者单位：中铁二十二局集团第二工程有限公司）