張金龍

(鐵三局北京國(guó)際工程分公司，北京市 100000)

工程施工測(cè)量中GPS技術(shù)的應(yīng)用

張金龍

(鐵三局北京國(guó)際工程分公司，北京市 100000)

隨著測(cè)繪行業(yè)的快速發(fā)展，工程施工中對(duì)于測(cè)繪精度要求越來(lái)越高，GPS技術(shù)因?yàn)槠渚哂懈呔?、自?dòng)化、適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)在工程施工測(cè)量中被廣泛應(yīng)用。本文將對(duì)它在工程施工測(cè)量中主要關(guān)于動(dòng)態(tài)ATK和靜態(tài)相對(duì)定位在控制網(wǎng)加密中的應(yīng)用進(jìn)行一定的介紹，并對(duì)GPS技術(shù)的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行闡述，指出它現(xiàn)有的不足，最后提出一定的改進(jìn)措施，希望能使得工程施工測(cè)量中關(guān)于GPS的應(yīng)用進(jìn)一步發(fā)展。

工程施工測(cè)量；GPS技術(shù)；動(dòng)態(tài)RTK；靜態(tài)相對(duì)定位；控制網(wǎng)

GPS技術(shù)是隨著現(xiàn)代科技的迅速發(fā)展建立起來(lái)的具有全球性、連續(xù)性、實(shí)時(shí)性、保密性等特性，并能提供精密的三維坐標(biāo)的新興衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。隨著GPS技術(shù)的不斷成熟，在工程測(cè)繪中的應(yīng)用逐漸更加廣泛。本文即是對(duì)工程施工測(cè)量中GPS技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行分析。

一、工程施工測(cè)量中GPS技術(shù)的應(yīng)用

（一）GPS靜態(tài)相對(duì)定位在控制網(wǎng)中的應(yīng)用

GPS相對(duì)定位是利用大量的觀測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)確定整周未知數(shù)，并通過(guò)不同載波相位觀測(cè)量的線性組合來(lái)進(jìn)行靜態(tài)定位。其操作較為簡(jiǎn)單而且其技術(shù)較為成熟，已經(jīng)被大量的應(yīng)用在高等級(jí)控制網(wǎng)中。

海外在布測(cè)GPS靜態(tài)高等級(jí)控制網(wǎng)過(guò)程中，會(huì)對(duì)研究區(qū)的概況進(jìn)行了解，例如經(jīng)緯度、地形地勢(shì)等。其次海外會(huì)根據(jù)控制網(wǎng)用途來(lái)確定控制網(wǎng)精度，獲得足夠的控制點(diǎn)分布。在此時(shí)，對(duì)于選取的視野開(kāi)闊、地基穩(wěn)定和較為操作的首級(jí)控制點(diǎn)布測(cè)完成后，需要加密控制點(diǎn)分布。海外經(jīng)常采用的是常規(guī)的RTK技術(shù)來(lái)加密控制點(diǎn)。它多使用基準(zhǔn)站進(jìn)行計(jì)算，啟動(dòng)流動(dòng)站，對(duì)于確定的首級(jí)控制點(diǎn)進(jìn)行定位，進(jìn)行加密控制點(diǎn)和后期標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)之間轉(zhuǎn)換，最后使得加密控制點(diǎn)覆蓋整個(gè)研究區(qū)域。

（二）GPS-RTK技術(shù)在工程施工測(cè)量中的應(yīng)用

GPS-RTK技術(shù)是基于載波相位觀測(cè)值，由基準(zhǔn)站和流動(dòng)站兩個(gè)部分組成的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分定位技術(shù)，獲取的三維坐標(biāo)結(jié)果可以達(dá)到以厘米為精準(zhǔn)度。其中，RTK技術(shù)的難點(diǎn)主要在于載波相位的整周模糊度確定和坐標(biāo)系統(tǒng)準(zhǔn)換參數(shù)的確定。

1、在施工放樣中的應(yīng)用

施工放樣在工程施工中是很重要的應(yīng)用，對(duì)于工程進(jìn)展快慢具有重要影響。根據(jù)GPS-RTK技術(shù)的相關(guān)理論，在施工中只需要確定放樣參數(shù)，如起點(diǎn)和終點(diǎn)坐標(biāo)，曲線半徑和參數(shù)，帶入到RTK控制器中，便可以進(jìn)行精準(zhǔn)的施工放樣。RTK技術(shù)的出現(xiàn)簡(jiǎn)化了放樣流程，并能確保更高的精度，使得工程施工具有更多的便利。

2、在碎部測(cè)量中的應(yīng)用

在工程施工中經(jīng)常會(huì)遇到利于碎布數(shù)據(jù)計(jì)算的地方。在傳統(tǒng)的測(cè)量作業(yè)中必須利用測(cè)站或其它儀器配合進(jìn)行采集數(shù)據(jù)，工程量浩大并且計(jì)算很容易出錯(cuò)。而利用RTK技術(shù)之后，可以直接采集碎部點(diǎn)信息，進(jìn)行特征編碼，高質(zhì)量快速確定地形地物的三維坐標(biāo)，然后利用繪圖軟件成圖。既節(jié)省了人力物力，還能保證速度快、不容易出錯(cuò)。

3、在變形監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

在建筑物的變形監(jiān)測(cè)中由于其測(cè)量精度要求十分精確，傳統(tǒng)的測(cè)繪技術(shù)已經(jīng)滿足不了要求，因此GPS-RTK技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。它摒棄了原來(lái)監(jiān)測(cè)體積大和監(jiān)測(cè)環(huán)境較為復(fù)雜的缺點(diǎn)，只需要將監(jiān)測(cè)點(diǎn)分為幾個(gè)時(shí)間段，強(qiáng)制對(duì)中，在基線長(zhǎng)度小于4km后就可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的變形監(jiān)測(cè)要求。

二、工程施工測(cè)量中GPS技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)及改正措施

（一）工程施工測(cè)量中GPS技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)

1、GPS技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

相對(duì)于傳統(tǒng)的施工測(cè)量技術(shù)來(lái)說(shuō)，GPS技術(shù)占據(jù)了很大技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)。首先，GPS技術(shù)由于其觀測(cè)時(shí)不需要通視，并且可以靈活選點(diǎn)，直接進(jìn)行實(shí)時(shí)實(shí)地放樣、中位測(cè)量和點(diǎn)位測(cè)量，減少大量施工經(jīng)費(fèi)，使得GPS技術(shù)因?yàn)槠鋵?duì)于復(fù)雜地形的強(qiáng)大的適應(yīng)性，得到了廣泛應(yīng)用；其次，它的定位精度較高，不僅可以測(cè)量觀測(cè)站平面位置，還可以測(cè)定觀測(cè)站的大抵高程，滿足了各種不同工程施工測(cè)量需求，并且有效減少了誤差；另外，由于其圖形強(qiáng)度系數(shù)好，還提高了測(cè)量速度，簡(jiǎn)短了觀測(cè)時(shí)間；最后，由于其自動(dòng)化程度高，逐漸向小型智能化發(fā)展，大部分工作已經(jīng)可以自主完成，使得在人力物力上得到有效減少；其抗干擾能力強(qiáng)，能夠全天候作業(yè)，不受刮風(fēng)下雨、下雪的氣候影響，這些都使得測(cè)量工作的效率得到充分提高。

2、GPS技術(shù)的缺點(diǎn)

GPS由于其過(guò)于依賴技術(shù)使其也具有一定的不足。例如，GPS技術(shù)在測(cè)量中由于受到環(huán)境的影響，信號(hào)傳播的速度會(huì)受到影響，使其計(jì)算時(shí)候會(huì)產(chǎn)生誤差。而且一旦接受不到信號(hào)，便會(huì)使工作受到巨大的影響。不同型號(hào)的GPS之間由于沒(méi)有統(tǒng)一的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，使得測(cè)量成果有差異，不能進(jìn)行統(tǒng)一，使得工程施工測(cè)量出現(xiàn)很大的麻煩。在高程測(cè)量中，利用GPS技術(shù)不能直接獲得地面點(diǎn)的正常高，而只能得到大地高，嚴(yán)重限制了GPS技術(shù)在高程測(cè)量中的應(yīng)用。

（二）工程施工測(cè)量中GPS技術(shù)的改正措施

針對(duì)衛(wèi)星誤差，我們可以在低精度的測(cè)量中可以忽略軌道誤差。在高精度測(cè)量中，如果對(duì)于誤差的產(chǎn)生原因具有充足的了解，我們可以先建立模型，根據(jù)模型進(jìn)行觀測(cè)值修正來(lái)降低誤差。對(duì)于軌道進(jìn)行參數(shù)估計(jì)來(lái)求出系統(tǒng)偏差，這種改進(jìn)措施可以適用于大多數(shù)工程施工測(cè)量情況。

針對(duì)空間傳播誤差來(lái)講，它包括了傳播延遲、對(duì)流層折射誤差、多路徑效應(yīng)誤差等。尤其是其中多路徑效應(yīng)誤差的影響可達(dá)到厘米級(jí)，對(duì)于測(cè)量結(jié)果具有不能忽視的影響。但是空間傳播誤差，目前并沒(méi)有良好的措施，只能選擇避開(kāi)較強(qiáng)的反射面，選擇良好的接收機(jī)，以此來(lái)達(dá)到減少產(chǎn)生傳播誤差的目的。

其次，施工人員操作不當(dāng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的操作誤差。因此對(duì)于施工人員的要求一定要嚴(yán)格對(duì)待，加強(qiáng)技術(shù)規(guī)范。

結(jié)語(yǔ)：

在如今，工程建設(shè)的要求日益細(xì)致、精確，GPS技術(shù)因其無(wú)可比擬的優(yōu)越性勢(shì)必能得到更為廣泛的應(yīng)用。本文對(duì)于工程施工測(cè)量中GPS技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)分析，列舉了其優(yōu)缺點(diǎn)和改正措施，希望借此能讓GPS技術(shù)在未來(lái)得到更為廣闊的發(fā)展，來(lái)提高工程施工的質(zhì)量。

[1]左宇鵬.王俊峰.芻議GPS技術(shù)在工程施工測(cè)量中的應(yīng)用及控制措施析[期刊論文].城市建設(shè)理論研究（電子版）,2013(09).

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1007-6344（2015）08-0148-01