來慶廣 楊立瑩

青島地質(zhì)工程勘察院，中國·山東 青島 266000

GPS 技術(shù)；工程測量；精確度

1 引言

工程測量工作的精準性，對于工程設(shè)計工作的合理性以及工程施工的科學性都起到促進作用。而利用現(xiàn)在最為先進的GPS 技術(shù)，能夠極大程度上提高工程測量定位的精度，從而提高工程建設(shè)質(zhì)量。但是，GPS 技術(shù)新型技術(shù)，也有受到影響的時候，自身設(shè)備的內(nèi)在因素以及外部影響因素，都會導致GPS 技術(shù)的測量有失準度。所以，研究GPS 技術(shù)的精準度非常關(guān)鍵。

2 GPS 技術(shù)的簡要介紹

GPS 就全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)，主要分為地面控制環(huán)節(jié)、空間控制環(huán)節(jié)以及用戶裝置環(huán)節(jié)三部分組成。而通過三個工作環(huán)節(jié)的處理能夠為使用者提供非常精準的三維地理信息。在GPS 工作過程中，地面控制工作部分有主控站、地面天線、監(jiān)測站以及通訊系統(tǒng)。而空間控制工作環(huán)節(jié)則主要包括人造衛(wèi)星。地球衛(wèi)星是GPS 技術(shù)實施的重要裝置，通過27 顆衛(wèi)星將地球的重要地理位置全都覆蓋進來，實現(xiàn)了技術(shù)實施的無死角。新型的GPS 技術(shù)，具有全時段、全世界覆蓋以及高精度的特點，由于定位工作對于很多重要的領(lǐng)域都非常重要，所以，GPS技術(shù)在生活中的領(lǐng)域應用也非常廣泛。如軍事領(lǐng)域、汽車導航領(lǐng)域、地質(zhì)勘測領(lǐng)域以及工程測繪領(lǐng)域。尤其是工程測量領(lǐng)域，GPS 技術(shù)的應用很大程度上提高了工程測量工作的精準性，從而提升了工程施工的質(zhì)量。目前，在建筑工程測量、公路施工測量以及礦山和水利工程測量中，都使用了GPS 技術(shù)。

3 GPS 技術(shù)在工程測量當中的應用

3.1 GPS 技術(shù)應用在建筑工程測量中

在建筑工程施工中，測量工作非常重要，測量精準性對于建筑物的質(zhì)量有著直接的關(guān)系。而GPS 技術(shù)在建筑工程測量中的應用可以從以下三個方面進行分析。首先，在建筑工程測量中要選擇合理的測量位置，在選擇測量位置的過程中要以GPS 技術(shù)良好使用為主要目標。選擇在地域開闊、環(huán)境比較簡單的位置使用GPS 系統(tǒng)，這樣的位置可以使衛(wèi)星信號更好地進行接收，方便GPS 系統(tǒng)使用。一般情況下，測量位置的選擇要保證障礙物高度角不能大于15 度。另外，由于GPS 技術(shù)要接收和發(fā)送電子信號，所以在選擇測量位置的過程中也不應該選擇距離無限電發(fā)射位置較近的區(qū)域，這樣防止GPS 系統(tǒng)在工作的過程中受到其他外界電磁波的干擾。一般情況，應該保證GPS 測量位置與最近電信號設(shè)備位置保持在300 米以上的距離。

其次，GPS 技術(shù)也可以應用到建筑工程施工放樣的階段。施工放樣階段是建筑工程施工測量中非常重要的組成部分。而傳統(tǒng)的施工放樣工作非常復雜、緩慢，影響到了建筑工程施工放樣的效率。而應用到新型的GPS 技術(shù)能夠有效地提升工程施工放樣的效率，提升施工放樣的精準性。

最后，在建筑工程測量工作中，使用GPS 技術(shù)之后要對測量數(shù)據(jù)進行有效的保存，將GPS 技術(shù)初始數(shù)據(jù)、使用時間和測量數(shù)據(jù)等進行分類保存，在使用的過程中可以充分的利用。

3.2 GPS 技術(shù)應用在公路工程測量中

GPS 技術(shù)還可以應用到公路工程測量工作中。隨著國家經(jīng)濟的發(fā)展，中國的公路建設(shè)也隨之發(fā)展，城市公路、國家公路、高速公路等，公路形式多種多樣，公路質(zhì)量要求也越來越高。所以，更要求公路施工過程中要有精準的測量。而在公路工程中，GPS 技術(shù)可以有效地提高工程測量的精準性。通過GPS 技術(shù)的應用可以加強公路設(shè)計監(jiān)控網(wǎng)，使用動態(tài)處理以及靜態(tài)處理兩種方法進行公路測量工作，從而提高公路工程測量的施工質(zhì)量。

3.3 GPS 技術(shù)應用在礦山工程測量中

在工業(yè)發(fā)展和經(jīng)濟建設(shè)的過程中，離不開礦產(chǎn)資源的開發(fā)和使用，而對于礦山工程而言，測量工作也十分重要。通過對GPS 技術(shù)的使用能夠在礦山工程施工之前對礦山地質(zhì)進行測量，也可以通過GPS 技術(shù)做好坐標放樣工作，利用GPS技術(shù)可以提高礦山工程測量工作的精準性。

4 影響GPS 技術(shù)在工程測量中精度的主要因素

4.1 內(nèi)部因素

GPS 技術(shù)由地面控制部分、空間部分以及使用者三部分組成，三部分由很多相關(guān)設(shè)備共同組成。GPS 技術(shù)的技術(shù)使用和設(shè)備工作都是非常復雜的過程。導致GPS 系統(tǒng)內(nèi)部的因素對于GPS 測量功能的精準性影響很大，通過分析總結(jié)發(fā)現(xiàn)，影響到GPS 技術(shù)測量工作精準性的主要內(nèi)部因素有以下三個方面；第一，GPS 技術(shù)衛(wèi)星對測量工作的精準性產(chǎn)生了影響。在GPS 系統(tǒng)進行工作的過程中，衛(wèi)星定位工作對于GPS 測量有非常關(guān)鍵的作用，所有的測量數(shù)據(jù)都要通過衛(wèi)星傳遞給使用者，而在衛(wèi)星工作過程中很可能會由于衛(wèi)星星歷測量結(jié)果導致異常，星歷測量結(jié)果與實際測量有出入，這樣就會使使用者的測量數(shù)據(jù)精準性出現(xiàn)誤差。第二，地面控制部分的接受裝置也會對GPS 技術(shù)測量精準性造成一定的影響。在GPS系統(tǒng)接受設(shè)備進行工作時，信號接受中心位置會受到信號強度和方向的影響產(chǎn)生變化，從而導致GPS 技術(shù)測量工作精度失準。第三，在GPS 技術(shù)進行工程測量時，衛(wèi)星信號傳播質(zhì)量也是影響測量精度度的因素之一。衛(wèi)星信號的傳播過程中要經(jīng)過大氣層、電離層等多種介質(zhì)，不同的介質(zhì)對與信號傳播有不同的影響，而這些介質(zhì)或多或少會影響到衛(wèi)星信號的質(zhì)量，影響到衛(wèi)星數(shù)據(jù)的精準性，從而造成測量數(shù)據(jù)差異[1]。

4.2 外部因素

GPS 技術(shù)的使用不僅受到自身內(nèi)部設(shè)備的影響，同時也會受到一些外部因素的影響。第一，測量位置的選擇。在工程測量工作中，測量位置的選擇十分關(guān)鍵。而使用GPS技術(shù)的過程中，也要合理的使用選擇測量和使用位置。但是，由于工程的復雜性特點，很多工程都要建設(shè)在環(huán)境惡劣的地區(qū)，如山區(qū)和峽谷地帶，在這些地區(qū)進行測量工作時，想找到開闊的地理位置非常不易，所以地理環(huán)境很容易造成GPS技術(shù)測量工作的精準度下降。第二，公共點幾何水準測量因素。在進行測量的過程中，公共幾何點水準測量將會影響到GPS 技術(shù)測量精準性。由于GPS 技術(shù)測量中對大地高程測量數(shù)據(jù)與公共幾何點測量數(shù)據(jù)產(chǎn)生差異，導致GPS 技術(shù)測量出現(xiàn)問題。最后，影響到GPS 工程測量精度的外部因素還有可能是操作人員使用實物、GPS 設(shè)備出現(xiàn)損壞或者參數(shù)不合理等現(xiàn)象[2]。

5 提高GPS 技術(shù)工程測量精度的有效辦法

GPS 技術(shù)在工作過程中受到內(nèi)部因素和外部因素等多方面的影響，導致工程測量出現(xiàn)偏差。所以，針對GPS 技術(shù)測量中影響精度的相關(guān)因素，可以采取以下措施提高GPS 技術(shù)工程測量精度：

首先，在GPS 技術(shù)使用過程中，要建立科學的高程擬合數(shù)學模型，高程擬合數(shù)學模型構(gòu)建的合理性，能夠有效地提升GPS 技術(shù)測量精度。在進行數(shù)學模型構(gòu)建的過程中，可以采用平面擬合方法以及二次曲面方法進行實際數(shù)學計算，采用兩種方法結(jié)合的計算方式，能夠讓GPS 技術(shù)高程擬合數(shù)學模型構(gòu)建更加合理，提升計算精準性，從而提升測量的有效精準性。

其次，針對接收設(shè)備因素問題，可以采用精度更高的GPS 系統(tǒng)接收裝置。更高精度的GPS 衛(wèi)星信號接收儀器，比傳統(tǒng)的接收裝置更加精準并且抗干擾性更強，在更多復雜的測量環(huán)境中可以使接受信號的質(zhì)量得到有效的提升，從而保證了接受設(shè)備數(shù)據(jù)的準確性，讓測量數(shù)據(jù)更準確[3]。

最后，還可以采用修正電離層誤差的方法，提升GPS 技術(shù)測量工作的精準度。在衛(wèi)星信號的傳輸過程中，要經(jīng)過大氣電離層、大氣電力層內(nèi)對于衛(wèi)星信號進行折射和反射，很大程度上降低了信號的質(zhì)量，使傳輸數(shù)據(jù)出現(xiàn)差異。所以，針對這一點問題可以采用以下三種方式進行解決：（1）可以采用多頻觀測的方法，使用這樣方法，是利用多種頻道不同的計算方法進行數(shù)據(jù)計算，通過對結(jié)果的統(tǒng)一處理而提高測量數(shù)據(jù)的精準性。（2）在進行GPS 技術(shù)測量中，要使用合理的電離層模型。進行電力層模型模擬計算，得到相應的數(shù)值，通過與實際數(shù)值進行對比分析，從而得到精準的結(jié)果。（3）可以使用同步觀察法進行測量。在進行測量工作中，利用不同的GPS 設(shè)備進行測量工作，分別將每個GPS 設(shè)備的測量數(shù)據(jù)進行科學對比，并通過最后的計算和分析得到最精準的結(jié)果。

6 結(jié)語

GPS 技術(shù)是現(xiàn)代最先進的現(xiàn)代化技術(shù)，在工程測量當中的應用可以有效地提高工程測量的精準性。而針對影響GPS技術(shù)測量精準性的因素，本文提出了合理構(gòu)建高程擬合數(shù)學模型、使用高精度設(shè)備以及修正電力層誤差三種方法提高測量精準性，希望能夠?qū)PS 在工程測量當中的精準性提高有所幫助。