GPS定位技术在城市测量中的应用

摘 要：随着信息计算机科学技术的飞速发展。测绘技术也在不断提高，GPS全球定位技术以其精度高、效率高、能全天24小时观测以及不受空间通视条件限制等特征在城市测量领域获得了非常广泛的应用，本文主要研究对象便是GPS定位系统组成以及GPS定位系统在城市测量中的应用。

关 键 词：GPS；城市测量；定位；RTK

中图分类号：P228.4 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2014） 12-0000-01

随着信息科学技术的不断发展，测绘科学技术也获得了前所未有的发展空间，技术的不断革新也在带动着测绘技术的不断创新以及突破，传统的测绘技术已经无法满足现阶段测绘的需求，需求的不断变更，也使得测绘技术正在向着技术层面更高的以立体作为特征的测绘科学技术体系转变[1]。新测绘技术的应用一定程度上从技术上、效率上以及设备性能上都得到了提升。GPS（Global Positioning System，全球卫星定位系统）的带来，为新时期的测绘技术指明了方向，同时也使得一些传统测绘技术所存在的技术瓶颈也得到了对应的解决方案。GPS全球定位系统利用其独特的技术优势，使得测绘数据可以全天候的进行采集，此外还解决了空间技术等关键问题。

一、GPS定位系统组成

（一）空间部分

GPS定位系统的空间部分也可以理解为太空部分，其主要构成是24颗技术先进的GPS工作卫星，24颗GPS工作卫星形成了一个环绕地球的空间卫星星座[2]，每颗卫星的倾角为55°，这24颗卫星中的3颗是活动的备用卫星，而其余的21颗则可以用于GPS导航。卫星的运行周期约为12恒星时，而每个GPS工作卫星都可以发出在导航定位中应用到的信号。GPS用户部分则主要是利用这些信号数据进行工作，因此，GPS定位系统中的空间部分的主要功能是不断的将导航电文信号发送出去。

（二）控制部分

GPS定位系统的控制部分可以理解为一套完善的监控系统，该监控系统是有跟踪站组成的，跟踪站分布在全球的固定地点。这些众多的、分布广泛的跟踪站按照作用的不同又被划分为主控站、监控站和注入站三个部分。其中主控站是接收到GPS卫星发射的数据，对接收到的数据信息进行计算处理，得到卫星的星历以及卫星钟的改正参数等等，并且把计算出来的数据借助注入站注入到卫星中。

监控站是另外一类跟踪站，主要构成包括GPS用户接收机、原子钟、、传感器（主要用于收集一些当地的数据信息）以及用户数据初步处理的先进的计算机等。监控站的主要作用是获取得到卫星观测数据并将接收到的数据信息发送到主控站。注入站的主要功能是将计算机计算出来的卫星的星历以及卫星钟的改正参数数据信息等注入到卫星中。

（三）用户部分

GPS定位系统的用户部分又称之为地面接收部分，主要构成包括GPS接收机、数据处理软件及相应的用户设备如计算机气象仪器等所组成。其主要功能是随时接收GPS工作卫星所发送出来的信号，并用这些信号进行解析利用，为用户提供一系列的定位导航等工作。

二、GPS测量在城市中的应用

（一）测量控制

技术的不断发展以及进步，也使得城市管线建设网络也变得异常复杂，目前城市的控制网络存在着精度需要高、控制区域大、使用频率较高等特征，而城市的一级、二级以及三级导线基本上都存在于地面。伴随着人们物质生活水平的不断提高，城市建设也变得更加繁荣、更加复杂，加剧了工程测量的难度，一定程度上影响了城市工程建设的进度，如何快速准确的提供控制点将直接影响到城市建设工作的效率。传统的测量方案比如导线测量要求点间通视，测量起来耗费工费时，并且造成测量经度非常的不均匀[3]。GPS技术的出现解决了这个难题，利用GPS静态测量便可以解决此类问题，因此GPS静态测量并不需要通视，并且具备极高的精度。但是缺点是不能实时的知道确切的定位结果，测量之后需要进行一定的计算，如果计算数据出现任何偏差则必须进行返工重新测量。 GPS全球定位系统再加上RTK技术在测量控制中的应用能够从作业精度以及作业效率上得到非常明显的改善。

（二）规划道路中线放线

中线放样工作是城市建设测绘中必不可少的测量，先进的RTK测量技术则在市政道路的中线放样工作中发挥着巨大的作用，一个人便可以顺利的完成放样工作，工作人员仅仅需要将线路参数准确的录入RTK的外业控制器，便可以成功实现放样工作。

（三）用地测量

用地测量也是城市建设测量中必不可少的测量之一，需要对建设用地进行精确的勘测定界测量，GPS与RTK技术的结合可以快速的实时的测定界址点坐标，进而确定建设土地的使用界限以及范围等，此外还可以快速的计算出土地面积，在进行土地分类以及权属关系调查的时候也可以应用，并且能够提升测量的精度以及速度。

（四）变形监测

变形监测是城市测量中的又一大应用领域，具体指的是借助一些技术可以监测大桥、高层大楼、水坝等构筑物或者建筑物等的位移、地基沉降以及倾斜度等。监测存在着诸多的难点，比如监测目标尺寸巨大、条件复杂、对监测技术要求高等。传统的测量技术主要是三角测量方法去监测倾斜度以及建筑物等的位移，而地基沉降则用水准测量方案，测量难度大，精度不够。但是GPS全球定位系统的出现，为这些测量带来了全新的技术方案，不仅可以脱离环境的限制，还可以提供全自动的监测模式，在提高监测精度的同时，大大的提升了监测效率。

三、结束语

随着城市化建设的脚步不断加快，城市测量也变得越来越重要，GPS全球定位系统也在城市测量中发挥着举足轻重的作用，GPS以其省工时费、精度高、操作简单以及速度高等特点已经在城市测量中获得了非常广泛的应用，已经逐渐渗透到地籍测量、勘界测量、工程测量等多个重要领域。随着城市建设规模的加大，GPS全球定位系统必将在城市测量中发挥出更大的作用。

参考文献：

[1]杨荫奎，李景卫，周光永.GPS RTK控制测量在地籍测量中的应用[J].山东冶金，2005（03）.

[2]王良民，李保平.全球定位系统在控制测量中的应用研究[J].科技资讯，2009（07）.

[3]郭建平，曲金章.GPS在土地测绘中的应用及前景[J].三晋测绘，2003（03）：46-48.

[作者简介]陆泳舟（1984-），男，山东郯城人，助理工程师，本科，主要研究方向：遥感卫星图像处理。