基于工程控制测量的全球定位系统技术应用探讨

【摘 要】伴随着社会经济的不断发展，全球定位系统技术在我国各个领域的应用越来越广泛，特别是在工程建设中全球定位系统技术发挥了十分重要的作用。本文在概述全球定位系统技术、分析全球定位系统技术的原理与优势特点基础上，重点探讨了全球定位系统技术在工程测量中的应用。

【关键词】测量分析 全球定位系统 数据处理 原理特点 外业处理

全球定位系统系统主要是以卫星作为基础，具有全天候、全能型以及全球性等一些特点，能够实时连续的为客户提供定位功能和三维导航，同时也有着比较好的抗干扰的功能。所以全球定位系统目前在全球各地的都得到了比较好的应用，为促进社会经济的建设和发展发挥了十分重要的作用。目前全球定位系统技术在城市测绘、工程测量等方面也得到了比较好的应用。

一 全球定位系统测量技术原理及特点

1原理。全球定位系统系统是一种采用距离交会法的卫星导航定位系统。在需要的位置点架设全球定位系统接收机，在某一时刻同时接收了三颗以上的全球定位系统卫星所发出的导航电文，通过一系列数据处理和计算可求得该时刻全球定位系统接收机至全球定位系统卫星的距离，同样通过接收卫星星历可获得该时刻这些卫星在空间的位置（三维坐标）。

2特点

1测站之间无需通视。全球定位系统工程测量对各个测站间的要求很简单，相互之间不需要通视，仅要注意测站的上部空间需开阔，以保障全球定位系统系统在接收卫星的信号时不扰。也正是由于这个特点为测量工程节省了大量的造标费用。

2定位精度高。一般的双频全球定位系统接收机基线解精度为5毫米+1ppm，红外仪的精度则为5毫米+5ppm，全球定位系统测量出的精度相当于红外仪的精度，但距离越长，全球定位系统测量的精度优势就越明显。在各种应用实践中证明，全球定位系统相对定位精度在50千米以内时，可以达到10-6，全球定位系统相对定位精度在100～500 千米时，可以达到10-7，全球定位系统相对定位精度在1000千米时，可以达到10-9。而在300～1500 米的工程精密定位测量过程中，1小时以上观测的解，其平面位置误差小于1毫米，与米E-5000电磁波测距仪测定的边长比较，其边长较差最大为0.5毫米，校差中误差为0.3毫米;

3观测时间短。在布设全球定位系统控制网时，各个测站的观测时间大概是30～40 分钟，如果应用快速静态定位方法，其观测的时间会更短。若是应用实时动态差分法能在5秒内求得测点坐标;

4提供三维坐标。全球定位系统测量在精确测定观测站平面位置的同时，可以精确测定观测站的大地高程;

二全球定位系统在工程测量中的应用

1 全球定位系统测量的外业实施

1）选点全球定位系统测量测站点之间不要求一定通视，图形结构也比较灵活，因此，点位选择比较方便。但考虑全球定位系统测量的特殊性，并顾及后续测量，选点时应着重考虑：①每点最好与某一点通视，以便后续测量工作的使用;②点周围高度角15°以上不要有障碍物，以免信号被遮挡或吸收;③点位要远离大功率无线电发射源、高压电线等，以免电磁场对信号的干扰;④点位应选在视野开阔、交通方便、有利扩展、易于保存的地方，以便观测和日后使用;⑤选点结束后，按要求埋设标石，并填写点之记。

2）观测根据全球定位系统作业调度表的安排进行观测，采取静态相对定位，卫星高度角15°，时段长度45分钟，采样间隔10秒。在3个点上同时安置3台接收机天线（对中、整平、定向），量取天线高，测量气象数据，开机观察，当各项指标达到要求时，按接收机的提示输入相关数据，则接收机自动记录，观测者填写测量手簿。

2 全球定位系统测量的数据处理。全球定位系统网数据处理分为基线解算和网平差两个阶段，采用随机软件完成。经基线解算、质量检核、外业重测和网平差后，得到全球定位系统控制点的三维坐标，其各项精度指标符合技术设计要求。

三 全球定位系统技术在工程测量中的具体应用策略分析

1 全球定位系统技术在工程测量中的准动态测量分析。全球定位系统技术在工程测量中的准动态测量是指在一个已知的测站上安装一台全球定位系统接收机作为基准站，然后连续的对可见的卫星进行跟踪。这种测量方法主要的特点是要求移动站在搬站的过程中不能够失锁，同时需要先在已知点进行初始化，这种模式能够应用在开阔地区的控制测量、在线路测量和剖面的测量过程中也应用的十分广泛。值得注意的是这种测量方法需要在测量的时间段内有5颗以上的卫星提供观测，另外基准点和流动点之间的距离要保持在20千米以内，这样才可以获得比较好的效果。目前在工程测量中应用比较多的连续动态测量也属于准动态测量的范畴，该方法主要是在一个基准点安装接收机，然后对于所有可见的卫星进行跟踪，其特点是流动接收机在初始化之后可以实现连续的运动，依据指定的时间对数据进行间隔的自动记录。这种方法在实践中多用在测定剖面以及道路的中心线等，在工程测量中应用的也比较广泛。

2 全球定位系统技术在工程测量中的实时动态测量分析。全球定位系统技术在工程测量中的实时动态测量主要是指高精度的测量结果可以实时获得。应用这种模式主要是在一个已知的测站上架设全球定位系统的基准站接收机和数据链，同时对于可见的卫星进行实时的跟踪，同行通过数据链将数据发送给移动站。移动站在获得数据链所发来的数据之后，快速的进行数据的处理，从而获得移动站的高精度的位置信息。RTK技术全球定位系统在测量技术发展过程中的一个新的突破，主要的工作思路是将基准站的观测数据发送到移动站，而移动站接收机通过更加先进的在机处理的方法开展数据的处理，从而获得十分精确的测量数据，这种方法的精度在工程测量中可以达到2厘米左右，这极大的增强了工程测量的精度，是全球定位系统技术在工程测量领域的新发展，对于促进工程建设的顺利开展有着十分重要的现实意义。

3 全球定位系统技术在工程测量中的常规静态测量。全球定位系统技术在工程测量中的常规静态测量主要是应用两台或者是两台以上的全球定位系统接收机，一般是分别安装在基线的两端，同步感测4颗以上的卫星，每个时段依据测量的等级以及基线的长度观测45分钟以上的时间，在实际的应用过程中这种测量方法可以达到5毫米+1ppm的相对定位精度。常规的静态观测主要是应用在一些比较宏大的国家工程，比如对岛屿和大陆的联测，钻井的定位的等。

4 全球定位系统技术在工程测量中的快速静态测量。全球定位系统技术在工程测量中的快速静态测量是通过在已知的测站上安装一台全球定位系统接收机作为基准站，对于可见的卫星进行连续的跟踪。目前快速静态测量在工程测量以及地籍测量方面应用的也比较广泛。值得注意的是，应用这种方法进行测量，需要基准点和流动点之间的距离不超过20千米，另外还应当确保有5颗以上的卫星可进行观测。

四 总结

随着工程测量精度要求的提高，全球定位系统技术的应用也日益广泛，在传统测量仪器的弊端逐渐显现的今天，全球定位系统所具有的优势愈加明显。随着全球定位系统静态以及动态相对定位技术的日益成熟，相信未来的工程测量领域，全球定位系统技术必然是主导测量手段。

参考文献

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[2]刘和春.全球定位系统在公路工程控制测量中的应用[J].价值工程，2011（3）.？