利用GPS进行工程点放样的体会

[摘 要] 本文主要介绍利用GPS在工程测量中进行点放样，对测量结果进行精度分析。通过本文的论述帮助我们认识如何使用GPS进行工程测量，并为GPS在工程测量的可行性进行了论证，拓展了GPS在测量领域的应用范围。

[关键词] GPS；工程放样；点放样

1.GPS应用于工程放样分析

为了论证GPS用于点放样，我们制定了如下方案：首先用GPS进行点的放样，并且放样点的数量较多，在放样完后，用高精度的全站仪对放样点进行测量，并把全站仪测量的值看作为放样点的真值，这样我们对点坐标的设计值与全站仪的实际测量值进行对比并进行精度分析，由于放样点较多，我们可以把这些点的点位中误差作为GPS放样的点位中误差，并与《工程测量规范》的规定中误差进行比较，看GPS的放样点位精度能否达到要求。

在传统的工程放样方法中，必须求出设计图中的放样点或线相对于控制网或原有建筑的相互关系，即求出其间的角度及间距和高程，计算工作较为复杂。

如果采用GPS技术放样时，仅需把设计好的点位坐标输人到电子手簿中，拿着GPS接收机，它会提醒你走到要放样点的位置，既迅速又方便，由于GPS是通过坐标来直接放样的，而且精度很高也很均匀，因而在外业放样中效率会大大提高，且只需一个人操作。它具有作业简便、直观、高效等诸多优点。

2.利用GPS进行工程点放样

建筑物的形状和大小是通过其特征点在实地上表示出来的。如建筑物的中心、四个角点、转折点等。因此点放样是建筑物和构筑物放样的基础。用GPS进行点位放样同传统放样一样，需要两个以上的控制点，但不同的是传统的方法是通过距离或方向来放样定点，或用全站仪用两点定向后放样定点，而GPS是用2～3个控制点进行点校正，就可在无光学通视（电磁波通视）的条件下进行点位的放样，这是传统方法难以实现的。

2.1 点放样工程实例

(1)测前准备：获取2～3个控制点的坐标，解算或用相关软件求出放样点的坐标，检查仪器是否能正常使用。

(2)站的架设：将基准站架设在较空旷的地方（附近无高大建筑物或高压电线等）架设完后安装电台，连接好仪器后开启基准站主机，打开电台并设置频率。

(3)建立新工程：开启移动站主机，待卫星信号稳定并达到5颗以上卫星时，先连接蓝牙，连接成功后设置相关参数：工程名称、椭球系名称、投影参数设置。

(4)输入放样点：打开坐标库，在此我们可以输入编辑放样点，也可以点击打开放样点文件，软件会提示我们是对坐标库进行覆盖或是追加。

(5)测量校正：利用控制点坐标库(即计算校正参数的一个工具)的做法大致是这样的:假设我们利用A,B这两个已知点来求校正参数，那么我们必须记录下A,B这两个点的原始坐标，先在控制点坐标库中输入A点的已知坐标之后软件会提示你输入A点的原始坐标，然后再输入B点的已知坐标和B点的原始坐标，这样就计算出了校正参数。

(6)放样点：选择测量 点放样。本次工程点的设计坐标值见表2.1。

表2.1 点放样设计坐标

点号 X Y

1 207855.346 300511.643

2 207859.553 300520.715

3 207863.760 300529.787

4 207867.967 300538.859

5 207872.174 300547.930

6 207876.381 300557.002

7 207880.588 300566.074

8 207884.796 300575.146

9 207889.003 300584.218

10 207893.210 300593.290

2.2 点放样的精度分析

放样完毕后，为了检验用GPS放样点的精度。我们制定如下方案：对放样点进行精确测量。点的设计坐标值用X，Y表示，全站仪实际测量值用X1，Y1表示，坐标差值用x1，y1表示；详细数据见表2.2。

表2.2 点放样设计值与检验值比较

点号 X (m) Y(m) X1(m) Y1(m) x1(cm) y1 (cm) 点位误差

(cm)

1 207855.346 300511.643 207855.332 300511.673 1.4 -3 3.3

2 207859.553 300520.715 207859.561 300520.693 -0.8 2.2 2.3

3 207863.760 300529.787 207863.742 300529.816 1.8 -2.9 3.4

4 207867.967 300538.859 207867.948 300538.885 1.9 -2.6 3.2

5 207872.174 300547.930 207872.184 300547.940 -1 -1 1.4

6 207876.381 300557.002 207876.379 300557.006 0.2 -0.4 0.4

7 207880.588 300566.074 207880.603 300566.067 -1.5 0.7 1.7

8 207884.796 300575.146 207884.785 300575.156 1.1 -1 1.5

9 207889.003 300584.218 207889.018 300584.218 -1.5 0 1.5

10 207893.210 300593.290 207893.195 300593.312 1.5 -2.2 2.7

以全站仪所测定的坐标值为真值，那么两种方法所测得的坐标的差值即可认为是GPS测量的误差。根据《工程测量规范》点位误差

（1）GPS测量结果与全站仪测量结果互差均在厘米级，其中互差最大为3.4cm ,最小为0.4cm。

（2）统计数据表明:若以全站仪测量结果为准，可以认为GPS测量结果的点位精度达到厘米级，需要指出的是各点位之间不存在误差累计，克服了传统测量技术的弊端，完全能满足点的测设精度要求。

（3）但本次检验的结果是在全站仪测量误差忽略不计的情况下进行对比分析的，如果考虑到全站仪的误差，放样点有可能出现误差大于5cm的情况，对于这样的点误差，误差的原因可能是GPS系统自身的误差，也可能是测量环境对GPS的影响产生的误差，或许也是我们自身操作的不正确造成的，但最有可能的原因就是放样时存在测量环境影响中的“多路径误差”或“信号干扰误差”。

（4）对于上述误差超限的点，我们可以根据误差的原因，采取措施来消除或减小误差，如：改变基准站的位置，选择地形开阔的地点，远离无线电发射源、雷达装置、高压电线等，或采用有削弱多路径误差的各种技术的天线等。

3.结论

应用GPS技术，使得工程放样精度和作业效率达到最佳的融合。GPS技术己经在测量和工程界产生了重大变革，带来了空前的高效率。随着GPS测量技术的发展，它作为一种全新的测量手段逐步得到广泛的应用。

参考文献：

[1] 徐绍铨，张华海，杨志强.GPS测量原理及应用[M]. 武汉：武汉大学出版社，2003.

[2]李永胜.GPS-GPS简介及在公路测量中的应用[J].北京测绘.2005，1(5).

[3]李长春，李爱国.GPS在地籍测量中用于图根控制的研究[J].焦作工学院学报，2004,5(3).

[4]汪胜国.地籍测量中的GPS技术和其他技术[J].岩土工程技术，2004,4(10).