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摘要：GPS 技术在测绘行业深入最早，也是精度最高的应用领域。发展至今，定位技术从载波相位相对测量定位技术到差分定位技术、再到广域差分定位技术，其定位精度己达厘米级甚至毫米级，作业方式也从原来的静态测量到目前的实时动态测量技术，从而大大提高了作业效率。本文结合工程实例探讨了PS 测量技术在工程测量中的具体应用。
关键词：GPS工程测量具体应用
中图分类号：P228.4 文献标识码：A 文章编号：
GPS的出现给测绘领域带来了根本性的变革, 具体表现: 在大地测量方面, GPS定位技术以其精度高、速度快、费用省、操作简便等优良特性被广泛应用于大地控制测量中。时至今日, 可以说GPS 定位技术已完全取代了用常规测角、测距手段建立的大地控制网。一般将应用GPS 卫星定位技术建立的控制网叫GPS 网。归纳起来大致可以将GPS网分为两大类: 一类是全球或全国性的高精度GPS 网,这类GPS网中相邻点的距离在数百公里至上万公里, 其主要任务是作为全球高精度坐标框架或全国高精度坐标框架,为全球性地球动力学和空间科学方面的科学研究工作服务,或用以研究地区性的板块运动或地壳形变规律等问题。另一类是区域性的GPS网, 包括GPS 城市网、矿区网和工程网等, 这类网中的相邻点间的距离为几公里至几十公里,其主要任务是直接为国民经济建设服务。
在工程测量领域, GPS定位技术正在日益发挥其巨大作用。如, 利用GPS可进行各级工程控制网的测量、GPS用于精密工程测量和工程变形监测、利用GPS 进行机载航空摄影测量、利用RTK 技术进行点位的测设等。在灾害监测领域, GPS 可用于地震活跃区的地震监测、大坝监测、油田下沉、地表移动和沉降监测等, 此外还可用来测定极移和地球板块的运动。
一、GPS 測量技术在工程测量中的具体应用
1、 GPS 定位技术在工程测量中的应用
在工程测量过程中使用GPS 定位技术，主要是把数学中的几何原理与物理学科中的原理进行完美结合，同时使用GPS系统中分布在空间的各个卫星进行遥感测量，然后将测量的数据传递到地面的接收设备，并在接收设备内进行处理，从而实现对测绘工程相关数据的多角度定位测量。现阶段，世界各国在工程测绘过程中使用的GPS 测量技术主要包括两大类，即静态相对定位、实时相对定位。静态相对定位操作起来相对简单，一般只需使用数台地面接收设备，并将地面接收设备按照测量规程排成一条或者多条基线，然后进行同步观测，观测时间通常在45 分钟左右。测量结束后，测量结果交由专业技术人员进行处理。实时动态相对定位的基本依据是载波相对观测量。在测量工作进行时，通常要求选取点位相当精确的控制点，并将这些控制点作为整个测量工作过程中的控制基站，然后使用一台或者数台地面接收装置连续接收来自于不同角度的实时动态数据。
在测量过程中，一台地面接收装置必须同时完成对4 颗卫星传输过来的数据才可以进行三维定位。如果实时定位的精度较高，达到实时厘米级的定位精度，那么就需要同时完成对5 颗卫星传输过来的数据。从理论上来讲，在水平角达到1O度或者10 度以上，一般都能接收7 颗卫星传输过来的数据，但是，如果在观测点的周围有高大的障碍物，那么能接收到数据的卫星数目相对就会减少，这样就造成地面接收设备的定位困难。在这种情况下，为了提高测量的精度就必须和惯性导航技术配合使用。
2、虚拟现实技术在工程测量中的应用
传统的测量最大的缺点就是耗费的物力人力太大，并且测绘地区常常是地形比较复杂的地区，这样就会经常发生安全事故。而使用GPS 虚拟现实技术进行工程测量就极大地避免了类似事件的发生。不但这样。GPS 虚拟现实技术还具有逼真和交互作用等优点，极大地方便了在地形复杂地区的工程测绘。
使用GPS 虚拟现实技术可以在计算机上建立一系列的三维图像。并且能够通过三维图像完整地展示工程测绘过程中的全部过程，还可以对测绘过程中需要注意的重点测量项目、测量过程中的安全问题做出提示，从而既解决了测量中重点项目把握的问题，同时避免了安全事故的发生。
在工程测绘的过程中。经常会出现测量技术出现问题导致测绘失败的现象，这样就会浪费大量的人力物力，为了避免这种现象的发生，就需要在测量前建立模型进行测量过程的模拟分析。建立模型进行分析可以增大测量方案的可操作性。增强其技术性和安全性。现在，在矿山、矿井等工程的测绘过程中． 使用GPS 虚拟现实技术已经成为不可或缺的一个环节，通过使用CPS 虚拟现实技术，可以快速及时地查找测量方案中的问题，并及时进行纠正，从而使测绘方案更加完整、安全有效，在保证测绘精准度的同时，避免重大事故的发生。
3、测量过程中临时水准点涉及问题的处理
在工程测量过程中，常常进行水准测量，在传统的测量方式中，对于水准点的距离得出的一般距离都相当大。这种现象发生的主要原因是由于在设计过程中预算不严密或者实地考察实物造成的。一般来讲，设计单位涉及的水准点大约距离为500—1000 米． 这样的设计方式使测量非常不方便。而使用GPS 进行测量则避免了这个问题。使用GPS 进行水准点的确定与测量同样是使用GPS 接收装置接收并采集GPS 卫星信号，其操作过程主要包括设备的安装、接收数据和观测记录等。在外业观测过程中，首先必须制定详细的测量计划，然后严格按照技术标准实施计划，这样不但能保证外业观测正常进行，还能确保测量结果的精准度，同时大大提高了工作的效率。例如: 在对于大型公路工程进行测绘工作的进程中，首先必须在制定相关测量计划的基础上进行测量，为保证测量的精准度，测量技术人员要认真分析卫星同步图片，对整个公路工程进行全面分析，特别是对于路基的高度进行认真分析和比对。为了保证测量的精准度，测量人员还要在严格分析施工地区的地形地貌特征的基础上，考虑增加施工临时水准基本点，并且保持施工临时水准基本点沿公路建设的路线方向进行布置。为了保证测量时不出现问题，施工临时水准点通常可以设置在公路沿线的房基或者机井台等相对坚固的地方，如果没有较好的地方进行选择，就需要技术人员自己埋设。在测量过程中，还要认真对每一个加密水准点的位置做认真翔实的记录。
二、应用实例
1、工程概况
某一工程占地位于城郊，占地66.7hm2，其中山地的面积便占到了总面积的三分之二，通视较困难，再加上地形复杂，山上林木浓郁，山地的最高处也达到了90m。该工程计划建造一个集娱乐、休闲、度假等多功能于一体的综合项目。由于工程的地形较为复杂，通视程度困难、地形起伏较大，因此，决定使用GPS 技术进行工程测量。
2、GPS 测量的技术设计
（1）设计依据。国家建设部在1997 年和1999 年先后颁布了行业标准《全球定位系统城市测量技术规程》、《城市测量规范》。采用GPS 技术进行工程测量，就必须严格按照这两个行业标准进行。
（2）设计精度。通过现场的考察，决定使用工程二级GPS网作为测区的首级控制网。要求平均边长小于lkm，则最弱边相对中误差小于1 ／ 10000，GPS接收机标称精度的固定误差a≤15mm，比例误差系数b≤20×10-6。
（3）设计基准和网形。使用GPS 网作为首级控制网，采用3 台GPS 接收机进行观测，形成边连式，形成的控制网有12 个点，其中联测已知的平面控制点有两个(112，113)，高程控制点有5 个(112，113，105，109，110)。
（4）观测计划。根据GPS 卫星的几何图形强度和可见的预报图，经过分析，选择合适的观测时段，并根据观测的结果，编排作业的整体调度表。
3、GPS 测量的外业实施
（1）选点。GPS 测量测站点之间不要求一定通视，图形结构也较为灵活，因此，点位选择较为随意、方便。但是考虑到GPS测量的特殊性，就要特别注意选点对后续测量造成的影响。
（2）观测。根据GPS 作业调度表的安排进行观测，采取静态相对定位，卫星高度角为15o，时段长度为45min，采样间隔为10s。在3 个点上分别同时安置3 台接收机天线(对中、整平、定向)，量取天线高，进行气象数据的测量。
4、GPS 测量的数据处理
GPS 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GPS 控制点的三维坐标系，其各项精度指标符合技术设计要求。
参考文献：
[1]魏二虎, 黄劲松. GPS 测量操作与数据处理. 武汉大学出版社.
[2]王念龙.浅谈GPS 技术在工程测量中的应用[J].现代企业文化,2009（29）.
关键词：GPS工程测量具体应用
中图分类号：P228.4 文献标识码：A 文章编号：
GPS的出现给测绘领域带来了根本性的变革, 具体表现: 在大地测量方面, GPS定位技术以其精度高、速度快、费用省、操作简便等优良特性被广泛应用于大地控制测量中。时至今日, 可以说GPS 定位技术已完全取代了用常规测角、测距手段建立的大地控制网。一般将应用GPS 卫星定位技术建立的控制网叫GPS 网。归纳起来大致可以将GPS网分为两大类: 一类是全球或全国性的高精度GPS 网,这类GPS网中相邻点的距离在数百公里至上万公里, 其主要任务是作为全球高精度坐标框架或全国高精度坐标框架,为全球性地球动力学和空间科学方面的科学研究工作服务,或用以研究地区性的板块运动或地壳形变规律等问题。另一类是区域性的GPS网, 包括GPS 城市网、矿区网和工程网等, 这类网中的相邻点间的距离为几公里至几十公里,其主要任务是直接为国民经济建设服务。
在工程测量领域, GPS定位技术正在日益发挥其巨大作用。如, 利用GPS可进行各级工程控制网的测量、GPS用于精密工程测量和工程变形监测、利用GPS 进行机载航空摄影测量、利用RTK 技术进行点位的测设等。在灾害监测领域, GPS 可用于地震活跃区的地震监测、大坝监测、油田下沉、地表移动和沉降监测等, 此外还可用来测定极移和地球板块的运动。
一、GPS 測量技术在工程测量中的具体应用
1、 GPS 定位技术在工程测量中的应用
在工程测量过程中使用GPS 定位技术，主要是把数学中的几何原理与物理学科中的原理进行完美结合，同时使用GPS系统中分布在空间的各个卫星进行遥感测量，然后将测量的数据传递到地面的接收设备，并在接收设备内进行处理，从而实现对测绘工程相关数据的多角度定位测量。现阶段，世界各国在工程测绘过程中使用的GPS 测量技术主要包括两大类，即静态相对定位、实时相对定位。静态相对定位操作起来相对简单，一般只需使用数台地面接收设备，并将地面接收设备按照测量规程排成一条或者多条基线，然后进行同步观测，观测时间通常在45 分钟左右。测量结束后，测量结果交由专业技术人员进行处理。实时动态相对定位的基本依据是载波相对观测量。在测量工作进行时，通常要求选取点位相当精确的控制点，并将这些控制点作为整个测量工作过程中的控制基站，然后使用一台或者数台地面接收装置连续接收来自于不同角度的实时动态数据。
在测量过程中，一台地面接收装置必须同时完成对4 颗卫星传输过来的数据才可以进行三维定位。如果实时定位的精度较高，达到实时厘米级的定位精度，那么就需要同时完成对5 颗卫星传输过来的数据。从理论上来讲，在水平角达到1O度或者10 度以上，一般都能接收7 颗卫星传输过来的数据，但是，如果在观测点的周围有高大的障碍物，那么能接收到数据的卫星数目相对就会减少，这样就造成地面接收设备的定位困难。在这种情况下，为了提高测量的精度就必须和惯性导航技术配合使用。
2、虚拟现实技术在工程测量中的应用
传统的测量最大的缺点就是耗费的物力人力太大，并且测绘地区常常是地形比较复杂的地区，这样就会经常发生安全事故。而使用GPS 虚拟现实技术进行工程测量就极大地避免了类似事件的发生。不但这样。GPS 虚拟现实技术还具有逼真和交互作用等优点，极大地方便了在地形复杂地区的工程测绘。
使用GPS 虚拟现实技术可以在计算机上建立一系列的三维图像。并且能够通过三维图像完整地展示工程测绘过程中的全部过程，还可以对测绘过程中需要注意的重点测量项目、测量过程中的安全问题做出提示，从而既解决了测量中重点项目把握的问题，同时避免了安全事故的发生。
在工程测绘的过程中。经常会出现测量技术出现问题导致测绘失败的现象，这样就会浪费大量的人力物力，为了避免这种现象的发生，就需要在测量前建立模型进行测量过程的模拟分析。建立模型进行分析可以增大测量方案的可操作性。增强其技术性和安全性。现在，在矿山、矿井等工程的测绘过程中． 使用GPS 虚拟现实技术已经成为不可或缺的一个环节，通过使用CPS 虚拟现实技术，可以快速及时地查找测量方案中的问题，并及时进行纠正，从而使测绘方案更加完整、安全有效，在保证测绘精准度的同时，避免重大事故的发生。
3、测量过程中临时水准点涉及问题的处理
在工程测量过程中，常常进行水准测量，在传统的测量方式中，对于水准点的距离得出的一般距离都相当大。这种现象发生的主要原因是由于在设计过程中预算不严密或者实地考察实物造成的。一般来讲，设计单位涉及的水准点大约距离为500—1000 米． 这样的设计方式使测量非常不方便。而使用GPS 进行测量则避免了这个问题。使用GPS 进行水准点的确定与测量同样是使用GPS 接收装置接收并采集GPS 卫星信号，其操作过程主要包括设备的安装、接收数据和观测记录等。在外业观测过程中，首先必须制定详细的测量计划，然后严格按照技术标准实施计划，这样不但能保证外业观测正常进行，还能确保测量结果的精准度，同时大大提高了工作的效率。例如: 在对于大型公路工程进行测绘工作的进程中，首先必须在制定相关测量计划的基础上进行测量，为保证测量的精准度，测量技术人员要认真分析卫星同步图片，对整个公路工程进行全面分析，特别是对于路基的高度进行认真分析和比对。为了保证测量的精准度，测量人员还要在严格分析施工地区的地形地貌特征的基础上，考虑增加施工临时水准基本点，并且保持施工临时水准基本点沿公路建设的路线方向进行布置。为了保证测量时不出现问题，施工临时水准点通常可以设置在公路沿线的房基或者机井台等相对坚固的地方，如果没有较好的地方进行选择，就需要技术人员自己埋设。在测量过程中，还要认真对每一个加密水准点的位置做认真翔实的记录。
二、应用实例
1、工程概况
某一工程占地位于城郊，占地66.7hm2，其中山地的面积便占到了总面积的三分之二，通视较困难，再加上地形复杂，山上林木浓郁，山地的最高处也达到了90m。该工程计划建造一个集娱乐、休闲、度假等多功能于一体的综合项目。由于工程的地形较为复杂，通视程度困难、地形起伏较大，因此，决定使用GPS 技术进行工程测量。
2、GPS 测量的技术设计
（1）设计依据。国家建设部在1997 年和1999 年先后颁布了行业标准《全球定位系统城市测量技术规程》、《城市测量规范》。采用GPS 技术进行工程测量，就必须严格按照这两个行业标准进行。
（2）设计精度。通过现场的考察，决定使用工程二级GPS网作为测区的首级控制网。要求平均边长小于lkm，则最弱边相对中误差小于1 ／ 10000，GPS接收机标称精度的固定误差a≤15mm，比例误差系数b≤20×10-6。
（3）设计基准和网形。使用GPS 网作为首级控制网，采用3 台GPS 接收机进行观测，形成边连式，形成的控制网有12 个点，其中联测已知的平面控制点有两个(112，113)，高程控制点有5 个(112，113，105，109，110)。
（4）观测计划。根据GPS 卫星的几何图形强度和可见的预报图，经过分析，选择合适的观测时段，并根据观测的结果，编排作业的整体调度表。
3、GPS 测量的外业实施
（1）选点。GPS 测量测站点之间不要求一定通视，图形结构也较为灵活，因此，点位选择较为随意、方便。但是考虑到GPS测量的特殊性，就要特别注意选点对后续测量造成的影响。
（2）观测。根据GPS 作业调度表的安排进行观测，采取静态相对定位，卫星高度角为15o，时段长度为45min，采样间隔为10s。在3 个点上分别同时安置3 台接收机天线(对中、整平、定向)，量取天线高，进行气象数据的测量。
4、GPS 测量的数据处理
GPS 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GPS 控制点的三维坐标系，其各项精度指标符合技术设计要求。
参考文献：
[1]魏二虎, 黄劲松. GPS 测量操作与数据处理. 武汉大学出版社.
[2]王念龙.浅谈GPS 技术在工程测量中的应用[J].现代企业文化,2009（29）.