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[摘要]随着信号分析、图像处理等技术的不断成熟，GPS技术在测量领域的应用越来越凸显优势，尤其在工程测量上。本文对GPS测量技术的系统特点、运行机理等加以介绍，并以此分析其在工程测量上的应用情况，从而对GPS技术有更深入的了解，为其未来发展提供参考。
[关键词]GPS技术 测量 工程 定位
[中图分类号] P258 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-6-173-1
全球定位系统（以下简称为GPS）技术，始源于美国军事活动应用，通过地球上空的通讯卫星及地面接收系统的使用实现无线电定位的功能，是当前用于定位导航的主要工具。依托于全天运行的卫星导航系统，GPS技术可覆盖全球范围，全天连续性地向地面提供定位信息，并可有效抵抗外界干扰，同时带有保密功能防止信息外泄。随着信号及图像处理技术的日益优化，GPS技术以其定位的准确性、可靠性等在工程测量上应用越来越突出，并在继续扩大其应用范围。
1 GPS测量技术介绍
1.1 GPS测量系统组成
一个完整的GPS系统主要包括有空间通讯卫星、卫星接收器以及监控设备等，实现其全球、连续定位功能。空间通信卫星为GPS系统提供卫星信息，其分布于地球上空的不同轨道中形成卫星群，以便于地面随时获取信号；卫星接收器及监控设备是供用户使用的部分，其主要负责将通讯卫星发送的信号进行接收及处理，得到用户能直观识别地导航及定位信息，满足用户对GPS的使用需求。
1.2 GPS工作机理
GPS测量技术主要是基于高轨测距，以待测点与空间通讯卫星的间距作为基础观测量，进而开展相关测量工作，通常使用伪距测量及载波相位测量方式。伪距测量主要是通过对接收到的卫星信号对观测站与通讯卫星间距进行计算测量，其结果存在较大偏差因而其应用较少；另一种载波相位测量方式则针对于卫星载波信号的传播途径确定其距离，其相比于伪距测量精度更高、应用更广。
1.3 GPS系统特点
通过空间卫星群及地面接收装置的联合使用，GPS测量技术具有定位精度高、全天不间断工作、操作简单方便、测量时间短等优点。因通讯卫星处于高空环境中，其观测视野不受地形地貌限制，因而可全方位地检测地面信息，因而保障其定位高精度，通常普通用双频GPS接收机的基线解精度可达5mm+1ppm；另外，依托于通讯卫星的高空优势及卫星群的分布，GPS测量技术在观测时亦不受天气及环境影响，可全天性观测，实时为用户更新信息；在操作上，GPS本身基本上实现自动化，操作人员仅需完成接收天线对准、开关设备管理及天线高测量等工作便可开展自动观测工作，接收到的数据通过相关处理软件处理便可得出被观测点的三维坐标值。
2 GPS测量技术在工程测量上的运用
因GPS测量技术可随时提供精确的三维坐标位置、三位速度及时间信息等数据，因而在工程测量上其应用也极为广泛，如石油开采、道路勘察、工程施工等领域，且目前取得显著成效。
2.1 GPS测量在工程上的技术运用
工程测量对GPS技术的应用主要从静态及动态功能出发，静态功能主要是利用地面上多台接收设备对待观测点同步进行观测，然后由专业人员对数据加以统计分析，而动态功能则是以精确度较高的控制点为基准，通过地面上安装的接收设备连续对卫星上的动态信号进行分析处理。其在精确度及运行效率上较静态测量更有优势。
2.2 GPS在工程测量上的技术应用注意事项
工程上GPS的应用首先是测站点位置的选择，其应优先考虑建在安装方便、视野较为开阔的位置，且视场内周围障碍物的高度应大于10°～15°，以防信号屏蔽；此外，测站点的选择应尽量避开大功率无线电发射基地、高压输电线等，以避免强电磁波对卫星信号进行干扰，从而保障信号在传输过程中的准确性；另外测站点应尽量处于交通方便、地基稳定处，从而便于与其他观测方法相配合使用，提高系统定位的精确度，并提高其使用效率。
2.3工程中GPS应用实例
2.3.1工程施工前水准点的确定
工程项目在开始施工前，工程人员需确定施工水准点位置，从而确保工程能正确施工。传统的水准点定标控制在0.1～0.5km范围，其精度较低，给施工造成的风险较大，而通过使用GPS测量技术，在通讯卫星的导航下可可靠确定工程水准点的选择，保障工程测量上的准确性。如在大型公路工程上的实地测量上应用GPS后，利用轨道卫星传送的数据及图像信息，对各路段上的路基高度予以分析，并结合各路段的地貌特征等确定其各自的施工水准点，从而保障整条公路带施工的可靠性。
2.3.2公路勘测中的应用
在公路勘测领域中应用GPS体现在多个方面，首先是利用GPS测量技术可建立精密的控制网，不仅便于对大型建筑物如隧道、桥梁等控制测量，还可对普通公路工程进行实时动态控制，提高其测量效率。
其次，GPS还可进行大比例尺地图绘制。由于多数公路段使用的是比例尺在1：1000及以下的带状地图，利用GPS动态测量技术在公路路段沿线碎步点位置短暂停留1到2分钟，便可获得其对应位置的高程及坐标信息，然后通过输入位置点的特征信息等并进行分析处理，便可得出带状碎步点的准确信息，再在相关绘图软件帮助下完成绘图工作，整个过程花费的时间明显降低，并大大减少了工程量。
此外，GPS测量技术还可应用于公路横断面测量，弥补传统使用的全站仪测量受通视条件限制的不足之处，不仅提高其测量精度，同时也省去测量的繁琐步骤，为工程测量带来便利。
3结束语
随着卫星研发技术的成熟及完善，GPS测量技术日渐凸显出其高精度三维坐标定位、全天不间断使用的优异性能，并在工程测量上得到极大的发展，其渐渐取代传统的实地测量方式，在有效地缩减测量上繁多的工作量的同时，提高了测量的精确度。在未来阶段，随着GPS测量技术在信号、图像处理等方面的不断优化，其将会向用户提供更为完善的定位、导航功能，并在在工程测量及其他领域中发挥重要重要。
参考文献
[1]董仲英.对GPS测量技术在工程测量中的应用要点的探析[J].科学中国人.2014（22）.
[2]叶积龙，张维宽.关于GPSRTK技术在地质工程测量中的应用分析[J].价值工程.2012（10）.
[3]王浩宇，郑旭.GPS测量技术及其在工程测量中的应用[J].黑龙江科技信息.2013（26）.
[关键词]GPS技术 测量 工程 定位
[中图分类号] P258 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-6-173-1
全球定位系统（以下简称为GPS）技术，始源于美国军事活动应用，通过地球上空的通讯卫星及地面接收系统的使用实现无线电定位的功能，是当前用于定位导航的主要工具。依托于全天运行的卫星导航系统，GPS技术可覆盖全球范围，全天连续性地向地面提供定位信息，并可有效抵抗外界干扰，同时带有保密功能防止信息外泄。随着信号及图像处理技术的日益优化，GPS技术以其定位的准确性、可靠性等在工程测量上应用越来越突出，并在继续扩大其应用范围。
1 GPS测量技术介绍
1.1 GPS测量系统组成
一个完整的GPS系统主要包括有空间通讯卫星、卫星接收器以及监控设备等，实现其全球、连续定位功能。空间通信卫星为GPS系统提供卫星信息，其分布于地球上空的不同轨道中形成卫星群，以便于地面随时获取信号；卫星接收器及监控设备是供用户使用的部分，其主要负责将通讯卫星发送的信号进行接收及处理，得到用户能直观识别地导航及定位信息，满足用户对GPS的使用需求。
1.2 GPS工作机理
GPS测量技术主要是基于高轨测距，以待测点与空间通讯卫星的间距作为基础观测量，进而开展相关测量工作，通常使用伪距测量及载波相位测量方式。伪距测量主要是通过对接收到的卫星信号对观测站与通讯卫星间距进行计算测量，其结果存在较大偏差因而其应用较少；另一种载波相位测量方式则针对于卫星载波信号的传播途径确定其距离，其相比于伪距测量精度更高、应用更广。
1.3 GPS系统特点
通过空间卫星群及地面接收装置的联合使用，GPS测量技术具有定位精度高、全天不间断工作、操作简单方便、测量时间短等优点。因通讯卫星处于高空环境中，其观测视野不受地形地貌限制，因而可全方位地检测地面信息，因而保障其定位高精度，通常普通用双频GPS接收机的基线解精度可达5mm+1ppm；另外，依托于通讯卫星的高空优势及卫星群的分布，GPS测量技术在观测时亦不受天气及环境影响，可全天性观测，实时为用户更新信息；在操作上，GPS本身基本上实现自动化，操作人员仅需完成接收天线对准、开关设备管理及天线高测量等工作便可开展自动观测工作，接收到的数据通过相关处理软件处理便可得出被观测点的三维坐标值。
2 GPS测量技术在工程测量上的运用
因GPS测量技术可随时提供精确的三维坐标位置、三位速度及时间信息等数据，因而在工程测量上其应用也极为广泛，如石油开采、道路勘察、工程施工等领域，且目前取得显著成效。
2.1 GPS测量在工程上的技术运用
工程测量对GPS技术的应用主要从静态及动态功能出发，静态功能主要是利用地面上多台接收设备对待观测点同步进行观测，然后由专业人员对数据加以统计分析，而动态功能则是以精确度较高的控制点为基准，通过地面上安装的接收设备连续对卫星上的动态信号进行分析处理。其在精确度及运行效率上较静态测量更有优势。
2.2 GPS在工程测量上的技术应用注意事项
工程上GPS的应用首先是测站点位置的选择，其应优先考虑建在安装方便、视野较为开阔的位置，且视场内周围障碍物的高度应大于10°～15°，以防信号屏蔽；此外，测站点的选择应尽量避开大功率无线电发射基地、高压输电线等，以避免强电磁波对卫星信号进行干扰，从而保障信号在传输过程中的准确性；另外测站点应尽量处于交通方便、地基稳定处，从而便于与其他观测方法相配合使用，提高系统定位的精确度，并提高其使用效率。
2.3工程中GPS应用实例
2.3.1工程施工前水准点的确定
工程项目在开始施工前，工程人员需确定施工水准点位置，从而确保工程能正确施工。传统的水准点定标控制在0.1～0.5km范围，其精度较低，给施工造成的风险较大，而通过使用GPS测量技术，在通讯卫星的导航下可可靠确定工程水准点的选择，保障工程测量上的准确性。如在大型公路工程上的实地测量上应用GPS后，利用轨道卫星传送的数据及图像信息，对各路段上的路基高度予以分析，并结合各路段的地貌特征等确定其各自的施工水准点，从而保障整条公路带施工的可靠性。
2.3.2公路勘测中的应用
在公路勘测领域中应用GPS体现在多个方面，首先是利用GPS测量技术可建立精密的控制网，不仅便于对大型建筑物如隧道、桥梁等控制测量，还可对普通公路工程进行实时动态控制，提高其测量效率。
其次，GPS还可进行大比例尺地图绘制。由于多数公路段使用的是比例尺在1：1000及以下的带状地图，利用GPS动态测量技术在公路路段沿线碎步点位置短暂停留1到2分钟，便可获得其对应位置的高程及坐标信息，然后通过输入位置点的特征信息等并进行分析处理，便可得出带状碎步点的准确信息，再在相关绘图软件帮助下完成绘图工作，整个过程花费的时间明显降低，并大大减少了工程量。
此外，GPS测量技术还可应用于公路横断面测量，弥补传统使用的全站仪测量受通视条件限制的不足之处，不仅提高其测量精度，同时也省去测量的繁琐步骤，为工程测量带来便利。
3结束语
随着卫星研发技术的成熟及完善，GPS测量技术日渐凸显出其高精度三维坐标定位、全天不间断使用的优异性能，并在工程测量上得到极大的发展，其渐渐取代传统的实地测量方式，在有效地缩减测量上繁多的工作量的同时，提高了测量的精确度。在未来阶段，随着GPS测量技术在信号、图像处理等方面的不断优化，其将会向用户提供更为完善的定位、导航功能，并在在工程测量及其他领域中发挥重要重要。
参考文献
[1]董仲英.对GPS测量技术在工程测量中的应用要点的探析[J].科学中国人.2014（22）.
[2]叶积龙，张维宽.关于GPSRTK技术在地质工程测量中的应用分析[J].价值工程.2012（10）.
[3]王浩宇，郑旭.GPS测量技术及其在工程测量中的应用[J].黑龙江科技信息.2013（26）.