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摘要：目前GPS测量技术在资源勘察、工程测量、地质测量以及变形监测等各个方面都取得了有效的应用，这充分证明了GPS测量技术的巨大潜力和优越性，随着现代化进程的不断前进，GPS定位测量技术以其高精准度、经济效益高等优势在工程测量技术中的应用将会越来越重要。本文
关键词：GPS测量技术；工程测量；特点；应用
中图分类号： TU198 文献标识码： A
引言
GPS测量技术虽然有着较高的准确性，但是其中也存在着一定的缺点，为此人们还要在实践过程中，对GPS测量技术进行不断的改进和完善，尽可能的将GPS测量技术的使用价值最大化。
一、GPS系统概述
1、GPS系统的组成
GPS全球定位系统的组成是由空间卫星和地面的监控系统组成的。此外，测量用户还有卫星接收设备。
GPS的空间卫星群是由24颗大约高20万公里的GPS卫星群组成，并且这些卫星群均匀的分布在六个轨道面上，各个领面之间成60度角，轨道和地球赤道的倾角是55度，卫星的轨道运行周期是11小时58分，以此保證在任何的时间，任何的地点，地平线上，都可以同时接受到4到11颗GPS卫星发送出来的信号。（下图位GPS系统的组成）
GPS的用户部分是由GPS接收机、数据处理软件，并与对应的气象仪器的计算机等设备，它主要用于接收GPS卫星信号，使用卫星信号进行导航定位。随着时代的进步，现代科学技术和全球定位系统的不断成熟，体积小，重量轻，便于携带的GPS定位设备，在工程勘察领域占据越来越重要的地位。
2、GPS测量原理
GPS系统主要是采用高轨测距，其基本观测量为观测站至GPS卫星之间的距离，主要采用两种方式来获取距离观测量，即伪距测量和载波相位测量。伪距测量是指测量GPS卫星所发射的测距码信号到达用户接收器所用的传播时间，其测量定位速度非常快；而载波相位测量是测量有载波多普勒频移的GPS卫星载波信号和接收器所产生的参考载波信号之间的相位差，其测量定位精度很高。GPS定位则是通过4颗或以上的卫星同时进行伪距或相位测量，从而推算出接收机的三维位置。
二、GPS技术的特点
1、提供精度高的三维坐标
GPS测量技术可以为测量点提供精确的三维坐标，满足各种测量工程的要求，测量精度远远高于普通的测量精度，在小于50km的基线上，定位精度可以达到1×10-6，在100-500km的基线范围内，定位精度可以达到1×10-8，实验证明，基线越长，GPS测量技术的定位精度越高。另外，GPS测量技术不受地形地势等环境因素的影响，可以满足测量工程的需要，故其适用于各种测量工程。
2、不受天气影响并全天候进行工作
GPS测量技术是对经典测量技术的一次重大突破，GPS观测可在任何时间、任何地点进行，通常情况下，除雷雨天气不宜观测外，一般不受天气状况的影响。
3、测站之间不需要相互通视
常规的测量方法要求观测点之间要通视，使得观测点的选择受到工程条件的制约，有时会增加工作量、降低测量精通视度，观测点的选择更加灵活。采用GPS测量技术，不用考虑观测点之间是否有阻碍。
4、GPS测量技术的自动化程度较高
GPS用户设备的发展已趋向小型化、操作简单化，观测人员只需调整天线的位置，量取天线的高度，打开电源即可进行自动观测，之后应用数据处理软件对数据进行处理，即可得到观测点的坐标，其他的观测工作均由机器自动完成，操作方法向便捷化发展。
三GPS测量技术在公路工程中的应用
1、施工水准点的测定
工程设计单位一般采用传统的测量技术对工程的水准进行测量，这种测量方法由于没有经过实地的考察和合理的预算，从而使得水准点距离较大。通常工程的设计单位都会设定好在0.1km~0.5km之间的水准点，由于水准点的距离往往比较大，不够精确，所以给施工带来严重的影响。而采用GPS确定水准点主要是通过GPS接收机接受卫星传回的信号，测量并确定临时的水准点，以协调工程观测的进程，确保工程测量的可靠性。其主要的方法是：安置天线、接收机，并且记录观测结果。对于大型公路工程中的实地测量可以采用GPS测量技术，通过对卫星同步照片的观察和研究，对路基的高度进行全面分析，然后在根据工程实际路段的地形地貌特点，沿着公路线每隔200米设置一个施工临时水准点。
2、GPS测量的数据处理
以下为GPS数据处理的主要流程：把GPS接收机记录观测的数据传送到存储设置后，此时要对数据进行分流工作，即在原始记录下，通过解码把美中数据进行分类整理，淘汰掉无效的数据之和繁杂的信息。将数据设置成统一的文件格式，并且也把不同型号接收机的项目、观测值数据单位、数据记录格式和项目统一成标准的文件格式以便统一方便处理。运用多项式拟合方法、平滑GPS卫星一小时发送的轨道参数，标准化了观测时候的卫星轨道。探索和测量周跳、修正恢复载波的相位观测值。对观测值进行必要修改，在GPS观测值中加入对流层改正，单频接收的观测值中加入电离层改正。预处理的主要目的是净化观测值，提高观测值的精度。一般的数据处理软件都采用站星双差观测值。影响基线解算结果的因素主要有：基线解算时所设定的起点坐标不准确；少数卫星的观测时间太短，导致这些卫星的整周模糊度无法准确确定；在整个观测时段里，有个别时间段里周跳太多，导致周跳修复不完善；在观测时段里，多路径效应比较严重，观测值的改正数普遍比较大；对流层或电离层折射影响过大。GPS控制网是由相对定位所求得的基线向量而构成的空间基线向量网。在GPS控制网的平差中，是以基线向量及协方差为基本观测量的。通常采用三维无约束平差、三维约束平差及三维联合平差三种模型。
3、实时动态（RTK）定位技术
实时动态（RTK）定位技术是GPS测量技术发展的一个新突破，在公路工程中有广阔的应用前景。实时动态定位（RTK）系统由基准站和流动站组成，实时动态（RTK）定位有快速静态定位和动态定位两种测量模式，两种定位模式相结合，在公路工程中的应用可以覆盖公路勘测、施工放样、监理和GIS（地理信息系统）前端数据采集。快速静态定位模式一般应用在控制测量中，如控制网加密工作。
RTK技术系统用户主要包括三个部分：基准站、流动站和数据链。其作业原理是：基准站接收机架设在已知或未知坐标的参考点上，连续接收所有可视GPS卫星信号，基准站将测站点坐标、伪距观测值、载波相位观测值、卫星跟踪状态和接收机工作状态等通过无线数据链发送给流动站，流动站先进行初始化，完成整周未知数的搜索求解后，进入动态作业。流动站在接收来自基准站的数据时，同步观测采集GPS卫星载波相位数据，通过系统内差分处理求解载波相位整周模糊度，根据基准站和流动站的相关性，得出流动站的三维平面坐标。
4、工程测量观测时间的确定
GPS定位主要是利用数颗卫星的瞬间空间位置作为已知点，并且观测GPS和接收机之间的距离，在依照空间距离交会远离求得接收站的三维坐标。所以为了保证足够的精确性，除了拥有足够的可视卫星之外，还要求所观测卫星对观测站构成的几何图形有一定的强度，但是不得超过规定的几何精度因子GDOP数量，以确保交会精度。一般情况下，所观测卫星的高度角要大于15度，这是为了削弱大气折射对观测的影响。由此可见，观测之间要按照素偶卫星星历和观测的坐标，选择相适合观测是点和观测卫星。
四、工程测量技术的发展趋势
随着科学技术的发展，工程测量的数据收集已不再局限于一维和二维，根据新的系统将提供三维甚至四维的方向发展，并从传统的现场交互式测量形式转变为远程控制式测量形式。同时，测量作业平台也将会根据施工现场的特殊性要求将从固定的地面转变为车载、机载甚至卫星控制等，逐步从静态转变为动态，在很大程度上提高工程测量的灵活性。大型复杂结构的建筑物，设备，几何重建和质量控制的三维测量，以及现代工业生产过程自动化，过程控制，产品质量检测和监控数据和定位要求，精度要求越来越高，将推动三维测量技术工程测量将从土木工程测量、三维工业测量扩展到人体科学测量。
工程测量技术将会打破传统的宏观测量领域，实现进一步的宏观方向和微观世界两个极端的发展，并对测量精度要求越来越高。在宏观测量技术方面，工程建设将具有更大的难度及规模，能更好地满足大型施工建设工程的测量要求，精度要求也更为提升；在微观测量技术方面，借助于先进的计算机技术，将向微型计量方向发展，跨入微观领域，测量的尺度维度大大缩小，将发展出微型显微测量及图像处理技术。地球物理、工程与水文地质以及土木建筑等学科相结合，解决工程建设中以及运行期间的安全监测、灾害防治和环境保护的各种问题。
结束语
工程测量是保证工程建设顺利进行的基础工作。利用恰当的GPS全球卫星定位测量技术手段，能够提高工程测量的质量和保证工程测量工作的顺利进行。在实际工作中，我们要重视GPS全球卫星定位技术应用问题。
参考文献
[1]季厚振.浅析GPS测量技术及其在工程测量中的应用要点[J].科技传播,2011,13:158+167.
[2]胡云.GPS卫星定位技术及其在工程测量中的应用[J].科技创业月刊,2010,07:133-134.
[3]何祖伟.浅析GPS测量技术及其在工程测量中的应用要点[J].黑龙江科技信息,2013,10:88.
关键词：GPS测量技术；工程测量；特点；应用
中图分类号： TU198 文献标识码： A
引言
GPS测量技术虽然有着较高的准确性，但是其中也存在着一定的缺点，为此人们还要在实践过程中，对GPS测量技术进行不断的改进和完善，尽可能的将GPS测量技术的使用价值最大化。
一、GPS系统概述
1、GPS系统的组成
GPS全球定位系统的组成是由空间卫星和地面的监控系统组成的。此外，测量用户还有卫星接收设备。
GPS的空间卫星群是由24颗大约高20万公里的GPS卫星群组成，并且这些卫星群均匀的分布在六个轨道面上，各个领面之间成60度角，轨道和地球赤道的倾角是55度，卫星的轨道运行周期是11小时58分，以此保證在任何的时间，任何的地点，地平线上，都可以同时接受到4到11颗GPS卫星发送出来的信号。（下图位GPS系统的组成）
GPS的用户部分是由GPS接收机、数据处理软件，并与对应的气象仪器的计算机等设备，它主要用于接收GPS卫星信号，使用卫星信号进行导航定位。随着时代的进步，现代科学技术和全球定位系统的不断成熟，体积小，重量轻，便于携带的GPS定位设备，在工程勘察领域占据越来越重要的地位。
2、GPS测量原理
GPS系统主要是采用高轨测距，其基本观测量为观测站至GPS卫星之间的距离，主要采用两种方式来获取距离观测量，即伪距测量和载波相位测量。伪距测量是指测量GPS卫星所发射的测距码信号到达用户接收器所用的传播时间，其测量定位速度非常快；而载波相位测量是测量有载波多普勒频移的GPS卫星载波信号和接收器所产生的参考载波信号之间的相位差，其测量定位精度很高。GPS定位则是通过4颗或以上的卫星同时进行伪距或相位测量，从而推算出接收机的三维位置。
二、GPS技术的特点
1、提供精度高的三维坐标
GPS测量技术可以为测量点提供精确的三维坐标，满足各种测量工程的要求，测量精度远远高于普通的测量精度，在小于50km的基线上，定位精度可以达到1×10-6，在100-500km的基线范围内，定位精度可以达到1×10-8，实验证明，基线越长，GPS测量技术的定位精度越高。另外，GPS测量技术不受地形地势等环境因素的影响，可以满足测量工程的需要，故其适用于各种测量工程。
2、不受天气影响并全天候进行工作
GPS测量技术是对经典测量技术的一次重大突破，GPS观测可在任何时间、任何地点进行，通常情况下，除雷雨天气不宜观测外，一般不受天气状况的影响。
3、测站之间不需要相互通视
常规的测量方法要求观测点之间要通视，使得观测点的选择受到工程条件的制约，有时会增加工作量、降低测量精通视度，观测点的选择更加灵活。采用GPS测量技术，不用考虑观测点之间是否有阻碍。
4、GPS测量技术的自动化程度较高
GPS用户设备的发展已趋向小型化、操作简单化，观测人员只需调整天线的位置，量取天线的高度，打开电源即可进行自动观测，之后应用数据处理软件对数据进行处理，即可得到观测点的坐标，其他的观测工作均由机器自动完成，操作方法向便捷化发展。
三GPS测量技术在公路工程中的应用
1、施工水准点的测定
工程设计单位一般采用传统的测量技术对工程的水准进行测量，这种测量方法由于没有经过实地的考察和合理的预算，从而使得水准点距离较大。通常工程的设计单位都会设定好在0.1km~0.5km之间的水准点，由于水准点的距离往往比较大，不够精确，所以给施工带来严重的影响。而采用GPS确定水准点主要是通过GPS接收机接受卫星传回的信号，测量并确定临时的水准点，以协调工程观测的进程，确保工程测量的可靠性。其主要的方法是：安置天线、接收机，并且记录观测结果。对于大型公路工程中的实地测量可以采用GPS测量技术，通过对卫星同步照片的观察和研究，对路基的高度进行全面分析，然后在根据工程实际路段的地形地貌特点，沿着公路线每隔200米设置一个施工临时水准点。
2、GPS测量的数据处理
以下为GPS数据处理的主要流程：把GPS接收机记录观测的数据传送到存储设置后，此时要对数据进行分流工作，即在原始记录下，通过解码把美中数据进行分类整理，淘汰掉无效的数据之和繁杂的信息。将数据设置成统一的文件格式，并且也把不同型号接收机的项目、观测值数据单位、数据记录格式和项目统一成标准的文件格式以便统一方便处理。运用多项式拟合方法、平滑GPS卫星一小时发送的轨道参数，标准化了观测时候的卫星轨道。探索和测量周跳、修正恢复载波的相位观测值。对观测值进行必要修改，在GPS观测值中加入对流层改正，单频接收的观测值中加入电离层改正。预处理的主要目的是净化观测值，提高观测值的精度。一般的数据处理软件都采用站星双差观测值。影响基线解算结果的因素主要有：基线解算时所设定的起点坐标不准确；少数卫星的观测时间太短，导致这些卫星的整周模糊度无法准确确定；在整个观测时段里，有个别时间段里周跳太多，导致周跳修复不完善；在观测时段里，多路径效应比较严重，观测值的改正数普遍比较大；对流层或电离层折射影响过大。GPS控制网是由相对定位所求得的基线向量而构成的空间基线向量网。在GPS控制网的平差中，是以基线向量及协方差为基本观测量的。通常采用三维无约束平差、三维约束平差及三维联合平差三种模型。
3、实时动态（RTK）定位技术
实时动态（RTK）定位技术是GPS测量技术发展的一个新突破，在公路工程中有广阔的应用前景。实时动态定位（RTK）系统由基准站和流动站组成，实时动态（RTK）定位有快速静态定位和动态定位两种测量模式，两种定位模式相结合，在公路工程中的应用可以覆盖公路勘测、施工放样、监理和GIS（地理信息系统）前端数据采集。快速静态定位模式一般应用在控制测量中，如控制网加密工作。
RTK技术系统用户主要包括三个部分：基准站、流动站和数据链。其作业原理是：基准站接收机架设在已知或未知坐标的参考点上，连续接收所有可视GPS卫星信号，基准站将测站点坐标、伪距观测值、载波相位观测值、卫星跟踪状态和接收机工作状态等通过无线数据链发送给流动站，流动站先进行初始化，完成整周未知数的搜索求解后，进入动态作业。流动站在接收来自基准站的数据时，同步观测采集GPS卫星载波相位数据，通过系统内差分处理求解载波相位整周模糊度，根据基准站和流动站的相关性，得出流动站的三维平面坐标。
4、工程测量观测时间的确定
GPS定位主要是利用数颗卫星的瞬间空间位置作为已知点，并且观测GPS和接收机之间的距离，在依照空间距离交会远离求得接收站的三维坐标。所以为了保证足够的精确性，除了拥有足够的可视卫星之外，还要求所观测卫星对观测站构成的几何图形有一定的强度，但是不得超过规定的几何精度因子GDOP数量，以确保交会精度。一般情况下，所观测卫星的高度角要大于15度，这是为了削弱大气折射对观测的影响。由此可见，观测之间要按照素偶卫星星历和观测的坐标，选择相适合观测是点和观测卫星。
四、工程测量技术的发展趋势
随着科学技术的发展，工程测量的数据收集已不再局限于一维和二维，根据新的系统将提供三维甚至四维的方向发展，并从传统的现场交互式测量形式转变为远程控制式测量形式。同时，测量作业平台也将会根据施工现场的特殊性要求将从固定的地面转变为车载、机载甚至卫星控制等，逐步从静态转变为动态，在很大程度上提高工程测量的灵活性。大型复杂结构的建筑物，设备，几何重建和质量控制的三维测量，以及现代工业生产过程自动化，过程控制，产品质量检测和监控数据和定位要求，精度要求越来越高，将推动三维测量技术工程测量将从土木工程测量、三维工业测量扩展到人体科学测量。
工程测量技术将会打破传统的宏观测量领域，实现进一步的宏观方向和微观世界两个极端的发展，并对测量精度要求越来越高。在宏观测量技术方面，工程建设将具有更大的难度及规模，能更好地满足大型施工建设工程的测量要求，精度要求也更为提升；在微观测量技术方面，借助于先进的计算机技术，将向微型计量方向发展，跨入微观领域，测量的尺度维度大大缩小，将发展出微型显微测量及图像处理技术。地球物理、工程与水文地质以及土木建筑等学科相结合，解决工程建设中以及运行期间的安全监测、灾害防治和环境保护的各种问题。
结束语
工程测量是保证工程建设顺利进行的基础工作。利用恰当的GPS全球卫星定位测量技术手段，能够提高工程测量的质量和保证工程测量工作的顺利进行。在实际工作中，我们要重视GPS全球卫星定位技术应用问题。
参考文献
[1]季厚振.浅析GPS测量技术及其在工程测量中的应用要点[J].科技传播,2011,13:158+167.
[2]胡云.GPS卫星定位技术及其在工程测量中的应用[J].科技创业月刊,2010,07:133-134.
[3]何祖伟.浅析GPS测量技术及其在工程测量中的应用要点[J].黑龙江科技信息,2013,10:88.