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摘要：GPS具有高精度，高效率和对基准点依赖性低的特点，取得了良好的效果，相对于传统的建筑施工定位技术。但大量的工程实例证明，应用GPS测量技术时也容易出现一些问题，这就要求测量技术人员在实践中不断地摸索和总结，充分发挥GPS技术的应用价值。
关键词：GPS；工程测量；应用；控制方法；
中图分类号：P228.4 文献标识码：A 文章编号：
一、GPS测量特点
GPS测量具有如下特点：测量精度高，在小于50km的基线上，其相对定位精度可达lxlO－6。在大于l000km的基线上可达lxl0－8。测站间无需通视，GPS测量不需要测站间相互通视，根据需要确定点位。观测时间短，进行GPS测量时，静态相对定位每站仅需20min左右，动态相对定位仅需几秒钟。仪器操作简便，观测人员只需对中、整平、量取天线高及开机后设置参数，接收机即可进行自动观测和记录，提供三维坐标。GPS测量可同时精确测定测站点的三维坐标，其高程精度已可满足四等水准测量的要求。
二、常规测量与GPSRTK技术
常规测图方法是先布设控制网点，控制网通常是在国家高等级控制网点的基础上加密次级控制网点。依据加密控制点和图根控制点，测定地物点、地形点后，按照一定的规律和符号在图上绘制位置。应用RTK技术定位时要求，基准站接收机把观测数据时传输给流动站GPS接收机，流动站马上迅速地求解整周的模糊度，在观测到卫星后实时求解出厘米级的流动站动态位置。这与静态定位需要事后处理相比，定位效率大大提高。故RTK技术开始在测量中应用就立刻受到人们青睐。
三、在工程测量中的应用
3．1测量中观测点的选择
由于GPS测量观测点之间无相互通视要求、而且测量网的图形结构也比较灵活，所以测点的选择工作比较简便，测点的选择除了满足常规要求外，还应遵循以下原则：避免电磁场信号的干扰。点位应远离大功率无线电发射源，其距离要大于200m；点位也要远离高压输电线，其距离要超过50m；点位附近不应有大面积的水域或电磁波反射，以减小多路径的效应影响；点位应设在目标显著的地方，一些高层建筑物顶层作为观测点比较理想，在视场周围15m 以上不应有障碍物或者已建成建筑物GPS系统；点位应选在交通方便的地方，点位所构成的网形应有利于同步观测边，点联结；点位所在地面基础要稳定，易于点的保存，当利用原有点位时，应核对其稳定性。
3．2预埋标志的设置要求
在工程测量中GPS网点应埋设具有明显而精准的标志，点的标志应能够保持到工程施工结束后且能够被有效的利用，特别是设在施工场区外的点，应保证在施工期间不被破坏。
3．3观测的方式与方法
3．3．1变形监测
变形监测主要是监测大桥、水库大坝、高层大楼等建筑物，构筑物的地基沉降、位移及整体倾斜等情况。监测工作的特点是被监测体的几何尺寸巨大，监测环境复杂，监测技术要求高。常规的监测技术是应用水准测量的方法，监测地基的沉降；应用三角测量的方法，监测地基位移和整体的倾斜。GPS技术在该领域有广泛的应用。比如为了监测大坝或边坡的变形，可在远离大坝或边坡的适当位景，选择若干基准点，同时在形变区选择若干监测点。在基准点和监测点上分别安置GPS接收机，进行连续自动观测，并采用适当的数据传输技术，实时的将监测数据自动地传输到数据处理中心，进行分析、处理和显示。
3．3．2带RTK的碎部测量与放样
RTK(Real Time Kinematic)技术，即载波相位差分技术，是实时处理两个测站载波相位观测量的差分方法。RTK系统由基准站和移动站组成，将基准站采集的载波相位发送给用户，用户根据基准站的差分信息进行求差解算用户的坐标位置。RTK技术操作过程如下：将GPS接收机放在待定的特征点上l、2秒钟，同时输入该特征点的编码即可。把一个小区域内的地形、地物特征点测定后传入计算机，然后形成所要的效果图。
3．3．3区域差分网下的碎部测量与放样，是基于区域GPS差分网进行的。区域差分网与RTK 单基点载波相位差区分的原理相似，不同的是区域差分的基准站往往多于1个，多基准站组成基准网，基准网提供各个基准站的差分信息，用户接收机根据自己的位置确定各基准站差分信息的权，按非等权平差后形成自己的差分改正数，实现差分定位。
四、GPS RTK的误差特性及控制方法
4．1 与仪器及干扰有关的误差
4.1.1 天线相位中心变化。天线的机械中心和电子相位中心一般不重合，而且电子相位中心是变化的，它取决于接收信号的频率、方位角和高度角。天线相位中心的变化，可使点位坐标的误差一般达到3～5cm。因此，若要提高RTK定位精度，必须进行天线检验校正，检验方法分为实验室内的绝对检验法和野外检验法。
4.1.2 多路径误差。多路径误差是RTK定位测量中最严重的误差。多路径误差取决于天线周围的环境。多径误差一般为几厘米，高反射环境下可超过10cm。多径误差可通过下列措施予以削弱：①选择地形开阔、不具备大面积反射面的点位：②采用扼流圈天线：③采用具有削弱多径误差的各种技术的天线：④基地站附近辅设吸收电波的材料。
4.1.3 信号干扰。信号干扰可能有多种原因，如无线电发射源、雷达装置、高压线等，干扰的强度取决于频率、发射台功率和至干扰源的距离。为了削弱电磁波幅射副作用，必须在选点时远离这些干扰源，离无线电发射台超过200m，离高压线超过50m。在基地站削弱无线电噪声最有效的方法是连续监测所有可见卫星的周跳和信噪比。
4.1.4 氣象因素。快速运动中的气象峰面，可能导致观测坐标的变化达到1～2dm。因此，在天气急剧变化时不宜进行RTK测量。
4．2 与距离有关的误差
与距离有关的误差大部分可通过多基准站技术来消除。但是，其残余部分也随着至基地站距离的增加而加大。
4．3 GPS RTK的精度和稳定性问题
GPS RTK测量的精度和稳定性都不及全站仪。特别是稳定性方面，这是由于GPS RTK定位容易受卫星状况、天气状况、数据链传输状况影响的缘故。不同质量的GPS RTK系统，其精度和稳定性差别较大。因此，与GPS静态测量相比，RTK测量更容易出错，必须进行质量控制。主要质量控制的方法有已知点检核比较法、重测比较法、电台变频实时检测法，最可靠的是已知点检核比较法，但控制点的数量总是有限的，所以没有控制点的地方需要用重测比较法来检验测量成果，电台变频实时检测法的实时性好，但它需具备一定的仪器条件。
结束语
GPS测量技术不同于传统的测量技术，GPS测量技术能够显著地提高工程测量的效率和可靠性，降低测量作业的强度，将测量技术人员从实际测量工作中解放出来。GPS-RTK技术不仅是科学进步的体现，它也标志着现代测量技术的一个飞跃，其内部兼容了各种尖端技术(卫星技术、微电子技术、计算机技术，天文观测技术)，是—个多功能的组合体。正因为其有如此之多的应用技术，我们更应充分地对其利用，造福我们人类。
参考文献
[2]乔仰文，赵长胜．GPS卫星定位原理及其在测绘中的应用[M]．北京：教育科学出版社，2003．
[2]刘大杰．全球定位系统(GPS)的原理与数据处理[M]．上海：同济大学出版社，1996．
[2]武汉测绘科技大学《测量学》编写组．测量学[M]．北京：测绘出版社，2002．
[3]徐绍铨，张华海，杨志强，等．GPS测量原理及应用[M]．武汉：武汉大学出版社，2002．
关键词：GPS；工程测量；应用；控制方法；
中图分类号：P228.4 文献标识码：A 文章编号：
一、GPS测量特点
GPS测量具有如下特点：测量精度高，在小于50km的基线上，其相对定位精度可达lxlO－6。在大于l000km的基线上可达lxl0－8。测站间无需通视，GPS测量不需要测站间相互通视，根据需要确定点位。观测时间短，进行GPS测量时，静态相对定位每站仅需20min左右，动态相对定位仅需几秒钟。仪器操作简便，观测人员只需对中、整平、量取天线高及开机后设置参数，接收机即可进行自动观测和记录，提供三维坐标。GPS测量可同时精确测定测站点的三维坐标，其高程精度已可满足四等水准测量的要求。
二、常规测量与GPSRTK技术
常规测图方法是先布设控制网点，控制网通常是在国家高等级控制网点的基础上加密次级控制网点。依据加密控制点和图根控制点，测定地物点、地形点后，按照一定的规律和符号在图上绘制位置。应用RTK技术定位时要求，基准站接收机把观测数据时传输给流动站GPS接收机，流动站马上迅速地求解整周的模糊度，在观测到卫星后实时求解出厘米级的流动站动态位置。这与静态定位需要事后处理相比，定位效率大大提高。故RTK技术开始在测量中应用就立刻受到人们青睐。
三、在工程测量中的应用
3．1测量中观测点的选择
由于GPS测量观测点之间无相互通视要求、而且测量网的图形结构也比较灵活，所以测点的选择工作比较简便，测点的选择除了满足常规要求外，还应遵循以下原则：避免电磁场信号的干扰。点位应远离大功率无线电发射源，其距离要大于200m；点位也要远离高压输电线，其距离要超过50m；点位附近不应有大面积的水域或电磁波反射，以减小多路径的效应影响；点位应设在目标显著的地方，一些高层建筑物顶层作为观测点比较理想，在视场周围15m 以上不应有障碍物或者已建成建筑物GPS系统；点位应选在交通方便的地方，点位所构成的网形应有利于同步观测边，点联结；点位所在地面基础要稳定，易于点的保存，当利用原有点位时，应核对其稳定性。
3．2预埋标志的设置要求
在工程测量中GPS网点应埋设具有明显而精准的标志，点的标志应能够保持到工程施工结束后且能够被有效的利用，特别是设在施工场区外的点，应保证在施工期间不被破坏。
3．3观测的方式与方法
3．3．1变形监测
变形监测主要是监测大桥、水库大坝、高层大楼等建筑物，构筑物的地基沉降、位移及整体倾斜等情况。监测工作的特点是被监测体的几何尺寸巨大，监测环境复杂，监测技术要求高。常规的监测技术是应用水准测量的方法，监测地基的沉降；应用三角测量的方法，监测地基位移和整体的倾斜。GPS技术在该领域有广泛的应用。比如为了监测大坝或边坡的变形，可在远离大坝或边坡的适当位景，选择若干基准点，同时在形变区选择若干监测点。在基准点和监测点上分别安置GPS接收机，进行连续自动观测，并采用适当的数据传输技术，实时的将监测数据自动地传输到数据处理中心，进行分析、处理和显示。
3．3．2带RTK的碎部测量与放样
RTK(Real Time Kinematic)技术，即载波相位差分技术，是实时处理两个测站载波相位观测量的差分方法。RTK系统由基准站和移动站组成，将基准站采集的载波相位发送给用户，用户根据基准站的差分信息进行求差解算用户的坐标位置。RTK技术操作过程如下：将GPS接收机放在待定的特征点上l、2秒钟，同时输入该特征点的编码即可。把一个小区域内的地形、地物特征点测定后传入计算机，然后形成所要的效果图。
3．3．3区域差分网下的碎部测量与放样，是基于区域GPS差分网进行的。区域差分网与RTK 单基点载波相位差区分的原理相似，不同的是区域差分的基准站往往多于1个，多基准站组成基准网，基准网提供各个基准站的差分信息，用户接收机根据自己的位置确定各基准站差分信息的权，按非等权平差后形成自己的差分改正数，实现差分定位。
四、GPS RTK的误差特性及控制方法
4．1 与仪器及干扰有关的误差
4.1.1 天线相位中心变化。天线的机械中心和电子相位中心一般不重合，而且电子相位中心是变化的，它取决于接收信号的频率、方位角和高度角。天线相位中心的变化，可使点位坐标的误差一般达到3～5cm。因此，若要提高RTK定位精度，必须进行天线检验校正，检验方法分为实验室内的绝对检验法和野外检验法。
4.1.2 多路径误差。多路径误差是RTK定位测量中最严重的误差。多路径误差取决于天线周围的环境。多径误差一般为几厘米，高反射环境下可超过10cm。多径误差可通过下列措施予以削弱：①选择地形开阔、不具备大面积反射面的点位：②采用扼流圈天线：③采用具有削弱多径误差的各种技术的天线：④基地站附近辅设吸收电波的材料。
4.1.3 信号干扰。信号干扰可能有多种原因，如无线电发射源、雷达装置、高压线等，干扰的强度取决于频率、发射台功率和至干扰源的距离。为了削弱电磁波幅射副作用，必须在选点时远离这些干扰源，离无线电发射台超过200m，离高压线超过50m。在基地站削弱无线电噪声最有效的方法是连续监测所有可见卫星的周跳和信噪比。
4.1.4 氣象因素。快速运动中的气象峰面，可能导致观测坐标的变化达到1～2dm。因此，在天气急剧变化时不宜进行RTK测量。
4．2 与距离有关的误差
与距离有关的误差大部分可通过多基准站技术来消除。但是，其残余部分也随着至基地站距离的增加而加大。
4．3 GPS RTK的精度和稳定性问题
GPS RTK测量的精度和稳定性都不及全站仪。特别是稳定性方面，这是由于GPS RTK定位容易受卫星状况、天气状况、数据链传输状况影响的缘故。不同质量的GPS RTK系统，其精度和稳定性差别较大。因此，与GPS静态测量相比，RTK测量更容易出错，必须进行质量控制。主要质量控制的方法有已知点检核比较法、重测比较法、电台变频实时检测法，最可靠的是已知点检核比较法，但控制点的数量总是有限的，所以没有控制点的地方需要用重测比较法来检验测量成果，电台变频实时检测法的实时性好，但它需具备一定的仪器条件。
结束语
GPS测量技术不同于传统的测量技术，GPS测量技术能够显著地提高工程测量的效率和可靠性，降低测量作业的强度，将测量技术人员从实际测量工作中解放出来。GPS-RTK技术不仅是科学进步的体现，它也标志着现代测量技术的一个飞跃，其内部兼容了各种尖端技术(卫星技术、微电子技术、计算机技术，天文观测技术)，是—个多功能的组合体。正因为其有如此之多的应用技术，我们更应充分地对其利用，造福我们人类。
参考文献
[2]乔仰文，赵长胜．GPS卫星定位原理及其在测绘中的应用[M]．北京：教育科学出版社，2003．
[2]刘大杰．全球定位系统(GPS)的原理与数据处理[M]．上海：同济大学出版社，1996．
[2]武汉测绘科技大学《测量学》编写组．测量学[M]．北京：测绘出版社，2002．
[3]徐绍铨，张华海，杨志强，等．GPS测量原理及应用[M]．武汉：武汉大学出版社，2002．