电子技术论文GPS技术方向论文范文

　　本文选自省级期刊《电子技术》，《电子技术》是由上海市科学协会主管，上海市电子学会和上海市通信学 会主办的技术性月刊，拥有国内统一刊号、国际连续出版物号，在国内外均有发行，1963年创刊，是中国最早的电子类期刊之一，也是目前国内最具权威性、发 行量最大的电子技术月刊。本刊把自己的报道重点定位于信息技术，力求更好地把握时代的信息，紧跟时代的步伐，更加及时地反映当前电子领域的热点，把最新的 技术奉献给广大读者，真正成为广大读者的良师益友。
　　摘要:GPS成功地应用于大地测量、工程测量、工程变形监测等多种学科，从而给测绘领域带来一场深刻的技术革命。本文简要论述了GPS定位技术在工程施工测量中的应用，应用于工程测量的优缺点及相关处理措施，以及在实践中误差来源分析及改进措施，为今后GPS定位技术应用与工程测量提供了一定的参考。

　　关键词:GPS技术,工程施工测量,误差分析,控制措施

　　引言

　　GPS是随着现代科学技术的迅速发展而建立起来的新一代紧密卫星导航定位系统。GPS卫星定位测量是研究利用GPS系统解决大地测量问题的一项空间技术。随着GPS技术的快速发展，GPS测量技术也日益成熟，GPS测量技术在工程测绘中逐步得到应用。本文对GPS测量技术在工程施工测量中的应用进行探讨。

　　1.GPS定位技术在工程测量中的应用

　　GPS全球定位系统在工程测量中的应用，在最近的两年得到了迅速推广。这主要依赖于GPS系统可以向全球任何用户全天候地连续提供高精度的三维坐标、三维速度和时间信息等技术参数。工程测量主要应用了GPS的两大功能：静态功能和动态功能。

　　1.1经典静态相对定位

　　两台或两台以上的接收机分别安置在一条基线或数条基线的端点，同步观测45min以上，测量精度和可靠性很高（可达5mm＋1ppm），但其定位结果需通过测后处理来获得，不能实时地给出，而且无法实时校核观测数据的质量、定位的精度，故难免会采集到一些不合格的数据而造成返工重测。这种模式主要应用于建立高精度的长大线路、桥隧工程施工控制网。

　　1.2实时动态相对定位

　　RTK测量技术是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS测量技术，它的基本思想是选取点位精度较高的控制点作为基准站，在其上安置一台接收机连续观测所有可见卫星，并将观测数据通过无线电台实时发送给流动站接收机，流动站接收机同时接收来自卫星和基准站无线电台的信号，根据相对定位原理实时计算并显示测点的三维坐标（基准站所确立的坐标系）及精度。这种模式的瞬时点位精度可达平面1cm＋1ppm、高程2cm＋1ppm（相对于基准站），可用于线路施工控制网的扩展和加密、线路测量放样、孔桩定位、地形或断面测量等。与常规测量相比，它的最大优点是没有误差累积问题、作业范围大（一个基准站的作业半径一般可达低丘平原8km以上、山区2km）、测量速度快（测量放样2～4s、控制点加密3min）、不需要通视等。

　　1.3GPS在工程测量中的应用-以公路工程测量为例

　　随着公路设计行业软件技术和硬件设备的发展。公路设计已实现CAD化，有些软件本身还要求提供地面数字化测绘产品的支持：建立勘测、设计、施工、后期管理一体化的数据链，减少数据转抄、输入等中间环节，是公路勘测设计“内外业一体化”的要求。也是影响高等级公路设计技术发展的“瓶颈”所在。目前公路勘测中虽已采用电子全站仪等先进仪器设备。但常规测量方法受横向通视和作业条件的限制,作业强度大,且效率低，大大延长了设计周期。勘测技术的进步在于设备引进和技术改造。在目前的技术条件下引入GPS技术应当是首选。当前，用GPS静态或快速静态方法建立沿线总体控制测量，为勘测阶段测绘带状地形图、路线平面、纵横断面测量提供依据；在施工阶段为桥梁，隧道建立施工控制网，这仅仅是GPS在公路测量中应用的初级阶段，公路测量的技术潜力蕴于RTK（实时动态定位）技术的应用之中，RTK技术在公路工程测量中的应用，有着非常广阔的前景。

　　GPS测量技术在工程测量上（以公路工程测量为例）具有较大的优势和发展前景：GPS作业有着极高的精度；GPS测量可以大大提高工作及成果质量；GPS-RTK技术将彻底改变公路测量模式；GPS测量可以极大地降低劳动作业强度，减少野外砍伐工作量，提高作业效率；GPS高精度高程测量同高精度的平面测量一样，是GPS测量应用的重要领域。特别是在当前高等级公路逐渐向山岭重丘区发展的形势下，往往由于这些地区地形条件的限制，实施常规水准测量有困难时，GPS高程测量无疑是一种有效的手段。GPS在公路工程测量中的应用，对高等级公路的勘测手段和作业方法产生了革命性的变革，极大地提高了勘测精度和勘测效率，特别是实时动态定位技术将在公路勘测、施工和后期养护、管理方面有着广阔的应用前景。

　　2.GPS定位技术在工程测量中的优缺点及相关处理措施

　　2.1GPS定位技术应用于工程测量中的优点

　　相对于常规的测量方法来讲，GPS定位技术应用于工程测量有以下优点：

　　2.1.1观测不需要通视，测量时选点灵活。不需要建立瞻标，这样可以大大减少测量观测时间和经费。GPS技术测设方格网，比常规方法适应性更强，并且且作业不受环境和距离限制，非常适合于地形条件困难地区、局部重点工程地区等。

　　2.1.2定位精度高，误差分布均匀。GPS测量中，在精确测定观测站平面位置的同时，可以精确测定观测站的大地高程。一般双频接收机基线解精度为5mm＋1ppm，红外仪标称精度为5mm＋5ppm，实践证明，在小于50km的基线上，其相对定位精度可达12×10-5，而在100～500km的基线上可达10-6~10-7，不但能够满足规范要求，而且具有较大的精度储备。

　　2.1.3观测时间短。GPS方法布设大地控制网，因其图形强度系数高，能够有效地提高点位趋近速度。采用布设控制网时每个测站上的观测时间一般在1～2h左右，其观测时间只需1～2min。

　　2.1.4抗干扰能力强，保密性好，可以实现全天候连续测量定位。GPS定位技术性能稳定，可在任何地点进行全天候工作，一般不受天气状况的影响，大大方便了测量作业。

　　2.1.5自动化程度高，操作简便。定位系统可具有自动记录数据、自动平差计算、跟踪观测等功能，操作简单，提高了工作效率。

　　2.1.6采用GPS-RTK测量法与常规测量法相比，效率可提高一倍以上，并能大幅度降低作业人员的劳动强度。

　　2.2GPS定位技术应用于工程测量中的缺点及相关处理措施

　　GPS定位技术应用于工程测量也存在不足之处，主要缺点和注意事项如下：

　　2.2.1GPS测量系统中信号传播，受环境的影响，计算时引入一定的误差。因此，选待测点时一定要保证点位上空视角范围内应尽量避免有障碍物，向上角度≥15°；远离大功率无线电发射源和远离高压输电线路；避开大面积的水域。

　　2.2.2在市政工程测量中，GPS测量常出现接收不到信号，或者一直处于浮动状态，出现假固定或者不能固定。因此，GPS在市政工程测量时，为保证工程测量控制点精度满足要求，应进一步使用常规仪器进行水准联测。

　　2.2.3不同型号GPS工程测量成果之间存在差异。因此，GPS网在进行平差计算时应注意：归算至大地水准面上；归算到高斯投影面上。

　　2.2.4GPS定位技术尚没有统一规范。因此相关部门应进一步完善规范标准，统一的地理信息标准。

　　3.GPS定位技术在工程施工测量中的误差分析及控制措施

　　3.1空间卫星误差

　　卫星误差主要有卫星星历误差、卫星钟的误差、卫星轨道误差和卫星设备延迟误差。其中卫星轨道误差主要误差来源之一。改进措施有：

　　3.1.1忽略轨道误差。此方法不考虑卫星轨道实际存在的误差，用于精度较低工程测量中。

　　3.1.2模型改正法。利用模型计算出误差影响的大小，直接对观测值进行修正。适用于对误差的特性、机制及产生原因有较深刻了解，能建立理论或经验公式。

　　3.1.3引进改正参数法。此方法是在处理数据时引进轨道改进参数，采用参数估计的方法，将系统性偏差求定出来。一般情况都适用。

　　3.1.4同步求差法。通过观测值间一定方式的相互求差，消去或消弱求差观测值中所包含的相同或相似的误差影响。适用于误差具有较强的空间、时间或其它类型的相关性。

　　3.1.5合理选择软硬件及测量地点和方法。

　　3.2空间传播误差

　　空间传播误差主要有电离层传播延迟、对流层折射误差、多路径效应误差等。其中多路径效应误差的影响可达到厘米级，是不容忽视的。改进措施有：避开较强的反射面，如水面、平坦光滑的地面以及平整的建筑物表面等；选择良好的接收机，减少干扰，提高精度。

　　3.3施工操作误差

　　在施工中，存在作业人员配合不默契及测量时操作程序不规范等人为因素，对工程测量产生一定误差。改进措施主要有：加强操作人员的技术培养；规范相应的管理制度。

　　4.结论

　　实践表明，GPS技术在工程施工测量中，可以大大提高测量的可靠性和作业效率，降低作业强度，为工程测量质量提供了有利的保障，但是，毕竟GPS测量有别于常规测量，有些错误或者说是误差不容易被发现，还需要广大技术人员在工程实践中认真去摸索和总结。

　　参考文献

　　[1]《GPS测量操作与数据处理》.魏二虎、黄劲松.武汉大学出版社

　　[2]陶家科.GPS定位技术在工程测量中的应用.科学之友.

　　[3]郭春武.GPS技术定位原理及在公路测量中应用研究.中国水运.

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