摘要：本文簡(jiǎn)要論述了GPS定位技術(shù)在工程施工測(cè)量中應(yīng)用的基本原理，應(yīng)用于工程測(cè)量的優(yōu)缺點(diǎn)及相關(guān)處理措施，在工程測(cè)量中的具體操作方法，在實(shí)踐中誤差來(lái)源分析及改進(jìn)措施，為今后GPS定位技術(shù)應(yīng)用與工程測(cè)量提供了一定的參考。
　　關(guān)鍵詞：GPS定位技術(shù)論文；工程施工測(cè)量論文；基本原理；優(yōu)缺點(diǎn)；操作方法；誤差分析
　　1引言
　　GPS英文全名是“GlobalPositionSystem”，意為“全球定位系統(tǒng)”，簡(jiǎn)稱GPS系統(tǒng)。該系統(tǒng)是以衛(wèi)星為基礎(chǔ)的無(wú)線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)。GPS空間部分使用了二十四顆衛(wèi)星組成的星座，衛(wèi)星高度約20200公里，分布在六條升交點(diǎn)互隔60度的軌道面上，每條軌道上均勻分布四顆衛(wèi)星，相鄰兩軌道上的衛(wèi)星相隔40度，使得地球任何地方至少同時(shí)可看到四顆衛(wèi)星。
　　GPS測(cè)量通過(guò)接收衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，從而求定測(cè)量點(diǎn)的空間位置，它具有全球性、全天侯、連續(xù)性、實(shí)時(shí)性導(dǎo)航定位和定時(shí)功能，能提供精密的三維坐標(biāo)、速度和時(shí)間，而且具有良好的抗干擾性和保密性。目前，在工程測(cè)量中，為了保證控制測(cè)量和施工放樣的精度，滿足工程質(zhì)量要求，GPS定位技術(shù)被廣泛應(yīng)用于工程施工測(cè)量中。
　　2工程測(cè)量中應(yīng)用GPS定位技術(shù)的基本原理論文
　　GPS定位系統(tǒng)主要由空間衛(wèi)星星座、地面監(jiān)控站及用戶設(shè)備三部分構(gòu)成。
　　⑴空間衛(wèi)星星座由24顆衛(wèi)星均勻分布在6個(gè)軌道平面內(nèi)，GPS衛(wèi)星用L波段的兩個(gè)無(wú)線電載波向使用者連續(xù)不斷地發(fā)送導(dǎo)航定位信號(hào)，信號(hào)中含有衛(wèi)星的位置坐標(biāo)信息，使衛(wèi)星成為一個(gè)動(dòng)態(tài)的已知點(diǎn)。在地球的任何地點(diǎn)、任何時(shí)刻，在高度角15°以上，平均可同時(shí)觀測(cè)到6顆衛(wèi)星，最多可達(dá)到9顆。
　　⑵地面監(jiān)控站主要由分布在全球的一個(gè)主控站、三個(gè)注入站和五個(gè)監(jiān)測(cè)站組成。主控站收集各監(jiān)測(cè)站的觀測(cè)數(shù)據(jù)，計(jì)算各衛(wèi)星的軌道參數(shù)、鐘差參數(shù)等，并將這些數(shù)據(jù)傳送到注入站，再由注入站將主控站發(fā)來(lái)的導(dǎo)航信息數(shù)據(jù)注人到相應(yīng)衛(wèi)星的存儲(chǔ)器中。
　　⑶用戶設(shè)備由GPS接收機(jī)、數(shù)據(jù)處理軟件及終端設(shè)備（如計(jì)算機(jī)）等組成。GPS接收機(jī)接受待測(cè)衛(wèi)星的信號(hào)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行一系列地處理，再通過(guò)相應(yīng)軟件計(jì)算待測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)。
　　GPS系統(tǒng)采用了距離交會(huì)法，根據(jù)已知的衛(wèi)星瞬時(shí)坐標(biāo)（、、），確定用戶天線所對(duì)應(yīng)觀測(cè)點(diǎn)的位置。設(shè)接收機(jī)天線的相位中心坐標(biāo)為（x、y、z），則GPS衛(wèi)星和用戶接收天線之間的幾何距離ρ=，式中有X、Y、Z三個(gè)未知量，只要同時(shí)接收3顆GPS衛(wèi)星，就能解出測(cè)站點(diǎn)坐標(biāo)（X、Y、Z），在以上敘述中我們可以看到，用戶可以平均同時(shí)觀測(cè)到6顆衛(wèi)星，所以我們可以經(jīng)基線解算、網(wǎng)平差，求出GPS接收機(jī)中心（測(cè)站點(diǎn)）的三維坐標(biāo)。
　　3GPS定位技術(shù)在工程施工測(cè)量中應(yīng)用的具體方法論文
　　3.1準(zhǔn)備工作
　　3.1.1對(duì)待測(cè)區(qū)進(jìn)行勘察，并收集相關(guān)資料
　　主要調(diào)查當(dāng)?shù)氐目刂泣c(diǎn)分布情況、交通情況、水文分布情況、植被情況、以及當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)俗民情等。相關(guān)資料包括待測(cè)區(qū)的地形圖，各類控制點(diǎn)成果以及與之有關(guān)的地質(zhì)、交通、氣象、通信等方面的資料。
　　3.1.2擬定觀測(cè)計(jì)劃
　　觀測(cè)計(jì)劃的主要內(nèi)容包括：
　　⑴設(shè)計(jì)精度。要求平均邊長(zhǎng)小于1km，最弱邊相對(duì)誤差小于1/10000，GPS接收機(jī)標(biāo)稱精度的固定誤差a≤15mm，比例誤差系數(shù)。
　　⑵編制GPS衛(wèi)星的可見(jiàn)性預(yù)報(bào)圖，選擇衛(wèi)星的幾何圖形強(qiáng)度。
　　⑶選擇最佳的觀測(cè)時(shí)段。根據(jù)衛(wèi)星可見(jiàn)預(yù)報(bào)和天氣預(yù)報(bào)選擇最佳觀測(cè)時(shí)段，衛(wèi)星的幾何分布越好，定位精度就越高
　　⑷觀測(cè)區(qū)域的設(shè)計(jì)與劃分。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和控制網(wǎng)，一般采用3臺(tái)GPS接收機(jī)進(jìn)行觀測(cè)，網(wǎng)形布設(shè)成邊連式。
　　⑸設(shè)計(jì)GPS網(wǎng)與地面的聯(lián)測(cè)方案。尤其對(duì)信號(hào)接受不好的待測(cè)區(qū)，應(yīng)做好聯(lián)測(cè)方案的設(shè)計(jì)，以保證其精度。
　　⑹編排作業(yè)調(diào)度表，以保證測(cè)量任務(wù)按時(shí)完成。
　　3.1.3選擇接收機(jī)型號(hào)并檢驗(yàn)
　　一般小于20公里點(diǎn)位情況良好，宜采用單頻接收機(jī)，反之，選用雙頻接收機(jī)。接收機(jī)性能的檢驗(yàn)主要有：一般檢驗(yàn)，主要檢查接收機(jī)各部件及其附件是否完好，使用手冊(cè)等相關(guān)資料是否齊全等；通電檢驗(yàn)，主要是檢驗(yàn)接收機(jī)通電后有關(guān)信號(hào)燈、按鍵、顯示系統(tǒng)和儀表的工作情況；實(shí)測(cè)檢驗(yàn)，主要檢驗(yàn)方法為標(biāo)準(zhǔn)基線檢驗(yàn)、已知坐標(biāo)邊長(zhǎng)檢驗(yàn)、零基線檢驗(yàn)、相位中心偏移量檢驗(yàn)。
　　3.2外業(yè)測(cè)量工作
　　3.2.1合理選點(diǎn)論文
　　GPS觀測(cè)點(diǎn)的選取比較靈活，但也要遵循GPS測(cè)量的一些原則。
　　⑴每點(diǎn)最好能與其中某一點(diǎn)通視。
　　⑵應(yīng)選擇在上空開(kāi)闊、視場(chǎng)內(nèi)周?chē)�障礙物的高度角小于15°，以免信號(hào)被遮擋或吸收，影響觀測(cè)質(zhì)量。
　　⑶要遠(yuǎn)離大功率無(wú)線電發(fā)射源和高壓電線等，其距離應(yīng)大于200m，以免電磁場(chǎng)對(duì)信號(hào)的干擾。
　　⑷避免大面積水域?qū)﹄姶挪ǚ瓷浜臀�收�?br /> 　　⑸選擇交通方便的地方，以有利與其它觀測(cè)手段聯(lián)測(cè)。
　　3.2.2埋設(shè)標(biāo)志
　　GPS網(wǎng)點(diǎn)應(yīng)埋設(shè)具有標(biāo)志的標(biāo)石，以精確標(biāo)志點(diǎn)位，點(diǎn)的埋設(shè)必須堅(jiān)固以利于長(zhǎng)久保存與利用，并做好記錄。
　　3.2.3外業(yè)觀測(cè)
　　外業(yè)觀測(cè)工作主要包括：安裝天線、觀測(cè)作業(yè)和觀測(cè)記錄等。天線利用三腳架安置，天線底板上的圓水準(zhǔn)器氣泡必須居中，天線的定向標(biāo)志應(yīng)指北，三次測(cè)量互差小于3mm取平均值。觀測(cè)作業(yè)就是獲取所需要的定位信息和觀測(cè)數(shù)據(jù)。觀測(cè)記錄由GPS接收機(jī)自動(dòng)進(jìn)行，觀測(cè)者應(yīng)做好記錄。在測(cè)量的過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格限制高頻及對(duì)講機(jī)等無(wú)線電波的使用，避免環(huán)境對(duì)信號(hào)的干擾，從而提高GPS本身的定位精度。
　　4小結(jié)
　　通過(guò)以上論述我們可以看到，GPS定位技術(shù)在工程施工測(cè)量中有其獨(dú)特的優(yōu)越性和適應(yīng)性，為工程測(cè)量質(zhì)量提供了有利的保障，具有明顯的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。隨著相關(guān)技術(shù)軟件的不斷發(fā)展改進(jìn)，GPS定位系統(tǒng)在工程測(cè)量中有著更加廣闊的應(yīng)用前景。
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