定位系统技术在测量中的应用
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摘要：随着社会的快速发展，传统的测量方式已逐步退出了社会舞台，各种新的测量技术逐步被应用推广，全球定位系统（简称：GPS）测量技术就是其中一种。本文研究了GPS 技术的特点和该技术在工程测量中的应用，为大家提供借鉴。
关键词：GPS；测量技术；工程测量；应用
引言
20 世纪70 年代，GPS 技术开始进入社会，并且不断完善和发展。这一定位技术的出现和发展，使得测绘定位技术进入了一个全新时代，为工程测量提供了全新的测量方法。GPS 技术自动化程度高，能够通过卫星定位准确的快速的采集测量点。
在大幅度提高测量精度的同时，也保证了测量效率。经过长期的发展和完善，GPS 技术已在市场站稳了脚跟，通过建立GPS控制网来为工程测量提供多方面的支持。
1.GPS的技术发展
GPS 起始于1958年美国军方的一个项目，1964年投入使用。20世纪70年代，美国陆海空三军联合研制了新一代卫星定位系统GPS。
1.1GPS 系统构成
GPS 主要由空间部分、地面部分、用户设备这三部分组成。空间部分是由分布在6个相对于赤道。GPS 的空间部分是由24颗工作卫星组成，它位于距地表20200km 的上空，均匀分布在6个轨道面上（每个轨道面4颗），轨道倾角为55度。此外，还有4颗有源备份卫星在轨运行。每颗工作卫星的发送导航信号频率为L1=1575.42兆赫和L2=1227.6兆赫，L1用C/A 码调制，L2用P 码调制，导航信号则使用伪随机噪音编码调制。人们还设置GPS 空间群来保障大家可以随时随地接收卫星信号；地面部分包括地面天线、主控站和监测站及通讯辅助系统这几部分。
1.2GPS 测量工作原理
GPS 系统通过高轨测距体制，将空间卫星之间和测量地点的距离作为基本的观测量，从而对所需的数据进行测量。通常情况下，人们要获取观测量常常使用载波相位测量和伪距测量这两种方法。载波相位测量是人们较常用的一种方法。因为伪距测量在实际应用中容易存在较大的测量误差，极易导致GPS空间卫星和接收设备的无差别性。而载波相位测量是测量GPS卫星载波信号传播路径而确定的，相比伪距测量，它的精确度要高出很多。
2.GPS 的特点
2.1动态观测
GPS 系统的工作卫星分布广，数目多，能够全天候、全方位进行连续地观测，并且不会受到天气变化的影响。而利用GPS系统导航，我们可以捕捉到目标的动态三维位置以及变化的速度，对其达到实施监控的目的，以此选择适合自己的航线。
2.2观测时间短
GPS测量技术观测时间短，如果观测10km以内的基线，双频接收机只要10分钟不到的时间，而单频接收大约要半小时。
而如果使用定时动态定位模式，流动站在经过5分钟以内的初始化观测后能够随时进行定位，每战观测只要短短几分钟。
2.3定位准确度高
GPS测量技术基本能够满足通常的测量工作需求，不包括高级控制测量，其测量精准度可以达到厘米级别，远高于导航型手持机。而RTK定位精度可以达到：平面：±；（10+1*10-6D）mm，高程：±；（20+1*10-6D）mm；静态、快速静态精度：平面：±；（2.5+1*10-6D）mm，高程：±；（5+1*10-6D）mm；并且，GPS观测距离越长，GPS测量越占优势。当基线小于50km时，定位精度可达到1×；10-6；而当基线大于1000km时，其精准度可以达到1×；10-8。
2.4信息多样齐全
GPS测量技术可以针对各种用户的不同需求，为他们提供需要的动态三维位置、速度和时间方面的信息。GPS测量技术功能很多。在可以为人们提供导航和测绘的基础上，还能够进行时间和速度的测试。在科技发达的时代，GPS测量技术逐步得到完善，开始往其他方面发展。如今，GPS测量技术广泛应用于海洋测绘、陆地测量和航空摄影测量等方面。
3.GPS测量技术在工程测量中的应用
GPS 测量技术在工程测量中主要有静态功能和动态功能这两方面功能。静态功能是利用收到的卫星信息来获取所需点的三维坐标，而动态功能则是将已获得的三维坐标通过卫星系统放到实地上。如果将两者相结合起来，则能够高效精确的完成测量任务。
3.1动态定位
动态定位方式目前在公路勘测阶段有着广泛的应用，在此阶段可用来完成纵断面测量、横断面测量、地形图测绘等任务。并且在整个测量过程中不需要通视，大大优越于普通的测量仪器。
3.2实时动态载波相位差分定位技术
（RTK）RTK测量系统是GPS测量技术与数据传输技术构成的组合系统，RTK定位技术就是基于载波相位观测的实时动态差分定位技术，它能够实时实实地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果，并达到厘米级精度。RTK是高精度GPS测量定位最常用的技术。实时动态载波相位差分定位技术包括流动站和基准站两部分组成，实时动态载波相位差分定位技术有两种测量模式：动态定位模式和快速静态定位模式。
3.3工程控制网的建立利用
GPS建立的工程控制网具有很多优点，比如，工程花费少，工程作业时间不长，成果准确度高，选择有很多，限制少。能够用来建立工矿施工控制网，变形监测控制网，工程首级控制网等等。
4總结
当代，GPS技术已广泛应用在工程建设中，尤其在桥梁和道路中发挥极大地作用。GPS测量技术的逐步完善，使得工程测绘水平有了极大的提高。同时，GPS测量技术也使定位技术进入了全新的发展时代。GPS测量技术在工程测量中能够进行动态监测，实时动态监测，变形监测，建立过程控制网。目前，GPS测量技术在提高工程测绘的效率的同时，还拓宽了工程测绘的范围。相信在不远的未来，GPS测量技术会有更好的发展。
参考文献
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（作者单位：中国飞机强度研究所 第十二研究室）
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