GPS定位测量技术

GPS定位测量技术（精选12篇）

GPS定位测量技术 篇1

摘要：目前在输电线路弧垂的检测方法有两种:架空输电线路导线紧线时一般在塔山采用绑扎弧垂板的方法进行平行四边线法观测弧垂;山区在地面采用经纬仪角度进行弧垂观测, 这两种方法都是采用光学观测, 对能见度要求较高, 遇到浓雾、夜间等能见度差状态下无法进行弧垂观测, 传统的观测方法在能见度差的情况下只能停工等待。基于GPS定位技术的弧垂观测系统, 是借助于现代科技手段实现的不受时间、天气影响的第三种输电线路弧垂观测方法, 文章介绍了基于GPS定位技术开发研制的弧垂观测系统在架线施工过程中应用的情况, 重点讲述了系统的架构、技术原理和功能。

关键词：GPS定位,导线,弧垂,测量,系统

随着电网建设的快速发展, 新建的输电线路越来越多, 特别是特高塔输电线路和跨区域联网输电线路等工程建设规模大, 使得输电线路穿越高山、大江、大河、高海拔地区、长期大雾地区、无人区等, 工施工条件越来复杂, 施工难度越来越大, 高压架空输电线路的弧垂是线路设计、施工、运行的主要指标, 关系到线路安全运行。

目前, 国内在架空输电线路施工紧线时, 一般在塔上采用绑扎弧垂板的方法进行平行四边线法观测弧垂, 山区在地面采用经纬仪角度进行弧垂观测, 这些弧垂观测方法均为光学观测, 对能见度要求较高。开发出一套基于GPS定位技术的全数字式架空输电线路导线弧垂观测系统, 在国内还是尚未见提出。

1 系统简介

系统应用了现代GPS卫星定位技术与计算机通信、单片微型计算机控制、无线数字通信网络等多学科技术领域充分结合, 对架空输电线路雾区紧线施工弧垂观测提供了新的有利手段, 解决了工程施工的实际困难。系统由中心基站、GPS数据参数站、导线弧垂GPS监测小车三个主要部分组成。在架空输电线路张力放线施工过程中对雾区紧线施工弧垂观测实现了实时监测。

2 系统工作原理

架空输电线路导线紧线弧垂GPS精确测量系统, 主要由GPS信息参考站、GPS移动监测站、导线水平张力监测终端、系统数据监测终端等设备组成, 利用安装在导线任意一点的遥控载荷小车上的载荷-GPS定位终端和导线紧线端安装拉力传感器对导线紧线弧垂值进行实时动态观测, 达到施工紧线的目的, 紧线时对观测弧垂的能见度要求非常低, 可以在浓雾、黑夜等无法进行弧垂观测的条件下进行紧线作业。

为保证GPS定位数据的定位精度, 对GPS定位系统的组建采用RTK差分方式保证定位精度, 系统应用了现代GPS卫星定位技术与计算机通信、单片微型计算机控制、无线数字通信网络等多学科技术领域充分结合, 对架空输电线路雾区紧线施工弧垂观测提供了新的有利手段, 解决了工程施工的实际困难。系统由中心基站、GPS数据参数站、导线弧垂GPS监测小车三个主要部分组成。在架空输电线路张力放线施工过程中对雾区紧线施工弧垂观测实现了实时监测。

2.1 中心基站系统软件

中心基站系统软件具有较强数据处理能力和界面输入、输出功能, 施工前将观测档杆塔坐标、挂点高差等数据录入中心基站系统软件, 施工过程中根据监测数据进行运算处理, 动态显示GPS小车的实时位置、子导线相对位置的视频图像、GPS小车所处位置的弧垂和导线的最大弧垂等数据信息, 并实时绘制观测档内的导线弧垂模拟图。

2.2 监测终端

监测终端的核心即为传感器, 根据不同类型的传感器和安装位置的不同分别采用不同封装形式进行封装, 最终要求安装方便, 调试便捷。

2.3 参数计算原理

当两个移动站与基准站建立起RTK链接时, 可得到两个移动站的天线高程数据, 将两个移动站天线的高程数据作差值计算即可得到两个移动站的天线高差。根据导线任意点弧垂计算:

设移动站A的天线高程为HA, 经纬度坐标分别为NA EA;

移动站B的天线高程为HB, 经纬度坐标分别为NB EB;

移动站A的天线极化点距导线悬挂点的距离为L。

则根据移动站A、B的经纬度坐标可计算出两个移动站的直线距离S, 即据导线悬挂点距离;小车测量已知量: (1) 小车高程Hc; (2) 小车与杆位中心距离Lc。

预知量:观测档两悬点高程Ha、Hb

计算数据:

fs=Ha-Hc-L1 (利用三角形相似)

说明:计算时以A点作为计算参考点:

A、B悬挂点等高时, 悬挂点高程与小车高程即为小车处导线弧垂;

A点较B点低时:

此时Ha-Hb<0因此:

所以fs=Ha-Hc+L1可改写为fs=Ha-Hc-L1。

B点较A点低时:

此时Ha-Hb>0

则根据移动站A、B的经纬度坐标可计算出两个移动站的直线距离S, 即据导线悬挂点距离;

移动站B所在点的弧垂即为fs=HA-HB-L根据测量数据所计算出的弧垂fs即为导线上在距离移动站A所处杆塔S处的导线弧垂, 即导线任意一点弧垂, 根据所计算出的导线上在距离移动站A所处杆塔S处的导线弧垂, 可对导线最大弧垂进行推导计算。在观测计算是为提高测量精度可取出多组GPS测量数据进行算术平均后进行计算。

2.4 系统供电

根据架空输电线路工程施工现场多处于野外, 不具备有源电源的特点, 系统全部设备采用锂离子蓄电电池供电, 为使有效减小设备体积和重量, 在满足一个放线区段导线全部展放完毕的需要, 在系统设备电路设计时全部采取低功耗设计, 通过精细计算合理选择电池供电电压和电池容量, 设计电源智能管理电路对设备电源进行智能化管理, 是系统具备了休眠与唤醒功能, 合理利用电池电量, 将电池电量利用率达到最大化, 通过实际测试系统中心基站供电电池充满电后可持续工作24h。

3 结束语

系统应用了现代传感器测量及GPS卫星定位技术与计算机通信、单片微型计算机控制、无线数字通信网络等多学科技术领域充分结合, 架空输电线路施工过程中导线弧垂能够实时检测, 有效解决了浓雾区段导线弧垂观测的难题, 为雾区架线施工的顺利完成提供了可靠的技术保障, 该系统的成功应用, 为送电线路工程架线施工的科学指挥提供有力技术保障, 为电网建设的科技创新和施工建设过程更加安全、可靠、高效运行积累宝贵经验, 降低了工程成本的开支, 该套系统的使用在工程施工中取得较大的社会效益和经济效益。

参考文献

[1][美]David Tse Pramod Viswanath, 著.无线通信基础.人民邮电出版社, 2007.

[2]曹卫彬.C/C++串口通信典型应用实例编程实践.电子工业出版社, 2009.

[3]张大明, 彭旭昀, 尚静基.单片微机控制应用技术.机械工业出版社, 2006.

[4]岑阿毛.架空输电线路施工技术大全.宁波出版社, 1996.

GPS定位测量技术 篇2

手持GPS定位在野外地质测量中的误差分析

GPS在工程测量、导航定位等应用中所具有的优越性和方便性,使其应用越来越广泛.在野外地质测量中小巧方便的手持GPS机能够起到辅助定点和导航的重要作用,是新时期实现现代化数字地质调查的基础设备之一.但由于野外地形、树木等多路径环境因素的影响,其测量精度和应用受到限制.针对手持机的`特点,通过实际测点分类统计分析各方面因素对误差产生的影响程度,进而得出修正方案,提高测量精度和实用性.

作 者：周蓓 陶君 ZHOU Bei TAO Wenjun  作者单位：湖北省国土测绘院,湖北,武汉,430000 刊 名：资源环境与工程 英文刊名：RESOURCES ENVIRONMENT & ENGINEERING 年，卷(期)：2009 23(3) 分类号：P228.4 关键词：地质测量   GPS定位   误差分析   地形因素   数字地质调查   GeoSurvey系统  

GPS定位测量技术 篇3

关键词：工程测绘；GPS定位测量技术；GPS-rtk技术

开展地质工程测绘工作，是地质勘探事业的重要组成部分，对国家经济发展具有重要推动作用。传统工程测绘方法比较落后，且效率低下，无法满足对测绘工作的精确度要求。目前，GPS定位测量技术不断发展，被广泛应用在工程测绘中，并发挥良好的测量效果。

1.GPS定位测量技术优势

GPS定位测量技术主要以卫星导航作为载体，并在此基础上形成的定位系统（如图1所示）。该技术定位功能强大，主要体现在定位功能具有实时性上，且定位功能兼具连续性，进而能够满足工程测绘需要。

通常情况下，GPS定位测量技术主要是指GPS静态测量定位及实时定位（GPS-rtk）技术，要想实现GPS定位测量技术，要构建以下三部分内容，即空间部分、地面控制部分、用户设备部分。本文主要是探讨GPS-rtk测量技术在工程测量中的应用。与传统工程测绘测量方式相比，GPS-rtk测量技术具有以下几点使用优势：

（1）操作方便：在进行常规测量工作时，各个观测之间无需达到透视效果，即可实现工程测绘工作的主要目标。

（2）节省成本：GPS-rtk接收机操作方便，且能够实现自动观察、测量目标，无需大量人力物力即可达到满意的测量效果。

（3）定位精确：采用GPS-rtk接收机完成工程测绘，可对各测点三维坐标进行准确定位和测量，测量值的准确性显著优于传统工程测量方式。

（4）实时监控：GPS-rtk接收机成本低，可满足多数工程测绘需要。同时，GPS卫星的分布比较均匀，且卫星数量较多，因此可对测区实施连续监控、观测，在这个过程中，测量工作基本不会受到自然环境和天气变化的制约、影响。

（5）等精度：采用GPS-rt技术所测设的所有点具有相同的精度。

2.GPS定位测量技术在工程测绘中的实际应用

2.1工程测绘实例探究

以某测绘工程实例作为探究对象，进一步说明GPS定位测量技术在工程测绘中的实际应用效果、适用范围及使用前景。本测绘工程为某市开发区工程测量工作，测量范围为37km2。由于所测位置在城市的边缘部位，因此地势比较平坦。但是，所测范围内既有需要重点保护的建筑物，也有很多在建工程，因此权属关系比较复杂。

2.2实测准备

考虑到常规测量方法的局限性，结合本次工程测绘工作的实际需要，决定采用GPS-rtk测量技术完成本次测量工作。采用双频 GPS-rtk接收机（Trimble 5700）。rtk垂直精度为：±（20 mm+1ppm*基线长度）：水平精度为：±（10 mm+1ppm*基线长度）。同时，在所测区域找到四个或四个以上GPS点，将其作为测量工作的公共点，坐标转化采用“WGS-84”坐标系实施。

2.3实际操作

布置基准站，可将其布设在所测区域内的最高点位中，充分采用相应控制点位的坐标，并对其转换参数进行求解。与此同时，要充分利用其他控制点，测出其坐标进行检核，进而对所解参数的真实性和准确性进行有效检验。另外，确定参数正确后，要将所解参数及时输入至其他流动站中，实现GPS定位测量技术的数据收集功能。针对建筑物比较集中的区域，因受接收卫星高度角的影响，GPS-rt无法施测的情况下可采用GPS-rtk技术在密集建筑物的外围进行加密图根点，配合全站仪测绘，从而进一步满足工程测绘需要。另外，按照此次工程测绘需要，要将相关点位布置为网状结构，同时按照测量需要及GPS-rtk相关测量规范对图根控制点进行加密，进一步提高控制网体系自身的安全性。

2.4基线布设

利用GPS-rtk技术对工程测绘中相关基线进行布设，通常要考虑到季节因素对其的影响。因此，基线布设作业往往在春季进行，不仅能够为操作人员实地测量工作提供便利条件，也能够实现对你所测范围的实时监控。若工程测绘基线布设任务量大且工期又比较紧，需要立刻施测，则要按照实际情况，選择正确的时间段来利用GPS-rtk技术来完成基线的布设，这样才能有效提升GPS-rtk的作业效率。

2.5定位测量

在传统测量方法下，通常采用交会法求出各工程控制点的坐标，并在此基础上开展一般性的测绘工作。这种方法不仅浪费人力、物力，同时也对测量过程中各工程控制点相互之间的通视条件具有较高的要求。与此相较，采用GPS-rtk技术测量定位首级控制点位时，则不需要考虑控制点之间的通视条件，点位的选择比较自由，也不受控制点之间的距离限制，且求出的各控制点精度相同。值得工作人员注意的问题是，在进行定位测量工作时，针对任务区比较复杂的区域，要做好事先踏勘踩点，可以充分利用GPS-rtk测设点具有等精度的优势可以适当的多做一些控制点以便不测之需，进而为测量工作的顺利实施奠定基础，并在此基础上对测量成果的精度提供有效保障。

2.6实测结果

GPS-rtk技术能够克服通视条件及自然因素的影响，不仅能够快速完成测量任务，还能保证测量值的准确性。本次测量任务实测结果见表1。

通过表1可以看出，本次工程测绘任务采用GPS-rtk技术，其测量值误差非常小，可满足工程测绘的实际需要，且测量值误差较小，未出现粗差，完全符合GPS-rtk技术规范要求。

3.实际工作中要注意的问题

根据多年实际工作经验，认为GPS-rtk技术具有良好的使用优势，但是在实践工作中往往也会出现一定问题。例如，测量数据解算（形成固定解）时间较长或无法获得固定解。针对这种状况，首先要考虑所测区域范围内是否存在具有反射性质的物体（如大面积水域等）所产生的多路径效应，对接收机接收的信号产生不良影响。同时，也要实时查看任务区的星历预报，考虑是否是卫星分布状况不佳所造成的，进而采取相应的措施进行处理，如提高接收信号的截止高度角、远离易产生多路径效应的场所及错开星历状况不好的时间段进行测量等方式进行改善。再如，测量工作中经常出现各类外界无线电干扰的情况。针对于这种问题，可以在数据不稳定的时候，观察流动站信号和邻近电台的频率是否一致，这种问题会直接影响数据的采集，可以通过更新电台频率的方式加以解决。

结束语

综上所述，将GPS定位测量技术应用到工程测绘工作中，不仅可以满足测量对精确度的要求，也可以提高测量工作的实际效率，进而为相关部门规划、设计提供详实的基础资料，可发挥良好的经济效益和社会效益。同时，利用GPS定位测量技术，不仅能够准确测量所测位置的地理坐标，还能有效结合数据处理功能，进而计算出准确的工程测绘数据。同时，GPS定位测量技术使用灵活，且简单易行，能够有效提高测绘质量和测绘效率，在工程测绘中具有广阔的应用前景。

参考文献：

[1]付骏.工程测绘中GPS定位测量技术的优势与应用[J].江西建材，2013，06：312-313.

[2]郭倩倩，李辉.工程测绘中GPS定位测量技术的重要作用分析[J].中国高新技术企业，2014，16：116-117.

[3]柏在锐.工程测绘中GPS定位测量技术的优势与应用[J].低碳世界，2014，09：140-141.

GPS定位测量技术 篇4

随着我国社会经济的快速发展以及全球经济一体化的前进, 再加上科学技术的不断创新, 大大提高了世界范围内信息交换速度, 更加地方便了人们的生活和生产。GPS全球定位系统以其独特的技术优势赢得了广大人士的喜爱, 被广泛应用到了很多领域。尤其是在工程测绘方面, GPS测量技术被大量的使用, 它是保障工程测绘质量的重要技术之一。工程测绘技术关系着我国国防事业的建设以及国民经济的发展, 由此人们越来越重视工程测绘技术的测量精度, 并且加大了对测绘技术规范性和高效性的关注和研究。在工程测绘领域中, 不断地涌现出各种先进的测量设备和测绘技术, 明显提高了测绘精度, 且GPS测量技术以其具备的各种优势特点, 也对工程测绘做出了巨大的贡献, 所以, 研究GPS定位测量技术在工程测绘中的应用, 对我国的工程建设具有很重要的意义。

1 GPS定位测量技术概述

在我国工程测绘行业的发展历程中, 有过几次大规模的技术改革, 其中GPS定位测量技术的应用就是一大革新之一, 并且该技术成为了影响工程测绘的测量技术和工艺技术的重要因素。相对于传统测量技术, GPS技术具备的优点非常多, 例如测量精度高、操作速度快、测量费用低等等, 此外GPS测量技术摒弃了原有的常规测角和测距方法, 扩大了测量范围。在我国的工程测绘行业中, 测量人员通过GPS卫星定位技术构建一个定位网络, 然后经过这个GPS网络就能够将测量的实际数据信息传输给工程测绘管理单位, 而且测量点的距离可以扩展到几万里, 从而确保了测量的精度和连续操作。举例如下:我们利用GPS高差与三角高差技术来进行差值的分析处理, 在GPS网络中抽取对比数据, 一共抽取八条基线, 而且还要测量它们的三角高差。就能够得出在每一段中的GPS高差与三角高差的差值, 分析可知这个差值优越性在规范要求之内, 且GPS高差测量的精度基本上等于四等高线导线的精度。

GPS系统就是我们通常所说的卫星全球定位系统, 该系统以卫星为基础进行无线导航定位, 于1973年最早出现在了美国国防部。GPS系统主要由三大部分组成, 即:地面监控系统、GPS卫星星座以及用户GPS接受设备。随着社会经济的发展, 美国国防部逐渐解除了GPS在民用领域的限制, 而且还研制出了很多高精度的民用GPS系统, 不断地改善着系统的可靠性、安全性和稳定性, 使得GPS系统被大量应用到了工程精密测量、大地精确测量以及运载导航等等诸多领域中。

2 GPS定位测量技术的优势特点

2.1 功能多应用广

GPS全球定位系统在提供坐标位置信息的同时, 还可以提供时间和速度等信息, 由此可知, 该系统可以广泛应用在测量、导航、测速和测时等多方领域。GPS定位系统在不断地发展成熟, 在工程测绘领域, GPS测量技术被应用在工程测量航空摄影测量、大地测量以及海洋测量等方面。在使用全球性的或是全国性的高精度GPS控制网络时, 测量的相邻点距离范围可以扩大到几千或几万公里以上, 大大提高了系统的测量范围。

2.2 定位准确

在利用GPS定位技术进行测量时, 如果使用载波相位法则其精度能够达到1ppm, 使用其它技术则无法获得如此高的精度。GPS定位技术的测量范围精度在50km内时相对定位精度为10-6m, 测量范围精度在100~500km时相对定位精度为10-7m, 测量范围精度到达1000km时相对定位精度为10-9m而在300~1500m的工程定位测量中, 定位的误差不大于1mm, GPS在传递高层建筑物的绝对地面误差不大于5mm。尤其是GPS运用到实时动态定位和实时差分定位方面时, 定位精度甚至可以达到分米级和厘米级, 对于各种工程测量都能满足要求。目前, 数据处理技术和观测技术都在不断进步, 那么GPS技术也会随之提高自身的测量精度, 以便更好的为人民和国家提供可靠、优质的定位服务。

2.3 观测所需时间短

在GPS进行测量时, 如果采用静态定位方法, 则要找一条标准的基线, 按照工程要求的观测精度, 进行测量, 测量时间可在1~3h之内;如果采用快速定位法进行测量, 则测量时间可以缩短到几分钟, 甚至是几秒钟以内。这就看出, 随着GP技术以及软件技术的发展进步, 系统的观测时间明显缩短, 在以前需要花费几个小时的时间才可完成的工作, 现在只需几分钟或是几秒钟就可以观测成功。一般情况下, GPS系统能够在1h之内观测完需要采集的数据, 然后经过GPS接收器接收数据, 再把数据处理过后, 得到一个较精确的定位。随着科学技术的进步, GPS定位系统的软件和硬件设备都得到了更新和换代, 而新出现的监测控制网更加有利于加快观测速度, 提高工作效率。例如:更新升级后的GPS观测系统利用相对静态定位可以快速准确的观测到20km范围内, 而且观测时间仅需16~20min, 如果只是进行静态定位, 那么观测时间更加缩短, 仅需1~2min或是几秒钟。

2.4 易于操作

在GPS测量技术中, 自动化操作水平高, 在实际应用中只需安装所需设备, 就能够进行远程监控, 并且采集的数据准确、全面、可利用性强。例如:系统运用到气象数据采集中, 整个系统的观测设备一直处于高监视运行状态, 与接收器一起自动化为完成观测工作。如果要实现一个观测站内的连续观测, 那么系统还需要采用一些网络通信方式, 把采集的数据传输个数据处理中心, 并进行存储。整个观测和传输过程等, 都是在无人值守化的全自动模式下完成, 真正实现了系统的自动化采集和处理数据。

2.5 全天候工作

目前, 世界上发射到外太空在卫星已经多不胜数, 并且卫星分布均匀, 可以把地球的每个角落覆盖全面, 能够在任何时间观测到任何地方, 实现了工程测绘的全天候工作。GPS系统除了受恶劣性雷雨天气影响外, 其他天气情况下都不会间断工程测绘工作, 缩短了工程测绘的时间。

3 GPS技术在工程测绘中的应用

工程测绘工作对于其准确性和技术性要求很高, 并且其还具有复杂的内容。GPS与传统的测量技术相比, 具有很多的优点如:观测工期短、准确度高、成本低以及技术含量丰富等, 而且使用到的设备简单易操作, 所以, 在工程测绘工作中得到了广泛使用。具体的应用主要表现在以下几个方面:

3.1 GPS定位技术的应用

工程测绘中应用的GPS定位技术的工作原理为:把物理学和几何学的一些基础原理结合在一起, 利用系统空间分布的卫星, 在经由地面接收器对物体进行测量。目前, 在国内外的工程测绘中主要采用了静态相对定位技术和动态相对定位技术, 静态相对定位技术主要是把接收器在地面上进行一定的规范化排列, 还需要一些专业技术人员进行人工的数据采集处理。动态相对定位技术的观测依据是载波相位法, 选取工作点是首要工作, 其次是安装地面接收器, 实现不同角度的观测。

3.2 GPS技术在大地控制网中的应用

近年来, GPS定位系统改变了原有大地控制网络的长钢轨测距和测角的方法, 建立了GPS测量大地控制网。我国于1991年就开始把GPS技术应用到大地的基础控制网上, 其中大地控制点之间的距离很远大多在几千到几万公里之间, 传统的测量设备无法进行高精度的测量工作, 导致了工程测绘消耗的人力多而效率却低的现象。而在城市控制测量网络中, 测量点的距离很小只有几十公里, 使用GPS技术使得控制网络具备了测量精度高、使用范围大而频繁的优点。

3.3 GPS技术在工程监测中应用

工程建设过程中, 经常会由于各种原因而引起建筑物的变形, 我们将其叫做工程变形, 它一般会给我们带来很大的经济损失或人员伤亡。利用GPS技术可以对工程变形的四个主要阶段进行监测, 即为:基准设计的阶段、结构强度设计阶段、观测设计阶段、监测周期设计阶段。

3.4 GPS技术在虚拟现实技术领域的应用

在工程的测绘中, 因为很多外界因素和认为因素的影响, 测绘数据的误差大大增加。使用GPS定位技术之后, 就可以利用交互定位方法把测绘结果形象逼真的表现出来, 以便实施监管整个测绘工作流程。为了保证GPS技术的应用效果, 可以使用计算机等先进设备对测绘工作流程做一个模拟分析, 提早发现测绘中存在的问题并制定相应的解决办法, 明显可以提高测量方案的可行性和安全性, 以确保测量技术的有效发挥。

4 结语

除了以上所述的GPS技术应用之外, 在工程测绘很多方面还有用到, 例如GPS技术在房地产测绘中应用以及在水下工程测绘中应用等等。总结可知, GPS技术在工程测绘中应用, 大大提高了测量的精度和工作效率, 并且给工程测绘提供了可靠的技术保障, 也给我国各项工程的建设带来了很大的便利, 促进了全球信息化的发展趋势。

参考文献

[1]张文朗, 李游.工程测绘中GPS测量技术的应用[J].中国高新技术企业, 2013, 36:33~34.

[2]付骏.工程测绘中GPS定位测量技术的优势与应用[J].江西建材, 2013, 06:312~313.

GPS控制测量技术报告 篇5

GPS控制测量技术报告

一：测区概况，位于本溪经济开发区石桥子沈本产业大道，测区地势较平坦，由于公路两侧山势陡峭，树木密集，所以在本测区卫星信号不太理想，控制点之间距离较远。

二：仪器设备及软件

南方GPS、天宝及ASHTECH

GPS控制测量采用Ashtech locus单頻接收机,其静态精度为：

静态基线 ±（5mm +1ppmD）

高 程 ±（10mm+2ppmD）

平面精度要求：0.020m + 1ppm

高层精度要求：0.040m + 2ppm内业采用Ashtech Solution专业处理软件（包含数据传输、基线向量处理、GPS网平差软件、多种GPS数据格式转换等功能），完全能满足GPS控制测量数据处理的要求。

三：实习的内容

1.实习的主要内容

（1）GPS静态、动态野外数据采集及内业数据处理：

（2）GPS-RTK外业测量

2．实习目的,通过实习进一步深入了解GPS原理以及在测绘中的应用,巩固课堂所学的知识.熟练掌握GPS仪器的使用方法,学会GPS进行控制测量的基本方法并掌握GPS数据处理软件的使用方法.3.实习地点,本溪石桥子经济技术开发区产业大道

4.实验原理.GPS定位的原理是GPS 卫星发射的测距信号和导航电文,导航电文中含有卫星位置的信息,用户用GPS接收机在某一时刻接收三颗或三颗以上的GPS卫星,测出测站点(GPS天线中心)到卫星的距离并解算出该时刻卫星的空间位置根据距离,并解算出卫星的空间位置,根据距离交会法求测站点坐标.其基本思想为:在基准站上安置一台GPS 接收机,对所有可见卫星进行连续观测并将其观测数据通过无线电传输设备实时地发送给用户观测站,用户站在接收GPS卫星

信号的同时,通过无线电接收机设备接收基准站传输的观测数据,实时计算测站

点的三维坐标.5.实验过程:

(一).参考站要求

参考站的点位选择必须严格。因为参考站接收机每次卫星信号失锁将会影

响网络内所有流动站的正常工作。

（1）周围应视野开阔，截止高度角应超过15度,周围无信号反射物（大面

积

水域、大型建筑物等），以减少多路径干扰。并要尽量避开交通要道、过往

行人 的干扰。

（2）参考站应尽量设置于相对制高点上，以方便播发差分改正信号。

（3）参考站要远离微波塔、通信塔等大型电磁发射源200米外，要远离高

压输电线路、通讯线路50米外。

(4)RTK作业期间，参考站不允许移动或关机又重新启动，若重启动后必

须重新校正。

根据以上要求在校园里选择合适的已知点,将天线架设是该点做为基准站,连上

电缆,注意正负极要正确(红正黑负),确认无误后,方可开机.打开主机和电台，主机开始自动初始化和搜索卫星，当卫星数和卫星质量达到要求后（大约１分钟），主机上的ＤＬ指示灯开始５秒钟快闪２次，同时电台上的ＲＸ指示灯开始每秒钟闪１次。这表明基准站差分信号开始发射，整个基准站部分开始正常工作。

(二)．移动站要求

１．将移动站主机接在碳纤对中杆上，并将接收天线接在主机顶部，同时将手

簿夹在对中杆的适合位置。

２．打开主机，主机开始自动初始化和搜索卫星，当达到一定的条件后，主机

上的ＤＬ指示灯开始１秒钟闪１次（必须在基准站正常发射差分信号的前提下），表明已经收到基准站差分信号。

３．打开手簿，启动工程之星软件。工程之星快捷方式一般在手簿的桌面上，如手簿冷启动后则桌面上的快捷方式消失，这时必须在Ｆlashdisk中启动原文件（我的电脑→Ｆlashdisk→ＳＥＴＵＰ→ERTKPro2.0.exe）。

４．启动软件后，软件一般会自动通过蓝牙和主机连通。如果没连通则首先需要进行设置蓝牙（工具→连接仪器→选中“输入端口：７”→点击“连接”）。

５．软件在和主机连通后，软件首先会让移动站主机自动去匹配基准站发射时使用的通道。如果自动搜频成功，则软件主界面左上角会有信号在闪动。如果自动搜频不成功，则需要进行电台设置（工具→电台设置→在“切换通道号”后选择与基准站电台相同的通道→点击“切换”）。

６．在确保蓝牙连通和收到差分信号后，开始新建工程（工程→新建工程），依次按要求填写或选取如下工程信息：工程名称、椭球系名称、投影参数设置、四参数设置（未启用可以不填写）、七参数设置（未启用可以不填写）和高程拟合参数设置（未启用可以不填写），最后确定，工程新建完毕。

七进行校正:

利用控制点坐标库（设置→控制点坐标库）求四参数.?/P>

在控制点坐标库界面中点击“增加”，根据提示依次增加控制点的已知坐标和原始坐标，一般至少２个控制点，当所有的控制点都输入以后察看确定无误后，单击 “保存”，选择参数文件的保存路径并输入文件名，建议将参数文件保存在当前工程下文件名result文件夹里面，保存的文件名称以当天的日期命名。完成之后单击“确定”。然后单击“保存成功”小界面右上角的“OK”，四参数已经计算并保存完毕。方可进行测量.八实习总结:1实习中遇到的问题能分析, 在测量过程中突然收不到卫星信号,这种情况可能是流动站或基准站的电源没电或接收机的连线出现问题.在测量过程中突然显示单点定位可能是接收到的卫星数量不够而无法解算.在观测过程中手薄上的解算值始终不能固定,可能是流动站的选点有问题,周围可能有高压输电线,高大建筑物或在面积水域.２误差分析及减小误差的方法：1 卫星星历误差，卫星星历误差实际上就是卫星位置的确定误差，其大小取决于卫星跟踪的数量及空间分布，观测值数量及精度．２接收机钟误差，减弱方法是的把每一个观测时刻接收机差当作一个独立未知参数在数据处理中与观测站的位置参数一并求解．３卫星信号传播误差，包括电离层和对流层时廷误差．４多路径误差，多路径误差是指卫星信号通过不同的路径传输到接收机天线．多路径效应不反与反射系数有关，也与反射物离测站的距离及卫星的信号方向有

关，由于无法建立准确的误差改正模型，只能恰当的选择地点测量，避开信号反射物．５人差，仪器没有完全对中，没有绝对整平．

３影响GPS基线解算结果因素的判别及应对措施

1影响GPS基线解算结果因素的判别

对于影响GPS基线解算结果因素，有些是较容易判别的，如卫星观测时间太短、周跳太多、多路径效应严重、对流层或电离层折射影响过大等；但对于另外一些因素却不好判断了，如起点坐标不准确。

基线起点坐标不准确的判别

对于由起点坐标不准确所对基线解算质量造成的影响，目前还没有较容易的方法来加以判别，因此，在实际工作中，只有尽量提高起点坐标的准确度，以避免这种情况的发生。

卫星观测时间短的判别

关于卫星观测时间太短这类问题的判断比较简单，只要查看观测数据的记录文件中有关对与每个卫星的观测数据的数量就可以了，有些数据处理软件还输出卫星的可见性图，这就更直观了。

周跳太多的判别

对于卫星观测值中周跳太多的情况，可以从基线解算后所获得的观测值残差上来分析。目前，大部分的基线处理软件一般采用的双差观测值，当在某测站对某颗卫星的观测值中含有未修复的周跳时，与此相关的所有双差观测值的残差都会出现显著的整数倍的增大。

多路径效应严重、对流层或电离层折射影响过大的判别

对于多路径效应、对流层或电离层折射影响的判别，我们也是通过观测值残差来进行的。不过与整周跳变不同的是，当路径效应严重、对流层或电离层折射影响过大时，观测值残差不是象周跳未修复那样出现整数倍的增大，而只是出现非整数倍的增大，一般不超过1周，但却又明显地大于正常观测值的残差。

２．应对措施

基线起点坐标不准确的应对方法

要解决基线起点坐标不准确的问题，可以在进行基线解算时，使用坐标准确度较高的点作为基线解算的起点，较为准确的起点坐标可以通过进行较长时间的单点定位或通过与WGS-84坐标较准确的点联测得到；也可以采用在进行整网的基线解算时，所有基线起点的坐标均由一个点坐标衍生而来，使得基线结果均具有某一系统偏差，然后，再在GPS网平差处理时，引入系统参数的方法加以解决。

卫星观测时间短的应对方法

若某颗卫星的观测时间太短，则可以删除该卫星的观测数据，不让它们参加基线解算，这样可以保证基线解算结果的质量。

周跳太多的的应对方法

若多颗卫星在相同的时间段内经常发生周跳时，则可采用删除周跳严重的时间段的方法，来尝试改善基线解算结果的质量；若只是个别卫星经常发生周跳，则可采用删除经常发生周跳的卫星的观测值的方法，来尝试改善基线解算结果的质量。多路径效应严重

由于多路径效应往往造成观测值残差较大，因此，可以通过缩小编辑因子的方法来剔除残差较大的观测值；另外，也可以采用删除多路径效应严重的时间段或卫星的方法。

对流层或电离层折射影响过大的应对方法

对于对流层或电离层折射影响过大的问题可以采用下列方法：

1.提高截止高度角，剔除易受对流层或电离层影响的低高度角观测数据。但这种方法，具有一定的盲目性，因为，高度角低的信号，不一定受对流层或电离层的影响就大。

2.分别采用模型对对流层和电离层延迟进行改正。

3.如果观测值是双频观测值，则可以使用消除了电离层折射影响的观测值来进行基线解算。

总的来说GPS控制网基线测量，基线长度较短的情况下(10km左右，最大不超过20～30km)，GPS的轨道误差(星历误差)，太阳光压影响及美国SA技术基本对测量精度不发生影响(它只能影响单点定位和长基线测量结果)。

在作业过程中，在GPS接收机满足作业精度要求的情况下，测量的主要误差源是多路径误差、周跳和点位的对中误差。作业中应尽量避免它们的发生并减少其误差。

九：经验总结：总的来说，ＲＴＫ测量除了要有足够的卫星数和卫星具有良好的几何分布外，还要求基准站与流动站的数据通讯必须良好．

GPS定位测量技术 篇6

【关键词】GPS技术;矿区测量;应用

1.GPS系统概述及工作原理

1．1全球定位系统

GPS是由美国军方研发的卫星导航系统，该系统由三部分组成：空间部分（即GPS卫星）、地面监控部分（即地面监控系统）、用户部分（GPS信号接收机）。

1．1．1空间部分

GPS卫星星座由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成，在用GPS信号导航定位时，为了解算未知点的三维坐标，必须四颗以上GPS卫星。

1．1．2地面监控部分

GPS的地面监控系统包括一个主控站，三个注入站和五个监测站以及通信与辅助系统，主控站的作用是根据各监测站汇总来的观测数据进行计算，得出卫星在轨的一系列参数，并将这些数据通过注入站注入到卫星中去，监控站接收卫星信号，监测卫星的工作状态，注入站是将主控站计算的数据注入到卫星中去。

1．1．3用户部分

由GPS接收机及数据处理设备构成，其作用是通过接收卫星发来的信号，确定地面点的三维坐标。

1．2 GPS的工作原理

GPS定位的基本原理是把GPS卫星视为一种飞行的动态已知点，在其瞬间位置已知的情况下（星历提供），以GPS卫星和用户的GPS接收机天线相位中心之间的距离作为观测量，进行空间距离后方交会，从而确定出用户所在的位置（即三维坐标）。

2.GPS的静态测量作业方法及组网方式

2．1 GPS静态测量的基本作业方法

把二台以上的GPS单频机或双频机分别安置于待定点上，然后同步进行连续观测，按照所建矿区控制网的等级确定采样间隔、时段长度、观测时段数、卫星截止高度角、同时观测有效卫星数等，外业数据采集完毕，内业采用专门的软件进行解算，求得待定点的三维坐标。

2．2 GPS静态测量的组网方式

GPS网的连接方式通常有点连接方式、边连接方式、网连接方式三种基本方式。在矿区测量工作中常常采用边点混合连接方式、星型布设方式、导线连接方式等。

3.实时动态差分GPS系统(RTK技术)

实时动态定位(RTK)系统由基准站和流动站组成，具体操作是将一台GPS接此机安置在某一基准点上作为基准站，对卫星进行连续观测，流动站上的接收机在接收卫星信号的同时，通过无线电传输设备接收基准站上的观测数据，通过计算机解算出流动站上点的三维坐标。

4.矿区地面测量的主要工作内容

矿区地面测量的主要工作包括：平面控制网的测布设、矿区地形图的测量、矿区平面图的测绘、地下管线的测绘及放样、地面的变形监测等。

4．1利用GPS的静态测量技术建立矿区控制网

矿区控制网要求在国家一、二等控制网的基础上，建立三等、四等或等外控制网，根据采矿工程的需要来确定。用GPS系统静态测量技术建网时，应在网中带入至少二个以上国家控制点，其原因是GPS系统所用坐标系与我国目前系统采用的坐标系不同，GPS系统采用的是84地心坐标系，我国采用的是54坐标系或80坐标系，这样不同的坐标系统需要转换，若想把GPS观测的在84坐标系中的坐标转换到54坐标系或80坐标系，就需要在控制网中带入我国国家控制点的坐标。

在组网方式上，力争构成同步环，视控制网中控制点个数，确定几台接收机同时进行观测。

4．2矿区地面测量除控制测量外，其他测量任务均可用实时动态(RTK)技术来完成

RTK测量的基本工作方法是：①在基准站安置GPS接收机，进行基准站设置，②进行流动站设置，③采集已知点坐标解求七参数并验证该参数，④若解求七參数正确，即可以进行数据的采集，⑤数据下载：将移动站的电子手薄与计算机连接，用专门的软件就可以外业所测的数据下载到计算机中进行编辑整理。工程放样时，可将要放样的点的坐标预先储存在移动站中，这样就可以按照点放样、线段放样方式进行连续的放样。RTK技术适用于矿山地形测量、矿区平面图的测量、碎部测量及放样等。

5.结束语

相对于常规的测量方法来讲，全球定位系统GPS测量有以下特点：测站之间无需通视、定位精度高、观测时间短、提供三维坐标、 操作简便、自动化程度很高、 全天候作业等特点，因此，只要将各种GPS测量技术充分运用到矿区测量生产实践中，并与常规测量方法相结合，不但可以节省人力、财力、物力、缩短工期，还可以大大提高工程的质量和精度。■

【参考文献】

［１］周忠谟,易杰军,周琪.GPS卫星测量原理与应用.北京：测绘出版社,1997.

［２］胡明城,鲁福.现代大地测量学.北京：测绘出版社,1994.

GPS定位测量技术 篇7

1 工作原理

实时动态 (RTK) 定位技术是GPS测量技术的一个突破, RTK系统主要是由电脑手簿、流动站、基准站组成, 此外GPS-RTK定位系统想要实现动态测量, 必须要借助无线数据通讯, 在实际测量过程中, 首先要确定基准点, 基准点通常选取点位精度较高的首级控制点, 之后在基准点的位置上设置接收机, 进而构成参考站, 然后对卫星实施连续观测, 流动站上的接收机同时接收基准站观测数据以及卫星信号, 并且流动站通过蓝牙装置与电脑手簿相连, 最终依据相对定位原理, GPS-RTK定位系统就可以实时计算并显示出流动站的三维坐标。

2 GPS-RTK定位技术在某航道测量中的应用

2.1 实例介绍

某航道原本属三级航道, 之后由于发展需要, 按照二级标准进行整治, 本次河道整治工程中需要完成土方疏浚、修复护岸等工作, 需整治的河道里程共计69.836km, 整治标准如下:设计水深4.0m, 驳岸段航道最小航宽74m, 最小底宽60m, 最小口宽110m, 最小弯曲半径540m, 该项整治工程完成后, 该河段的通航条件会明显改善, 能够通航2000吨级的船舶。在航道整治工程中需要实施航道测量, 本工程需要对69.836km河道进行全程的水位观测、地形测量、平面控制、水深测量、高程控制等等, 测量过程中采取CAD制图, 测量比例尺1:2000, 严格按照交通部颁布的《水运工程测量规范》 (J TJ 203-2001) 来实施测量, 本次河道整治工程中, 航道测量工作的工期为90个工作日, 需要进行水深测量的水域面积总共3km2左右, 地形测量面积总共30km2左右, 共计投入双频GPS接收机18台, 其中包括移动站6台, 基站3台, 静态9台, 双频GPS接收机的标称动态精度为10mm±1ppm, 静态精度为5m m±1ppm, 另外投入手提电脑3台, 电子经纬仪2台, 测深仪1台。本文在此以本次河道整治工程为例, 分析GPS-RTK定位技术在航道测量中的应用。

2.2 平面控制测量

在本次航道整治工程中, 按照测区河道的实际情况, 再结合航道整治标准, 最终平面控制的首级控制网采用D级GPS网, 每间隔8km在两岸设置一对D级点, 测区内共有3段D级GPS网, 各网交接处的公共边实施联测。

2.3 碎部地形测量

地形测量过程中需要全面分析各方面因素, 本次航道整治工程通过多方面因素综合分析, 最终决定将GPS-RTK和全站仪配合使用, 地形测量与水深测量同步作业, 每个侧段设置全站仪组2个, RTK组1个。本次航道测量工程中, 地形测量需要由水边线测至两岸大提顶, 堤岸上无遮挡, 对RTK组的测量工作比较有利, 测量时在楼 (屋) 顶、水闸顶、河边小山顶上的D级点上设置基准站, 之后初始化流动站, 通过附近的已知控制点来计算高程异常以及坐标转换参数, 然后测量碎部点的坐标, 每个碎部点持续观测2min, 采用手簿机储存观测数据, 现场绘制草图, 外部作业完成之后, 依据观测数据绘制地形图。

另外在本次航道整治工程中, 还需要对江边的果园、桥梁、水闸、城镇、码头、村庄等区域进行地形测量, 在这些区域的测量过程中, 由于GPS天线受到严重的遮挡, 给RTK组的测量工作带来很大不便, 因此上述区域采用全站仪组来实施测量, 首先RTK组在复杂地形中设置RTK控制点, 之后全站仪组在RTK控制点上设置仪器, 测量前严格核查定向站与对测站的坐标差, 必要时重新测量图根点[1]。

2.4 航道水深测量

GPS-RTK定位技术的应用, 提高了水深测量工作的自动化水平, 设置水深断面线、采集水深点、成图等各个环节, 都可以通过电子计算机来完成, 提高了水深测量工作的实际效率, 此外在应用GPS-RTK定位技术之后, 水上定位和水深定位就可以同步进行, 能够保证测深仪换能器和GPS天线处于相同位置, 这样一来, 不仅提高了测量效率, 还大大提高了水深测量的准确度[2]。在传统的航道测量方法中, 往往需要多次搬移全站仪, 导致测量效率很低, 浪费了大量的时间和精力, 而在本次航道整治工程中, 基准站的数据链接传播能够达到15km, 这样一来, 就可以避免搬移全站仪而浪费时间, 只要一艘测探艇中配备2人即可, 其中1人操作计算机, 另一人驾驶测探艇, 每天可以测量的水域面积高达4km2, 并且工作人员的劳动强度较低, 可见GPS-RTK定位技术可以在节省人力的基础上提高水深测量的效率。

3 应用RTK测量的注意事项

由于RTK测量无需面对误差积累问题, 因此就测量精度而言, RTK测点精度能够满足碎部地形测量以及图根控制的需求, 不过也要认识到, RTK测量想要达到一级导线精度, 还要采取一些其他措施, 如何进一步提升RTK定位系统的精度, 是以后工作中研究的重点问题之一。另外RTK测量的高程精度不是特别稳定, 在本次航道整治工程中, 有时测点高程偏差会比较明显, 因此在使用RTK测量时一定要注意这一问题。

本次航道整治工程采用全站仪对RTK测量结果进行核查, 结果显示, RTK对碎部测量点高程、坐标的测量结果与全站仪测量结果相比, 二者之差都在2~3cm左右, 由此可见, RTK对碎部测量点高程、坐标的测量结果比较可靠, 但是一定要注意, 在使用RTK测量时, 应该做好与周围相邻点的校核, 否则容易影响测量准确度。

4 总结

内河航道测量在社会发展中具有重要作用, 如今各领域都在大力采用新技术, 努力提高工作效率, 在新的时代背景下, 航道测量工作也势必要运用现代化技术, 提高测量效率和测量精度。GPS-RTK定位技术的应用, 大大提高了航道测量工作的自动化水平, 不过必须要认识到, 如何更加科学的运用GPS-RTK定位技术, 还需要进行深入的研究, 这样才能充分保证测量准确度, 本文在此分析了GPS-RTK定位技术在航道测量中的应用, 希望对相关工作有所裨益。

摘要：内河航道测量工作比较复杂, 为了保证航道水深地形图的准确性, 必须要应用科学的定位技术, 对此本文探讨GPS-RTK定位技术在航道测量中的应用, 希望对相关工作有所帮助。

关键词：GPS-RTK定位技术,航道测量,航道水深

参考文献

[1]张红军.GPS-RTK定位技术在航道测量中的应用[J].中国水运 (下半月) , 2011.

GPS定位测量技术 篇8

关键词：GPS定位,静态观测,工程测量,RTK实时动态测量

1 传统施工测量工艺的特点

测站之间须相互通视的问题一直是传统测量的难题,特别是在进行控制点测量时,传统测量中无论是使用全站仪、经纬仪、水准仪等测量仪器,都要求测点之间能够相互通视。贝宁共和国地处非洲西部,临近赤道,属于高温多雨地带,草木茂盛。清表前的阿博公路两侧植被稠密,导致我小组在公路测量过程中,要在高过人的草地里行走,在陡峭的土坡两侧难以布设相互通视的点位。并且点位也要根据地形要求来埋设,一般地段每千米要2~3个点,对于环境复杂的改线段,每公里要布置6~8个点才能满足测量需要。由于全站仪测量速度缓慢,所以每天难测1km,转站和搬站占用了大部分时间。

2 公路施工测量工艺改进

针对以上传统测量方式存在的问题,阿博公路第三标段项目部经过研讨,决定采用水准仪配合GPS定位技术进行测量,以提高长路线公路工程的测量效率,节省测量作业时间,保证施工顺利进行。

在使用GPS进行静态、动态测量过程中,我们具体从以下几个方面进行实施。

2.1 利用GPS静态测量技术进行控制网复核、加密

在进行GPS外业静态测量时,直接将GPS接收机架设在所测控制点上接收卫星数据,在内业数据处理时,利用接收到的卫星数据的变化来求得待定点的坐标。利用GPS静态测量技术对控制点进行复核、加密的优点在于即保证了观测数据的准确性,又避免了因路线过长导致的频繁转站,从而极大地提高了测量效率,加快了测量进度。

2.1.1 GPS静态观测步骤

1)制定观测计划。在施测前,根据控制网的布设方案、规模的大小、精度的要求、参与作业的GPS数量以及后勤保障条件(交通、通信)等,制定静态观测工作的进程表及接收机的调度计划,以便顺利地实现预定的观测任务。

2)安置及启动仪器。(1)在远离反射源,避开电磁场干扰的观测站点上安放三脚架;(2)打开仪器箱,取出基座及对中器,将其安放在脚架上,在控制点上对中、整平基座;(3)从仪器箱中取出接收机,将其安放在基座上,并将其锁紧;(4)多次量取仪器高,间隔测量的差值少于3mm,计算平均值作为最终控制点标石至GPS仪器的最终高度;(5)将主机调节至静态观测模式,待卫星指示灯闪烁,即为搜索卫星过程,若主机卫星灯进入长亮状态说明已锁定卫星,直至指示灯按照固定间隔时间闪烁,即为收集卫星数据中;(6)在设计院点位复核无误的基础上对加密点位进行静态定位测量工作,一般是在三个以上的连续的控制点上安置GPS,并同时接收卫星信号。

3)记录外业观测数据。包括主机以及控制点的数据信息,为后期的内业数据处理做好准备工作。

4)观察接收状态。在接收机工作期间,不定时察看接收机状态是否正常。在数据采集过程中,防止无关人员及牲畜在仪器附近走动。

5)关机。到达预计观测时间后,在收到小组长的结束观测指示后,先关闭接收机电源,然后再次量取天线高。将关机时间及测后天线高填入观测手簿后收仪器。

6)根据预定观测计划转站。在静态观测过程中,由多台GPS主机在不同的测站同时进行同步观测,时间由40分钟到几小时不等。测量结束后直接移动仪器至下个相邻控制点,不需通过频繁转站才能观测至下一控制点,为此大大节省了测量时间。

7)下载静态文件、内业处理数据。

2.2 提高GPS静态数据可靠性的方法

2.2.1 增加静态观测的独立基线数

对预计的GPS网进行布设时,适当增加观测期数可以有效的提高静态数据的可靠性。原因是由于观测时间段的增加,可增加静态观测的独立基线数,为后期数据处理提供更多的分析依据,从而提高观测数据的可靠性。

2.2.2 确保测站点的重复观测数

通过多次观测同一设站点,有利于观测者及时发现设站、对中、整平、等人为原因造成的错误。当在同一测站上多次使用同一台GPS主机进行多个时段的观测时,需要测量人员重新安置仪器,避免产生各种操作误差和错误。确保在每个设站点上有三条以上的独立基线相连,有利于提高测站数据的可靠性。

2.2.3 利用GPS-RTK定位技术克服地形复杂,无法通视的困难

在进行完控制网的加密测量工作后,就可以直接用GPS-RTK动态测量技术进行公路测量工作。无需测站点间相互通视,这是传统测量仪器不能企及的。GPS只要架一次基站,就可以完成4km左右的全部测量工作。在坐标数据采集、放样等测量工作中,可以完全代替全站仪,并且测量精度能够得到保证。

GPS-RTK技术外业的操作方法:

步骤一:室外架设基准站。

选择视野开阔且地势较高的地方架设基站,基站附近不应有高楼或成片密林(卫星接收不好)、大面积水塘(多路径效应严重)、高压输电线或变压器(有干扰)。基站可以架设在未知点和已知点上。

步骤二:GPS和移动站主机连接

GPS手簿与移动站GPS主机通过蓝牙连接,在使用UHF电台时,将差分天线连接在移动站GPS主机上。设置移动站,使之与基准站电台频道一致。

步骤三:采集控制点数据信息

在两个及两个以上的控制点上收集卫星数据,将采集的源坐标储存至记录点库。

步骤四:求解转换参数和高程拟合参数

在四参数解算的软件中,在源坐标中输入通过卫星采集的数据坐标,对应的在目标点库输入当地的坐标,加载完数据后进行解算。四参数缩放比例越接近于1越可靠。

步骤五:碎部测量

为提高碎布测量和数据放样的效率,可将相关的数据信息提前录入GPS手簿中,外业测量中,打开线路放样功能界面,快速的进行测设点的放样。也可进行纵横断面的数据信息的采集,通过格式转换即可进行原地貌数据计算。

3 效果检查总结

由检查效果可以看出,GPS定位技术应用相对于传统的测量方法来讲,具有如下突出优点:

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。比传统测量方法适应性更强,并且作业不受环境和距离限制。

2)观测时间短,采用GPS技术布设控制网,因其图形强度系数高,能够有效地提高点位趋近速度。布设控制网时,每个测站上的静态观测时间一般在1个小时左右,且根据施工需要进行任意布设。测量放样时,每个点位所需的测量时间不到半分钟。

3)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。

4)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。

5)采用GPS定位技术进行测量工作与传统的测量方式相比,效率可提高一倍以上,并能大幅度降低测量工作人员数量及相应测量工作的劳动强度。

参考文献

[1]汪灯林.GPS定位技术在工程测量中的应用[J].中国高新技术企业,2009(22).

GPS定位测量技术 篇9

为了实现GPS单点定位达到厘米级精度, 必须解决如下关键问题: (1) 在定位过程中需要同时采用相位和伪距观测值; (2) 卫星轨道精度需达到厘米水平; (3) 卫星钟差改正精度需达到纳秒量级; (4) 需要考虑更精确的误差改正模型。实质上, 卫星位置和卫星钟差是影响精密单点定位精度的重要因素。本文主要从IGS提供的各种精密星历和钟差改正相关产品着手, 利用国际著名导航定位软件BERNESE 5.0进行计算, 分析快速星历和最终星历以及不同采样间隔星历钟差产品对静态单点定位精度的影响, 进而讨论GPS单点定位技术在城市工程测量中的应用。

1 BERNESE 5.0软件数据处理

到目前为止, 国际上GPS高精度单点定位软件主要有美国喷气推进实验室的GIPSY软件、瑞士伯尔尼大学的BERNESE软件、德国地学研究中心的EPOS软件。

GIPSY软件只供科研使用, 不供商用, 且不提供源代码, EPOS软件应用范围较为局限, 主要在欧洲国家使用, 也是以科研为主, 而BERNESE软件可以商用, 且提供源代码, 使用较为广泛。图1中给出了BERNESE5.0单点定位数据处理的简要流程, 主要包括数据格式转换、钟差改正、误差模型改正、预处理和参数估计, 除了得到测站坐标之外, 还可以选择输出对流层、电离层、接收机钟差等参数的估计结果。

2 IGS精密星历

随着GPS定轨理论和技术的提高, 轨道计算数学模型的完善, 以及全球跟踪站数目的增多和跟踪站分布的改善, IGS确定GPS卫星轨道的精度有了明显的提高。目前, 国际IGS服务局提供的事后精密卫星星历的精度已优于5 cm, 精密卫星钟差的精度已达0.1 ns。其提供的精密卫星星历和卫星钟差产品包括:超快速产品 (U l t r a Rapid) 、快速产品 (Rapid) 和最终产品 (Final) 3种, 它们在精度、时延、更新率和采样率方面是不同的。如表1所示。

由表1知IGS给出的快速星历和最终星历在采样率和精度指标上均相同, 那么快速星历和最终星历对静态精密单点定位精度的影响是否相同, 在实际应用中是否需要等待最终产品解算精密单点定位, 下面将用实例进行比较分析。

3实例数据分析

本文选用北京CORS系统基准站的观测数据, 分别选取超快速星历 (实测部分) 和最终星历, 以及相对应的钟差改正文件, 利用BERNESE 5.0软件进行精密单点定位计算, 假设该站已知的精确坐标为真值, 将两种单点定位结果分别与之求差, 求得点位中误差, 进而比较分析。

为了分析数据处理结果的统计特性, 且避免误差偶然性, 本文将全观测数据分为24个时段, 分别使用两种精密星历进行单点定位计算。图2中给出了使用两种精密星历单点定位的点位误差, 可以看出采用超快星历和最终星历的精度均在±0.06 m之内, 大部分时段是在±0.03 m范围之内, 14:00~20:00之间的误差相对较大, 与广州地区活跃的电离层活动有关, 两种结果相比较, 使用最终星历的单点定位精度相对较高, 但并不明显。

为了更加详细地比较两种精密星历对单点定位结果的影响, 对两种精密星历定位结果的坐标分量分别求差, 图3给出了X、Y、Z分量较差, 可以看出坐标分量较差均在±0.02 m范围之内, 这种差异对于城市工程测量来说影响并不算大, 因此不必等到最终星历的发布, 可以直接使用超快速星历进行单点定位, 从而保证了精密单点定位技术在城市工程测量当中的可用性。

4结语

目前精密单点定位在静态定位方面理论已经比较成熟, 采用高精度GPS计算软件以后处理方式得到的定位结果已完全可以达到厘米级精度。本文分别选取超快速星历和最终星历两种精密星历文件, 利用BERNESE 5.0软件进行计算, 对全天24个时段的结果进行分析, 可以看出, 无论采用何种精密星历以及提供的钟差改正参数, 解算结果均处于厘米级精度水平, 两种测量结果相差甚微, 完全可以满足城市工程测量的日常需要。随着美国GPS现代化的逐步完成, 以及Galileo系统的正式运行, 伪距码和多频观测值的增加, 可以大大提高精密单点定位的精确性和可靠性, 相信精密单点定位技术在城市测量中将会发挥更大的作用。

摘要：本文基于笔者多年从事城市工程测量的相关工作经验, 以GPS单点定位在城市工程测量中的应用为研究对象, 论文探讨了BERNESE5.0软件数据处理流程、IGS精密星历等关键技术, 在此基础上, 笔者结合案例进行了分析, 结果表明精密单点定位完全满足城市工程测量的日常需要, 全文是笔者长期工作实践基础上的理论升华, 相信对从事相关工作的同行能有所裨益。

关键词：GPS单点定位,城市工程测量,BERNESE 5.0,精密星历

参考文献

[1]施展, 孟祥广, 郭际明, 等.GPS精密单点定位中对流层延迟模型改正法与参数估计法的比较[J].测绘通报, 2009 (6) .

[2]曲伟菁, 朱文耀, 宋淑丽, 等.三种对流层延迟改正模型精度评估[J].天文学报, 2008 (1) .

[3]张民伟, 郭际明, 黄全义.基于GPS双频P码伪距进行单点定位研究[J].地理空间信息, 2005 (3) .

GPS定位测量技术 篇10

钦州市交通局在2005年购置了一套(三台套)美国天宝Trimble5700 GPS用户测量系统，并在灵山至浦北、陆屋至沙坪、钦州至那彭、伯劳至乌家等三级公路测量中推广应用，并取得了很好的效应。本文结合生产实践就GPS技术在公路测量中的应用介绍如下。

（一）GPS简介

1. GPS系统的组成

GPS全球定位系统由空间卫星群和地面监控系统两大部分组成，除此之外，测量用户当然还应有卫星接收设备。

(1)空间卫星群：GPS的空间卫星群由24颗位于地球上空20183公里轨道上的GPS卫星群组成，并均匀分布在6个轨道面上，各平面之间交角为60o，轨道和地球赤道的倾角为55o，卫星的轨道运行周期为11小时58分，这样可以保证在任何时间和任何地点地平线以上可以接收4到11颗GPS卫星发送出的信号。

(2) GPS的地面控制系统：包括一个主控站、三个注入站和五个监测站，主控站的作用是根据各监控站对GPS的观测数据计算卫星的星历和卫星钟的改正参数等并将这些数据通过注入站注入到卫星中去;同时还对卫星进行控制，向卫星发布指令，调度备用卫星等。监控站的作用是接收卫星信号，监测卫星工作状态。注入站的作用是将主控站计算的数据注入到卫星中去。GPS地面控制系统主要设立在大西洋、印度洋、太平洋和美国本土。

(3) GPS的用户部分：由GPS接收机、数据处理软件及相应的用户设备如计算机等组成，其作用是接收GPS卫星发出的信号，利用信号进行导航定位等。在测量领域，随着现代的科学技术的发展，体积小、重量轻便于携带的GPS定位装置和高精度的技术指标为工程测量带来了极大的方便。例如：天宝Trimble5700GPS测量型接收机其技术指标为：

尺寸：13.5cm宽×8.5cm高×24cm长

重量：1.4kg

跟踪：24信道L1C/A代码，L1/L2全周期载波，P码加密期间完全操作，WAAS卫星跟踪。

信号处理：麦克斯韦体系，极低噪声C/A代码处理，多路径抑制。

测量精度：静态测量水平：5mm+0.5ppm(×基线长度)垂直：5mm+1ppm(×基线长度)

RTK测量：水平10mm+1ppm(×基线长度)垂直：20mm+1ppm(×基线长度)

这些技术指标充分的满足了控制测量的精度要求。

2. GPS的工作原理

GPS系统是一种采用距离交会法的卫星导航定位系统。在需要的位置P点架设GPS接收机，在某一时刻ti同时接收了3颗 (A、B、C) 以上的GPS卫星所发出的导航电文，通过一系列数据处理和计算可求得该时刻GPS接收机至GPS卫星的距离SAP、SBP、SCP，同样通过接收卫星星历可获得该时刻这些卫星在空间的位置 (三维坐标) 。从而用距离交会的方法求得P点的三维坐标 (Xp, Yp, Zp) ，其数学式为：

式中 (XA, YA, ZA) ， (XB, YB, ZB) ， (XC, YC, ZC) 分别为卫星A, B, C在时刻ti的空间直角坐标。在GPS测量中通常采用两类坐标系统，一类是在空间固定的坐标系统，另一类是与地球体相固联的坐标系统，称地固坐标系统，我们在公路工程控制测量中常用地固坐标系统。(如：WGS-84世界大地坐标系和1980年西安大地坐标系。)在实际使用中需要根据坐标系统间的转换参数进行坐标系统的变换，来求出所使用的坐标系统的坐标。这样更有利于表达地面控制点的位置和处理GPS观测成果，因此在测量中被得到了广泛的应用。

（二）GPS测量的技术特点

相对于常规的测量方法来讲，GPS测量有以下特点：

1. 测站之间无需通视。

GPS这一特点，使得选点更加灵活方便。但测站上空必须开阔，以使接收GPS卫星信号不受干扰。

2. 定位精度高。

一般双频GPS接收机基线解精度为5mm+0.5ppm，而红外仪标称精度为5mm+5ppm, GPS测量精度与红外仪相当，但随着距离的增长，GPS测量优越性愈加突出。大量实验证明，在小于50公里的基线上，其相对定位精度可达1～2×10-6D，而在100～500公里的基线上可达10-6～10-7.D (D为基线长度)。

3. 观测时间短。

观测时间短采用GPS布设控制网时每个测站上的观测时间一般在30～40min左右，采用快速静态定位方法，观测时间更短。例如使用Timble5700GPS接收机的RTK法可在5s以内求得测点坐标。

4. 提供三维坐标。

GPS测量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。

5. 操作简便。

GPS测量的自动化程度很高。目前GPS接收机已趋小型化和操作傻瓜化，观测人员只需将天线对中、整平，量取天线高打开电源即可进行自动观测，利用数据处理软件对数据进行处理即求得测点三维坐标。而其它观测工作如卫星的捕获，跟踪观测等均由仪器自动完成。

6. 全天候作业。

GPS观测可在任何地点，任何时间连续地进行，一般不受天气状况的影响。

（三）GPS系统在实际测量工作中的应用

公路工程的测量主要应用了GPS的两大功能：静态功能和动态功能。静态功能是通过接收到的卫星信息，确定地面某点的三维坐标，主要用于建立控制网;动态功能是通过卫星系统，把已知的三维坐标点位实地放样地面上、把路线中线边线放样于实地上、测量中桩高程以及测量点的三维坐标等。钦州市交通局应用GPS测量是于2005年开始的，共进行了灵山至浦北、陆屋至沙坪、钦州至那彭、伯劳至乌家等公路得117.8公里的中线测量和控制测量，经过多次的复测验证，GPS技术定线测量的精度可以完全满足公路勘察设计和公路建设的精度要求。

1. 公路控制测量

(1)选点。按《公路全球定位系统(GPS)测量规范》JTJ/TO66-98的要求进行选点，各点应形成符合要求的三角网。若需同国家控制网联测，联测点应不少于3个。测站之间无需通视，但测站上空必须开阔，以使接收GPS卫星信号不受干扰(但为了便于以后用其他仪器测量点间应尽量通视)。现以钦州市伯劳至乌家三级公路测量为例说明GPS的静态测量和动态测量的方法(图1)。该路长23.0255KM，布设的控制点为KD1～KD13。

(2) GPS的静态测量。GPS静态测量法就是根据制定的观测方案，将三台天宝5700GPS接收机安置在待定点 (KD1, KD2, KD3) 上(图2)同时接收卫星信号，每时段根据基线长度和测量等级观测40分钟以上的时间即可完成，直至将所有环路观测完毕。测量步骤为：安脚架→天线对中→整平→量取天线高→打开电源即可进行自动观测，接收机天线高在观测前后各量1次，误差不大于3 mm;安置仪器时，对中误差不大于3 mm。23KM路的控制点两天可完成。

(3)数据处理。GPS数据处理采用其配套的Trimble Geomatics Officel软件进行，GPS数据处理步骤为：测量完成后将接收机连接计算机→用其配套的Data Transfer软件将数据导出→打开Trimble Geomatics Officel软件→导入数据→基线处理→平差→输入已知固定点坐标→平差→导出，即求得测点的WGS-84坐标和当地网格三维坐标。

2. GPS的动态测量

实时动态定位RTK (Real Time Kinematic) 是基于载波相位观测值的实时动态定位技术。在RTK作业模式下，基准站通过数据链将其GPS观测值和测站坐标信息一起传送给流动站。流动站把通过数据链接收的来自基准站的数据与采集的GPS观测数据一并在系统内组成差分观测值进行实时处理，同时给出厘米级定位结果。RTK测量步骤：架设基准站(包括架天线、连接接收机及电台、启动基准站)→流动站背包安装→启动流动站→点校正→测量点或输入放样路线数据放样道路。我们勘测中桩放样使用3台天宝Trimble5700GPS双频接收机进行RTK放样，一台作为基准站架设在控制点上，另两台作为流动站分两组进行中桩三维放样，实地放出公路中线位置并测量出高程。

(1)点校正。输入校正点的目的是确定合理的坐标转换参数，由于GPS接收机测量数据为WGS-84坐标，必须经过平移、旋转和尺度改正转换成当地网格坐标才能使用，确定合理的坐标转换参数对精确放样非常重要。一般需输入4个点，且放样位置应包含在校正点范围内(放样K0～K11段，基准站设于KD4，用KD1、KD4、KD5、KD8作为校正点;放样K11～K23段，基准站设于KD10，用KD5、KD8、KD10、KD13作为校正点)。直接输入4点的WGS-84坐标和当地网格坐标即完成。

(2)路线数据的输入。天宝Trimble5700GPS双频接收机手薄内置道路放样程序，专为道路放样编制的，可以进行中桩放样，路线横断面测量等。具有直线、圆曲线、缓和曲线计算功能，只需把路线起点桩号和坐标、直线方位角和直线长度、曲线半径和长度及缓和曲线长度输入手薄，任意桩号坐标都能自动计算出来并进行实地放样。同时天宝Trimble5700GPS双频接收机具有导航功能，把需要放样点的桩号输入仪器，接收机就能精确指挥你到放样点位置。

(3)进行中桩放样。选择合理的基准站位置。基准站位置对天通视良好，周围无遮挡卫星信号的东西。因为基准站卫星信号遮挡，与流动站接收共同卫星数少于5个，将导致整周模糊度求解困难，从而导致流动站测量数据误差较大。同时基准站与流动站的距离最好不超过5km。实验表明距离在10km之内，误差一般不超过5cm。流动站开始放样前，为保证放样测量正确，首先到另一控制点进行校核，精度达到要求后才进入放样程序进行放样，放样结束后再到控制点进行校核。这样做首先是检查基准站仪器架设是否正确，转换参数是否有误。同时，因为校核已知点与进行放样都是RTK测量模式，精度相同，对比数据可以作为中桩放样的精度指标。采用RTK技术进行公路放样是测量放样技术的革命，仅需一个人背着接收机(图3)，它会提醒你走到要放样点的位置，既迅速又方便，而且不要求站点通视。作业效率高，每个放样点只需要停留1～2 s，流动站小组作业，每小组 (3～4人) 可完成中线测量4～5 km/天，大大提高了作业效率，23KM路放线三天可完成。由于是通过坐标来直接放样的，精度很高而且均匀。同时在公路勘测中使用RTK定位技术进行了路线横断面测量，为山区公路横断面测量提供了新的勘测技术，大大提高了横断面测量效率和测量精度。

（四）结论

通过以上对GPS测量的应用事例的探讨，可以看出GPS在公路工程的控制测量上具有很大的发展前景：第一，GPS作业有着极高的精度。它的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。第二，GPS测量可以大大提高工作及成果质量。它不受人为因素的影响。整个作业过程全由微电子技术、计算机技术控制，自动记录、自动数据预处理、自动平差计算。第三，GPSRTK技术将彻底改变公路测量模式。RTK能实时地得出所在位置的空间三维坐标。这种技术非常适合路线、桥、隧勘察。它可以直接进行实地实时放样、中桩测量、点位测量等。第四，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。一般GPS测量作业效率为常规测量方法的3倍以上。第五，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，实施常规的几何水准测量有困难，GPS高程测量无疑是一种有效的手段。

摘要：全球卫星定位系统 (GPS) 为公路工程勘测提供了快速、高精度的勘测手段。文章介绍GPS静态测量模式和实时动态 (RTK) 定位技术在公路勘测中的应用。

关键词：道路工程,GPS定位系统,控制测量,RTK测量

参考文献

[1]JTJ/T066-98, 公路全球定位系统 (GPS) 测量规范[S].

GPS定位测量技术 篇11

[关键词]GPS全球定位系统；电力线路；测量；应用

一、GPS全球定位系统在电力线路测量中应用的必要性

而随着人们生活水平的提高，大部分农民日常燃料已经有传统的柴禾改为煤或液化气、沼气等，由于无人砍伐，在南方大部分地区，地表植被越来越茂盛。在电力线路测量中，由于通视问题需要沿整条线路路径砍伐通道，使用传统的测量仪器（如全站仪、经纬仪等）进行测量越来越显困难。一方面，随着国民经济发展，环境保护越来越受到重视，砍伐通道因不符合环保要求，越来越难以获得林业部门的审批；另一方面，由于人们法律和维权意识的增强，砍伐通道的赔偿费用也越来越高，设计部门难以承受。

由于GPS测量方式无须通视，不需要砍伐通道，实际上在大部分地方无须砍青或只需在测点周边砍掉少量的遮挡物，因此符合环保要求，也最大程度避免了青苗赔偿问题，也符合国家电网公司提出的输电线路设计“两型三新”的要求。

实际上，如果采用GPS测量配合动力伞放引绳和张力放线等技术，在施工过程中也可以完全避免砍伐通道，可大大降低赔偿费用，这种方式在经济林密集青苗赔偿费用高的地区可以凸显其经济上的优越性，在环保上的优势更加明显。

二、GPS进行线路测量的一般测量方法

设计阶段的测量工作主要包括选线、平断面测量和定位、塔基断面测量三个部分；施工复测则较简单，根据设计单位提供的平断面图对档距、高差、转角角度进行复核即可。

选线时一般是事先确定线路路径沿线各个转角桩的位置，通过GPS测量获得各个转角桩的坐标和高程，然后通过室内计算或手簿的计算功能确定线路在各个转角桩上的转角度数。

在进行平断面和定位测量时，事先将各转角桩的坐标及高程输入手簿，然后通过GPS直线放样功能根据前后两个转角桩的坐标确定直线方向，在直线方向上和直线两侧一定范围内采集地形点数据，并在直线上合适的塔位打桩并测定桩位的坐标及高程数据，这样逐个耐张段进行测量，就完成了整条线路的平断面和定位测量。

平断面测量和定位测量完成后，通过排位确定杆塔位置，然后在各杆塔中心桩周边一定范围内（根据选用杆塔的根开不同确定测量范围，一般测量范围为杆塔根开外5m范围内）均匀地测量地形数据，就完成了塔基测量。通过室内工作生成塔基地形图并根据基础摆放方位切断面，即可生成塔基断面。

在施工复测阶段，一般是根据设计部门提供的平断面图和杆塔坐标数据，逐塔测量坐标和高程，并与设计部门提供的数据进行校核，无误后在各塔位前后与中心桩通视的位置打上方向桩，给分坑测量提供参照点。

三、不同地形情况下应用GPS进行选线测量时方法的选择

（一）平原及一般丘陵地区GPS的选线测量方法

平原及一般丘陵地区由于地形缓和，运输方便，可直接选取转角塔位作为静态测量控制点；线路转角之间的直线上无高的遮蔽物，动态测量较方便，一般一个基站可控制两侧各6～8km的直线。因此采用GPS动静态选线均较方便，一般可采用动静态结合的方式进行选线工作。

具体测量时可根据杆塔坐标测量的允许误差来确定静态测量点位的数量和间距，并非每个转角位置均需进行静态测量。一般可每隔5km左右选择一个转角位置进行静态测量以得到精确的坐标和高程数据并求得转换参数，其间的直线塔位和转角塔位均可采用动态测量方式进行测量。由于GPS动态测量的误差一般在20mm+1ppm边长，且两个静态控制点之间的动态测量误差不传递，在5km的范围内采用动态测量的方式获得直线和转角塔位的坐标和高程数据其精度完全可以满足要求。在实际测量过程中，在两个静态测量的转角塔位之间确定转角塔位并测量其坐标、高程数据，然后进行每个耐张段的断面、定位测量工作，这些工作可一次性完成，提高了工效。最后采用GPS动态测量方式进行塔基断面测量，采用测高仪或全站仪补测跨越。

（二）山区GPS测量

山区线路受地形限制，往往无法保证所有转角均位于沿线制高点，可能转角之间的直线上有很高的高山，而GPS动态测量要求基站和流动站之间无高山遮蔽基站和流动站之间的数据链连接，并且基站电台功耗较大，常要求采用较大的蓄电池以提供稳定的供电，而大蓄电池往往较重，较难运上高山，在山岭密集地区即使在一个山顶制高点也控制不了多远的距离，因此，山区线路宜采用GPS动态测量方法进行选线工作。

其具体方式为沿交通较为方便的山区道路路侧及其附近做一系列的静态控制点，基站摆放在这些控制点上，用动态测量的方式进行选线、平断面和定位测量、塔基断面测量，最后用测高仪或全站仪测量跨越情况。单个静态点控制的范围在方圆5km左右，这样可大大方便作业，测量精度也可得到保证。选取点位的时候要尽量靠近线路路径，以保证基站和流动站之间的数据链传输，具体位置需要现场视地形和遮挡物的情况确定。

四、GPS测量在线路终勘定位中应用的优点

山区线路采用GPS选线可以严格按照室内图上选线的成果进行线路测量，避免了现场的随意性；避免了全站仪测量时找不准直线方向的缺点，避免了方向不对造成的返工工作量；由于GPS测量不需要找前视后视对准方向，单人即可进行断面测量和定位工作，可以减少前视、后视人员，因此，采用GPS进行电力线路测量较传统方法可以大大节省人力、提高工作效率。尤其是在采用多台套仪器同时作业时更能体现出作业速度快、效率高、准确率高的优点。

GPS测量时点位之间无需通视，无须砍伐直线通道（GPS测量当点位上方树木遮蔽严重时只需要将点位周围大约10m范围内的有严重遮蔽的障碍物砍掉以免影响GPS信号的接收和减少多路径效应的影响）；遇到房屋或其他构筑物阻挡视线时由于不需要通视，无需仪器上房或作三角形，可以大大提高测量效率和精度。

参考文献：

[1] 李龙彦.CORS系统的布设及精度探析.中州煤炭，2009，11：38-39.

[2] 王红闯，程连柱.CORS技术在城市勘测It，的应用.信息技术，2009，3： 1416.

GPS定位测量技术 篇12

1 传统的水上打桩定位

传统的水上打桩定位, 首先根据施工码头总平面的布置情况, 设置水上定位基线, 然后再进行测量定位, 一般采用3台经纬仪共同进行。

1.1 基线的布设

先根据已知点进行控制测量, 控制测量可采用三角测量或导线测量, 建立满足施工区测量精度要求的控制网, 然后在现场布设施工基线, 顺岸方向布置基线1, 离岸方向布置基线2, 离岸方向一般为水域, 此时可搭设水上测量平台。

1.2 打桩定位

传统的水上打桩定位一般采用前方交会法, 前方交会通常在两个控制点A, B上架设经纬仪 (理在很多施工单位采用1台经纬仪1台前站仪) , 理论上可以满足直桩定位的要求, 如图1。此时有:

但在实践中, 为了防止观测时可能发生的错误和提高测点的坐标精度, 通常增加1台经纬仪对坐标点进行校核 (规范上也对此做了要求) 。即在C点位置布置l台经纬仪, 同时观测打桩船的方向角来进行定位, 如图1所示, 则有:

根据规范规定, 3台仪器作角度交会时, 所产生的空间误差三角形, 英重心距各三角边距离允许偏差为±5 0 m m, 如满足图1, 则说明定位精度满足要求。

1.3 水位的观测

水上打桩定位不同于一般的陆上打桩定位, 因为, 一根6 0 m长的桩施打一般需要2 h, 在潮汐港口, 一根桩的施打可能会经历涨潮或落潮时段, 打桩船会随着水位的变动而上下浮动, 在打桩船上对桩顶高程进行控制, 那么就要求我们及时掌握潮水的变化, 同时把这一变化传送给打桩船及时调整, 以满足高程定位的要求, 此时需要1个人负责对施工水位进行观测, 并把观测水位情况发送给打桩船, 以确定桩顶高程。

1.4 定位过程及打桩控翻

根据水上打桩的具体情况, 打桩定位主要步骤包括:打桩船移船至桩位附近一桩的粗定位一桩的细定位一桩的精细定位一沉桩过程的平面、高程控制等过程。

一般的水上定位除了采用经纬仪进行水上平面控裁外, 尚需要l台水准仪观测打桩的进度及最后1 0击贯入度。一般在顺岸方向布置的经纬仪2也可以用于观测桩基的沉桩速度和最后1 0击贯入度, 如图1所示。

2 用GPS—RTK技术进行承上打桩定位

GPS—RTK技术是卫星定位的方法之一, 理论上可以进行水上打桩的测量定位。由广州南方测绘仪器有限公司生产的灵锐S82型GPS—R T K动态的技术指标如下:独立24通道;跟踪信号为毛L1/L2;RTK平面精度为l c m+l p p m;R T K高程精度为2cm+1ppm;通讯方式为USB、串口、蓝牙;数据链为25W/15W (发射功率) ;RTK初始化时闻为典型1 5 s。

2.1 选用和布设合适的GPS—RTK平面和高程控制网点

根据施工现场的作业范围, 选用合适的控制点。用圈参数法时, 至少有2个已知点, 采用七参数法时, 至少有3个已知点 (此时基线的布设仅在顺岸方向布设即可, 不需搭设海上测量平台, 采用已知点的精度对打桩定位的精度有较大的影响) 。

2.2 将GPS的近似WGS84坐标转换为现场桩位点施工坐标

坐标的转换可以采用四参数法进行转换, 也可以用七参数法进行转换, 根据设置的控制点情况选用, 坐标转换可以通过应用GPS—RTK的配置软件操作实现。水上打桩定位需要知道高程, 还需对高程系统进行拟合。高程拟合也可以通过应用G P S—R T K的配置软件操作实现。

2.3 确定GPS—RTK定位点位置

桩架旋转中心与桩架的相对位置关系固定, 且与船的相对位置关系固定, 因此桩架旋转中心可作为参考点, 同对在打桩船接近船尾的位置安装两部或两部以上G P S (如果只装两部G P S, 则此两部G P S与参考点要位于同一直线, 在安装G P S后要测定G P S与参考点在船上的摆对位置关系, 这样测出G P S坐标高程后就可以推出参考点的坐标高程, 参考点与桩位点之间存在着相对位移, 可以通过他们之间的几何关系计算出来, 则可以得到精度较高的定位效果。如图3, 则可以对x p o, y p o进行改正, 即:

式中:xp, yp为桩位点坐标;xpo, ypo为参考点坐标;δx, δy为桩位点与参考点之问的位移。

2.4 打桩过程中的监控

在打桩过程中, 需同时对高程和对平面位置进行控制, 此时一般增加1部水准仪对打桩进度和最后l 0击贯入度进行跟踪观测, G P S—R T K对打桩的平面和高程系统的控制需要贯穿于整个打桩过程。

2.5 用GPS—RTK技术有效解决施工打桩中定位的问题

当施工水域离陆地较远地区打桩或定位, 采用常规仪器较难定位, 采用G P S—R T K技术进行后方交会定位则较为方便省事, 另外, 工程打桩中的斜桩定位, 因受水位变化的影响, 采用传统方法对斜桩进行定位工序较多, 且定位时间较长, 但用G P S—R T K技术, 可以较好地解决这一问题。

此时仍然把打桩架的旋转中心作为定位参考点。除了按以上步骤外, 斜械平面扭角可以通过两部G P S坐标进行反算求得。具体如图2。此时S1S2为已知, 通过GPSl与GPS2可以得到相应的坐标 (X1, Y1, Z1) 和 (X2, Y2, Z2) , 平面控制通过参考点是S2延长线上的点, 且S1为已知, 即可通过它们之间的几何关系求得, 高程控制通过Z1, Z2与Z3之间的关系求得。

确定斜桩施打的平面扭角后, 需要解决的是不同水位下打桩船的平面位置问题。假设斜桩的倾斜度为θ, 假设桩位设计高程为H p o, 在不同水位下打桩船参考点高程为Hp, 设H=Hp-Hpo, 设计高程处的参考点必须前移 (或后移) L。L=Htanθ, 即设计离程处的参考点前移 (或后移) 为L, 具体见图3。

此时从GPS—RTK电脑得到的是精度满足打桩要求的三维坐标, 推算出的参考点的三维坐标也是精度满足打桩要求的 (因参考点的三维坐标能够满足打桩定位的要求, 不需要另外安排人员看水位) , 这对可以开始打桂。打桩的全过程也需根据水位的变化情况进行监控, 确保打桩定位的最终成果满足设计要求。

3 测量定位效果

3.1 定位精度分析

根据《港口工程桩基规范》水上沉桩允许偏差对平面控制和高程控制的要求, 高程控制又根据桩打入土层的性质来确定, 对于以高程为控制的摩擦桩, 其桩顶允许偏差为+100～0.00mm;平面控制根据桩身的不同材料和施工建区的不同而有所不同, 具体如表1所示。

在桩基施工正常状态和测量仪器正常状态下, 根据对某施工单位多年来采用的施工定位情况进行调查, 在内河和有掩护的近岸水域或近岸无掩护水域, 传统的测量方法经多年的实践经验检验, 一般定位精度在±5 0 m m以内, 能够满足水上沉桩允许偏差的要求。

利用GPS—RTK技术进行水上沉桩测量定位, 可以实现水上打桩定位高精度和高效率, 据在华南某港口建设现场利用G P S—R T K技术进行水上沉桩测量定位, 同时用经纬仪和前站仪对其中1 0%的桩基进行同步校核的结果显示, G P S—R T K技术定位精度在±3 0 m m以内, 能满足沉桩定位精度的要求, 特别是在外海原油码头的建设中, 离岸较远, 采用传统技术进行测量定位难度较大, 花费成本也大, 这时G P S—R T K技术的优势就更加明显, 不但定位速度快, 而且精度高。

3.2 人员配备情况

采用传统的技术进行沉桩定位, 3台经纬仪各l人, 打桩船上1人, 水位观测l人, 定位人员配备不少于5人 (不包含打桩船配置人员) 。

用GPS—RTK技术进行水上测量定位和用传统技术进行水上测量定位, 都可以满足测量定位精度的要求, 但从表2可以看出, G P S—R T K技术进行水上测量定位优点明显。岸台设置在安全的地点, 成套的设备在船上, 船上配备1个测量定位人员, 另外, 尚需2个人利用水准仪对打桩进度进行观测, 即配置3人可满足要求。

3.3 设备配置情况

利用传统技术进行测量定位, 需要3台经纬仪 (理论上2台, 德按规范规定, 采用任何一种定位方法应有多余观测, 故需增加l台经纬仪进行校核, 另这1台经纬仪也可以用于观测打桩速度及最后1 0击贯入度) , 至少需要5台对讲机帮现场测量的配套工具。

利用GPS—RTK技术进行水上沉桩测量定位, 仅需布设1个基站和2个或2个以上流动站, 基站布设在岸上, 流动站设置在打桩船上, 即主要设备力基站和流动站即电脑及配套软件。这样, G P S—R T K技术比传统技术需要设备种类和数量少。

3.4 定位效率