論文-GPS技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用

GPS原理與應(yīng)用題目GPS技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用姓名 學(xué)號 院系成績年月日GPS技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用摘要目前,GPS在工程測量中的運用極為普遍,本文主要是介紹了GPS技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用，在工程領(lǐng)域中，隨著現(xiàn)在GPS技術(shù)的發(fā)展，由于在工程測量GPS技術(shù)的特點明顯，介紹靜態(tài)測量和動態(tài)測量的方法對工程測量中各領(lǐng)域類廣泛運用。關(guān)鍵詞GPS技術(shù)；工程測量；原理；應(yīng)用引言全球定位系統(tǒng)的全稱是導(dǎo)航衛(wèi)星定時測距/全球定位系統(tǒng)(NavigationSatelliteTimingandRanging/GlobalPositioningSystem)，[1]通常所說的GPS是其字頭縮寫詞NAVSTAR/GPS的簡稱,是美國從20世紀(jì)70年代開始研制的用于軍事部門的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng),歷時20年,耗資200多億美元,分三階段研制,陸續(xù)投入使用,并于1994年全面建成GPS是以衛(wèi)星為基礎(chǔ)的無線電衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，它具有良好的抗干擾性和保密性。因此，GPS技術(shù)率先在大地測量、工程測量、航空攝影測量、海洋測量、城市測量等測繪領(lǐng)域得到了應(yīng)用，并在軍事、交通、通信、資源、管理等領(lǐng)域展開了研究并得到廣泛應(yīng)用。正文1GPS系統(tǒng)的組成GPS定位系統(tǒng)由GPS工作衛(wèi)星組成的空間部分、若干地面站組成的地面監(jiān)控部分及以接收機(jī)為主的用戶部分組成。三者具有獨立的功能和作用,又有機(jī)結(jié)合形成完整系統(tǒng)。1.1空間星座部分空間部分由7顆試驗衛(wèi)星和24顆GPS工作衛(wèi)星組成,GPS工作衛(wèi)星均勻分布在傾角為55°的6個軌道上,軌道高度約為2×104km,各軌道升交點的赤經(jīng)相差60°,每條軌道上均勻分布著4顆衛(wèi)星,相鄰軌道之間的衛(wèi)星還要彼此之間叉開40°,以保證全球均勻覆蓋的要求,并在任意時刻全球各處都能觀測到高度角為15°以上的4顆衛(wèi)星。1.2地面監(jiān)控部分地面監(jiān)控系統(tǒng)由1個主控站、3個注入站和5個監(jiān)測站組成。1.3用戶設(shè)備部分用戶設(shè)備部分包括GPS接收機(jī)和數(shù)據(jù)處理軟件等。GPS接收機(jī)主要由天線、信號處理器、顯示裝置、記錄裝置、電源等組成。其主要功能是通過天線接收GPS衛(wèi)星發(fā)射的無線電信號,在信號處理器中進(jìn)行中頻放大、濾波和信號處理,解碼得到廣播電文、獲得偽距定位結(jié)果,將觀測數(shù)據(jù)存儲并傳遞至電腦進(jìn)行處理。2GPS技術(shù)和定位原理GPS定位技術(shù)的高度自動化及其所達(dá)到的高精度和具有的潛力，也引起了廣大測量工作者的極大興趣。當(dāng)時GPS定位基本上只有一個作業(yè)模式——靜態(tài)相對定位，兩臺或若干臺GPS接收機(jī)安置在待定點上，連續(xù)同步觀測同一組衛(wèi)星1-2h或更長一些時間，通過觀測數(shù)據(jù)的后處理，給出各待定點間的基線向量，在采用廣播星歷的條件下，靜態(tài)定位可取得5mm＋1×10－6D（雙頻）或10mm＋2×10－6D（單頻）基線解精度。隨著技術(shù)的發(fā)展，快速靜態(tài)定位為短基線測量作業(yè)闖出了一條新路，大大提高了GPS測量的勞動生產(chǎn)率。一對GPS測量系統(tǒng)（雙頻）在10km以內(nèi)的短邊上，正常接收4-5顆衛(wèi)星5min左右，即可獲取5-10mm＋1×10－6D的基線精度，與1-2h甚至更長時間靜態(tài)定位的結(jié)果不相上下。各個GPS測量廠商看好這個大趨勢，紛紛推出各自的GPS測量新產(chǎn)品。有的把這種新型產(chǎn)品稱之為GPS全站儀，有的稱之為RTK（實時動態(tài)測量），有的稱之為RTKGPS?？傊珿PS測量理論與設(shè)備的不斷發(fā)展，使得GPS測量技術(shù)日趨成熟，GPS測量功能更加完善，GPS測量應(yīng)用面更廣，并且GPS測量設(shè)備價格變得低廉，操作更加簡便，使GPS測量更加實用化和自動化。20世紀(jì)80年代以來，隨著GPS定位技術(shù)的出現(xiàn)和不斷發(fā)展完善，使測繪定位技術(shù)發(fā)生了革命性的變革，為工程測量提供了嶄新的技術(shù)手段和方法。長期以來用測角、測距、測水準(zhǔn)為主體的常規(guī)地面定位技術(shù)，正在逐步被以一次性確定三維坐標(biāo)的、高速度、高效率、高精度的GPS技術(shù)所代替；定位方法已從靜態(tài)擴(kuò)展到動態(tài)；定位服務(wù)領(lǐng)域已從導(dǎo)航和測繪領(lǐng)域擴(kuò)展到國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的廣闊領(lǐng)域。全球定位系統(tǒng)（GPS）的定位基本原理，是空間距離交會定點原理。假設(shè)在地面上有3個無線電信號發(fā)射臺，其位置坐標(biāo)已知，用（x；y；z）（其中i=1，2，3）表示。用戶接收機(jī)在某一時刻采用無線電測距的原理測得接收機(jī)到3個無線電發(fā)射臺的距離只R（i=1，2，3），則只需以3個發(fā)射臺為球心，以所測距離為半徑，即可用距離交會原理計算出用戶接收機(jī)的空間位置（x；y；z）其數(shù)學(xué)模型為：如果只有兩個無線電發(fā)射臺，則可根據(jù)用戶接收機(jī)的概略位置交會出接收機(jī)的平面位置。這種通過無線電測距交會定點的方法是目前仍在使用的飛機(jī)、輪船的導(dǎo)航定位方法。現(xiàn)在將無線電信號發(fā)射臺從地面搬到位于空間中的衛(wèi)星之上，組成一個衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，應(yīng)用無線電測距交會的原理，便可由3個以上衛(wèi)星的已知點交會出衛(wèi)星的空間位置；反之，利用3個以上衛(wèi)星的已知空問位置，又可以交會出地面上未知點的空間位置，這就是GPS衛(wèi)星定位的基本原理。3GPS定位測量的特點GPS相對于其他的傳統(tǒng)測量方法而言，GPS有其獨有的技術(shù)優(yōu)勢：1）GPS測量的精度大大高于常規(guī)測量，在小于50km的基線上，相對定位精度可達(dá)1×10-6，在大于1000km的基線上可達(dá)1×10-8，基線越長，其相對精度越高。在實時動態(tài)定位（RTK）和文時差分定位（RTD）方面。定位精度可達(dá)到厘米級和分米級。能滿足各種工程測量的要求。2）GPS測量不要求測站之間相互通視，因而不再需要建造覘標(biāo)。這一優(yōu)點即可使點位的選擇變得更為靈活，可省去傳統(tǒng)測量中的傳算點、過渡點的測量工作，也可以大大減少測量工作的經(jīng)費和時間，因此也更具優(yōu)越性。不過也應(yīng)指出，GPS測量雖然不要求觀測站之間相互通視，但為了方便用常規(guī)方法聯(lián)測的需要，在布設(shè)GPS點時，應(yīng)該保證秒—個方向通視。3）GPS測量的自動化程度很高，操作十分簡便。在觀測中，測量員的主要任務(wù)通常是量取儀器高、開關(guān)儀器和監(jiān)測儀器的實時工作狀態(tài)而已。同時，GPS衛(wèi)星定位儀正朝著重量輕、攜帶方便、功耗低的方向發(fā)展。4）GPS測量在精確測定觀測站平面位置的同時，可以精確測定觀測站的大地高程具可提供全球統(tǒng)一的三維地心測量坐標(biāo)；GPS測量這一特點，不僅為研究大地水平面的形狀和確定地面點的高程提供了新的方法，同時也為其在航空攝影測量、航空物探、精密導(dǎo)航中的應(yīng)用，提供了重要的高程數(shù)據(jù)。5）由于GPS衛(wèi)星較多，且分布均勻，保證了全球地面被連續(xù)覆蓋，因此其觀測工作可以在任何時間，任何地點連續(xù)地進(jìn)行，一般也不受天氣狀況的影響。具有全天候作業(yè)的特點。并且現(xiàn)代的GPS衛(wèi)星定位儀都具有防水裝置，就算是陰雨天也可以照常作業(yè)，但大風(fēng)雷雨天氣除外。6）隨著快速靜態(tài)、實時動態(tài)定位技術(shù)的出現(xiàn)，對于放樣測量、地形測量等測量而言，測量一個點的時間縮短到以秒為單位因此具有測量時間短的特點，大大的提高了測量工作效率。正因為上述優(yōu)點，使GPS接收機(jī)成為當(dāng)今最主要的測量儀器之一，例如，常規(guī)的平面測量已幾乎全部采用GPS測量技術(shù)；隨著技術(shù)的逐漸成熟，GPS技術(shù)用于水上測量更使工作效率提高了數(shù)十倍。實時動態(tài)的出現(xiàn)，更使GPS用于地形、放樣等常規(guī)測量成為可能。正因為GPS測量所具有的先進(jìn)性、優(yōu)越性和跨學(xué)科的特點才使GPS定位技術(shù)成為當(dāng)今測量的前沿學(xué)科，與地理信息系統(tǒng)（GIS）、遙感（RS）并稱為3S。4GPS測量原理[2]GPS的基本測量原理是所謂的偽距方程,其中衛(wèi)星與接收機(jī)的幾何距離是接收機(jī)用來定位的標(biāo)準(zhǔn)。在不考慮引力作用的情況下,這個距離就是慣性系中坐標(biāo)的Euclid幾何距離。但在考慮引力時,這個距離以及相應(yīng)的時間與慣性系的情況都有一定的偏差。假設(shè)4顆衛(wèi)星位于Xa(a=1,2,3,4)處,在Ta時刻發(fā)射信號,接收機(jī)接收到信號時的位置和時間分別為X和T,電磁波的傳播速度為c,則接收機(jī)與衛(wèi)星的空間距離為:|△X|=|X-Xa|=c|T-Ta|(a=1,2,3,4)(1)在Descartes坐標(biāo)系(X,Y,Z)中,上式可表示為:ΔX+ΔY|+ΔZ=cΔT(2)當(dāng)4顆衛(wèi)星的時間和位置(Ta,Xa,Ya,Za)已知時,就可以唯一地確定接收機(jī)的時間和位置(T,X,Y,Z)。(1)或(2)式是GPS測量原理的基本方程,其物理基礎(chǔ)是愛因斯坦的光速不變原理。因而對基本方程有兩種等價的解釋。一種觀點是將基本方程建立在慣性坐標(biāo)系上,這時(T,X,Y,Z)是具有測量意義的慣性坐標(biāo)系的坐標(biāo)。一般選取地心坐標(biāo)系(ECI),即坐標(biāo)原點建立在地球的質(zhì)量中心,基準(zhǔn)軸指向某一恒星。雖然從廣義相對論的觀點來看,只有無引力且無轉(zhuǎn)動的參考系才是慣性系,地心坐標(biāo)系不是嚴(yán)格意義上的慣性系。但是可以采用這樣的觀點:即認(rèn)為運動學(xué)基礎(chǔ)是Minkowski時空,廣義相對論是比牛頓萬有引力定律更精確的引力理論。這樣在忽略地球相對于遙遠(yuǎn)恒星加速運動的情況下,就可以將地心坐標(biāo)系近似看成慣性系,在此坐標(biāo)系中光沿直線傳播且在真空中的速度恒定。事實上,(2)式可看成慣性系中的類光測地線方程。另一種觀點是直接應(yīng)用廣義相對論,將(T,X,Y,Z)解釋為固有時和固有距離。因為在時軸正交的參考系中,用固有時和固有距離測量的光速是均勻和各向同性的,且在真空中恒為c。也就是說,用固有時和固有距離定義的速度也滿足光速不變原理。5影響GPS測量因素分析5.1起算點在某工程中應(yīng)用光電測距導(dǎo)線聯(lián)測坐標(biāo)時,經(jīng)多次測量兩個起算點均不能附合,后使用GPS進(jìn)行聯(lián)測,包括先前使用的兩個點共聯(lián)測5個國家點,為檢測起始點粗差,我們將所聯(lián)測的5個點三個一組分別進(jìn)行計算比較(見表1),經(jīng)過網(wǎng)平差精度分析,認(rèn)為其中“1”號點已知數(shù)據(jù)有問題,后經(jīng)過調(diào)查得知該點為后期恢復(fù)點,位置有所偏移。另外從各組平差后粗度指標(biāo)看,起算點與測區(qū)均勻分布比分布不均得出成果的精度要高,如2、3、4點做起始點時,網(wǎng)的點位精度明顯較高。表1起算點分組計算對照表5.2GPS布網(wǎng)若在GPS網(wǎng)形布設(shè)時采用較多的異步閉合環(huán),就要求接收機(jī)多次重復(fù)設(shè)站,受交通工具和通訊手段的限制,給實際操作和工效的提高帶來了很大困難。在某工程的坐標(biāo)聯(lián)測中作了具體測算，該工程共測得4個三邊異步環(huán),計算時分別取其中的一個環(huán)、二個環(huán)、三個環(huán)、四個環(huán)進(jìn)行平差計算,以相同兩點所求出的4次計算結(jié)果比較,坐標(biāo)最大較差為±10mm；最小為±3mm，但施測中每減少一個環(huán)就可減少一次重復(fù)設(shè)站,而該工程中每完成一次搬站,平均耗時1.5小時,與所得到成果精度的提高相比效率不是很高?？梢奊PS網(wǎng)中的異步環(huán)實質(zhì)上僅起到了多余觀測的作用,是剔除粗差的有效手段,而對于網(wǎng)平差精度的提高并非起到?jīng)Q定性作用。由于起算點對網(wǎng)平差影響較大,所以在施測布網(wǎng)時盡量使起算點間形成異步環(huán),其他各點根據(jù)實際情況而定,不必非在異步環(huán)中,以便節(jié)省大量的重復(fù)設(shè)站時間。5.3觀測時間觀測時間的長短直接影響作業(yè)效率。時間短會因采集數(shù)據(jù)不夠而使基線解算失??；過長的觀測時間不會提高基線解算精度，造成時間上的大量浪費。6GPS技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用GPS衛(wèi)星定位測量是通過用戶接收機(jī)接收GPS衛(wèi)星發(fā)射的信號來測定所在位置的坐標(biāo)的，粗略的來講，GPS衛(wèi)星信號包括測距碼信號（P碼和C/A碼信號）、導(dǎo)航電文（D碼，即數(shù)據(jù)碼信號）[3]和載波信號。GPS衛(wèi)星信號的產(chǎn)生、調(diào)制和解調(diào)都是很復(fù)雜的事情，涉及現(xiàn)代數(shù)字通訊理論和高科技的技術(shù)問題，GPS信號用戶雖不需要鉆研這些太理論的東西，但了解它的基本概念，有助于GPS衛(wèi)星導(dǎo)航和定位測量的原理更好的發(fā)揮，所以仍舊很重要。GPS信號由載波（L1、L2和L5三個民用頻率）、導(dǎo)航電文（數(shù)據(jù)碼）和測距碼（C/A碼和P碼（Y碼））三部分組成。見圖1。載波是指可運載調(diào)制信號的高頻振蕩波。GPS衛(wèi)星所用的載波有L1、L2和L5三個民用頻率，由于它們均位于微波的L波段，故分別稱為L1載波、L2載波和L5載波。L1和L2先于L5，其中L1載波是由衛(wèi)星上的原子鐘所產(chǎn)生的基準(zhǔn)頻率f＝10.23MHz倍頻154倍后形成的，即f＝154×f＝1575.42MHz，其波長ɑ1為19.03cm。L2載波是基準(zhǔn)頻率f倍頻120后形成的，即f＝120×f0＝1227.60MHz，其波長ɑ2為24.42cm。采用兩個頻率的目的是為了較完善地消除電離層延遲。采用高頻率載波的目的是為了更精確地測定多普勒頻移，從而提高測速的精度；減少信號的電離層延遲，因為電離層延遲是與信號頻率f的平方成反比的。隨著現(xiàn)代化技術(shù)的發(fā)展，為滿足工作需要增加了L5,L5頻率為1176.45MHz，波長為26cm。它們的作用是搭載其它信號，也可用于測量（測距）。測距碼由C/A碼－粗碼和P(y)碼－精碼組成。C/A碼的碼長為1023bit；碼元寬度為約0.97752μs,相應(yīng)長度為29.1m；周期為1ms；數(shù)碼率為1.023Mbit/s。各顆GPS衛(wèi)星所使用的C/A碼，四項指標(biāo)都一樣，但結(jié)構(gòu)不一。這樣便于復(fù)制和區(qū)分。P碼由兩組構(gòu)成，各組由12級反饋移位寄存器的電路發(fā)生，基本原理和C/A碼相似，線路設(shè)計細(xì)節(jié)比C/A碼復(fù)雜且嚴(yán)格保密。碼是表達(dá)信息的二進(jìn)制數(shù)及其組合。由隨機(jī)噪聲碼和偽隨機(jī)噪聲碼組成。導(dǎo)航電文（簡稱衛(wèi)星電文又叫數(shù)據(jù)碼（D碼））。是用戶用來定位和導(dǎo)航的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。它主要包括：衛(wèi)星星歷、時鐘改正、電離層時延碼轉(zhuǎn)換到捕獲P碼的信息。它的基本單位是長1500bit的一個主幀（如圖1所示），傳輸速率是50bit/s，30s傳送完畢一個主幀。一個主幀包括5個子幀，第1、2、3子幀每30秒鐘重復(fù)一次，內(nèi)容每小時更新一次。第4、5子幀的全部信息則需要750秒鐘才能夠傳送完。即第4、5子幀是12.5min播完一次，然后再重復(fù)之，其內(nèi)容僅在衛(wèi)星注入新的導(dǎo)航數(shù)據(jù)后才得以更新。GPS技術(shù)具有精度高、不受距離和環(huán)境限制的優(yōu)點，特別適合地形條件艱險和局部重點工程地區(qū)。利用GPS技術(shù)進(jìn)行工程測量能夠大幅度提高工程的質(zhì)量。GPS技術(shù)的整個操作過程不受人為因素的影響，誤差較小，整個作業(yè)過程全部由計算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)控制，自動記錄、處理數(shù)據(jù)。同時，GPS技術(shù)測量還能夠降低勞動的作業(yè)強(qiáng)度，減少野外工作量，提高作業(yè)效率。尤其是在當(dāng)前高等級公路逐漸向山嶺重丘區(qū)發(fā)展的形式下，由于這些地區(qū)的地形條件較為復(fù)雜，傳統(tǒng)的幾何水準(zhǔn)測量的實施量具有很大的難度，但是使用GPS技術(shù)進(jìn)行工程測量,便能迎刃而解，同時還能大大降低工程的操作難度,提高工程測量的精準(zhǔn)度。在科學(xué)研究方面，利用GPS技術(shù)的觀測精度(毫米級)和時空分辨率監(jiān)測地球的動態(tài)變化，從而剖析地球內(nèi)部和地殼、大氣層，海洋等的變化情況；利用衛(wèi)星軌道的測定和影響參數(shù)的分析可對地球引力系數(shù)，自轉(zhuǎn)、潮汐、人氣、電離層等參數(shù)進(jìn)行研究。同時，GPS技術(shù)還廣泛應(yīng)用于地球科學(xué)、地震、海洋、氣象等的科學(xué)研究。在政府管理和民用領(lǐng)域，GPS技術(shù)的導(dǎo)航和動態(tài)定位測量等功能的應(yīng)用日益廣泛。如應(yīng)用在各類災(zāi)害的預(yù)防和快速反應(yīng)上，一旦發(fā)生地震、水災(zāi)、森林火災(zāi)等災(zāi)害，利用GPS技術(shù)可以快速準(zhǔn)確地確定災(zāi)情的發(fā)生地點、災(zāi)情的發(fā)展趨勢以及受災(zāi)的范圍。據(jù)此，國家相關(guān)部門可以快速采用相應(yīng)的措施，進(jìn)行救災(zāi)活動。實時動態(tài)監(jiān)測功能，多用于在緩慢變形中存在突變的變形和工程結(jié)構(gòu)物在外力作用下的振動變形。工程結(jié)構(gòu)物的振動變形量及其振動頻率是工程結(jié)構(gòu)物健康監(jiān)測的重要參數(shù)，通常，傳統(tǒng)的加速度儀器的測量發(fā)放不能精確的測量出工程建筑物在外力作用下的整體位移，給工程結(jié)構(gòu)物的設(shè)計檢驗和健康帶來了很大的困難。國際上將GPS技術(shù)用于大型工程結(jié)構(gòu)物動態(tài)變形監(jiān)測出現(xiàn)在20世紀(jì)90年代中期，國際上開始將GPS技術(shù)廣泛應(yīng)用于大型工程結(jié)構(gòu)物的動態(tài)變形監(jiān)測工作。之后，各國學(xué)者對此都進(jìn)行了一系列科學(xué)的實驗性工作，并取得了一些成功的案例。對于近代的工程施工技術(shù)來說，GPS定位技術(shù)在工程測量領(lǐng)域取得了快速發(fā)展。RTK是根據(jù)GPS的相對定位概念，建立在實時處理兩個測站的載波相位的基礎(chǔ)之上，基準(zhǔn)站通過數(shù)據(jù)鏈實時地將采集的載波相位觀測量和基準(zhǔn)站坐標(biāo)信息一同發(fā)送給流動站，流動站一邊接收基準(zhǔn)站的載波相位，一邊接收衛(wèi)星的載波相位，并組成相位差分觀測值進(jìn)行實時處理，能實時給出厘米級成果。RTK作業(yè)模式主要有：1）快速靜態(tài)測量，采用這種模式，要求GPS接收機(jī)在用戶站上靜止地進(jìn)行觀測。在觀測的過程中，連同接收基準(zhǔn)站的同步觀測數(shù)據(jù)，實時地解算整周未知數(shù)和用戶站的三維坐標(biāo)。用戶站的GPS接收機(jī)在流動過程之中，可以不必保持對GPS衛(wèi)星的連續(xù)跟蹤；2）準(zhǔn)動態(tài)測量，在流動過程之中，要求保持對于GPS衛(wèi)星的連續(xù)跟蹤，否則進(jìn)行重新初始化；3）動態(tài)測量，與前面相同首先要靜止觀測數(shù)分鐘，以完成初始化，運動的接收機(jī)以預(yù)定的時間間隔采樣，確定位置。在流動過程當(dāng)中，要求保持對GPS衛(wèi)星的連續(xù)跟蹤。6.1靜態(tài)GPS測量技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用靜態(tài)GPS測量技術(shù)[4]主要用于建立工程控制網(wǎng)。之后再利用其它測量方法進(jìn)行加密的附合導(dǎo)線測量。控制網(wǎng)的常規(guī)控制測量方法主要包括三角測量和導(dǎo)線測量，測量方法通常是先布設(shè)控制網(wǎng)點，在國家高等級控制網(wǎng)點的基礎(chǔ)上加密次級控制網(wǎng)點，以往是利用全站儀及棱鏡等實施，而在這一過程中要求點間必須通視，而且外業(yè)中不能及時知道測量成果的精度，耗力費時。GPS靜態(tài)相對定位系統(tǒng)測量時，無需點間通視．就能高精度地進(jìn)行測定，還可以高精度快速地測定各等級控制點的坐標(biāo)。6.2動態(tài)GPS在工程測量中的應(yīng)用1）在施工放樣中的運用過程：放樣其實是測量坐標(biāo)的一個反過程，主要是把圖上設(shè)計的坐標(biāo)與高程在實地標(biāo)定出來。以往主要采用全站儀和棱鏡放樣。一般至少需要兩人合作，且必須要求放樣點與測站點通視，若不通視的話還需要進(jìn)行轉(zhuǎn)站。若附近沒有控制點，則必須先引點。而對于目前的GPS技術(shù)而言，在放樣的過程中，只要把放樣的點坐標(biāo)輸入手簿中，測量員只需要背著GPS接收器，根據(jù)其顯示提示測量員走到放樣點位上，因此十分輕松快捷。由于RTK技術(shù)精度較高，各放樣點的誤差影響也是獨立的。因此已經(jīng)被很多測繪單位所應(yīng)用，準(zhǔn)確評價RTK的放樣精度，指導(dǎo)在工程中的應(yīng)用以及質(zhì)量控制至關(guān)重要。2）在地籍測量中的應(yīng)用：地籍測量中應(yīng)用RTK技術(shù)測定每一宗土地的測繪地籍圖以及權(quán)屬界址點，由于RTK技術(shù)采集精度很高，將GPS獲得的數(shù)據(jù)處理后直接錄入GPS系統(tǒng)，可及時、精確地獲得地籍圖。在建設(shè)用地勘測定界測量中，RTK技術(shù)可以實時地測定界樁位置，確定土地使用界限范圍、計算用地面積。在土地利用動態(tài)檢測中，也可利用RTK技術(shù)。應(yīng)用這種新技術(shù)進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測則可提高檢測的速度和精度，省時省工，真正實現(xiàn)實時動態(tài)監(jiān)測。保證了土地利用狀況調(diào)查的現(xiàn)實性。3）在地形測圖中的應(yīng)用：由于RTK技術(shù)可進(jìn)行實時定位以達(dá)到厘米級的精度，因此，RTK技術(shù)可用于地形測圖、控制測量、地籍等測量中。地形測圖通常是用全站儀采集地物碎部點和地形，利用測圖軟件電腦成圖。其要求是不僅測站點與被測的地物、地貌碎部點之間通視，而且還需要2～3人同時進(jìn)行操作。而采用RTK技術(shù)卻擁有很大的優(yōu)點，在進(jìn)行測圖時，一人只需在基準(zhǔn)站架好儀器，另一人背著儀器到每個碎部點立桿并通過電子手簿輸入特征編碼記錄數(shù)據(jù)，一般取3s作為一個記錄單元。在記錄數(shù)據(jù)時，要求測量人員立點要準(zhǔn)確，盡量穩(wěn)住對中桿，同時畫出草圖，以便內(nèi)業(yè)整圖時提供參考。點位精度在符合要求的情況下。在測定一個區(qū)域內(nèi)的地形、地物點位，測定完成回到室內(nèi)，再用傳輸線將數(shù)據(jù)導(dǎo)人微機(jī)，由專業(yè)繪圖軟件編制地形圖。6.3動態(tài)GPS在高速公路工程測量中的實際應(yīng)用動態(tài)GPS技術(shù)在高速公路測量中的應(yīng)用主要表現(xiàn)在實時動態(tài)（RTK）定位技術(shù)。由上節(jié)內(nèi)容可知，RTK定位技術(shù)是以載波相位觀測值為根據(jù)的實時差分GPS（RTDGPS）技術(shù)，動態(tài)定位模式在高速公路勘測階段，可以完成橫斷面測量、地形測繪、縱斷面地面線測量中、樁測量等工作。在不需通視的情況下，這個測量過程測量l～3s，精度就可以達(dá)到10～30mm的厘米級別，這種技術(shù)要比常規(guī)測量儀器（如全站儀）要優(yōu)越許多。因此RTK技術(shù)優(yōu)越性十分明顯：經(jīng)可靠性檢驗的厘米級精度的測量成果實時動態(tài)顯示出來；減少了由于誤差造成的不必要的返工，從而提高了工程施工效率：作業(yè)效率高，每個放樣點只需要停留1～2s，流動站小組作業(yè)（1～3人）可完成中線測量5～10km。若用其進(jìn)行地形測量，每小組每天完成0.8～1.5（km）的地形測繪，其精度和效率是常規(guī)測量所無法比擬的；在中線放樣的同時完成中樁抄平工作：應(yīng)用范圍廣一可以函蓋公路測量（包括平、縱、橫），施工放樣，監(jiān)理。竣工測量，GIS前端數(shù)據(jù)采集諸多方面；如輔助相應(yīng)的軟件，RTK可與全站儀聯(lián)合作業(yè)，充分發(fā)揮RTK與全站儀各自的優(yōu)勢。7GPS在工程測量中的實施7.1選點與建立標(biāo)志選點應(yīng)滿足以下條件:點位應(yīng)選在交通方便、易于安置接收設(shè)備的地方,且視場要開闊;GPS點應(yīng)避開對電磁波接收有干擾的物體,如微波站、電視臺、高壓線、大面積水域等。7.2外業(yè)觀測GPS外業(yè)觀測主要包括天線安置、觀測作業(yè)和觀測記錄等。7.2.1天線安置天線安置的內(nèi)容包括對中、整平、定向和量測天線高。進(jìn)行靜態(tài)相對定位時,天線應(yīng)架設(shè)在三角架上,并安置在標(biāo)志中心的上方直接對中,天線基座上的圓水準(zhǔn)氣泡須居中。定向是使天線的定向標(biāo)志線指向正北,定向誤差一般≤±3°～5°。天線高是指天線的相位中心至觀測點標(biāo)志中心的垂直距離。7.2.2觀測作業(yè)觀測作業(yè)的主要任務(wù)是捕獲GPS衛(wèi)星信號對其進(jìn)行跟蹤、接收和處理,以獲取所需的定位信息和觀測數(shù)據(jù)。天線安置完成后,將GPS接收機(jī)安置在距天線不遠(yuǎn)的安全處,接通接收機(jī)與電源、天線的連接電纜,經(jīng)檢查無誤后,在約定的時間打開電源,啟動接收機(jī)進(jìn)行觀測。7.2.3觀測記錄觀測記錄的方式一般有兩種:(1)由接收機(jī)自動形成,并保存在接收機(jī)存儲器中供隨時調(diào)用和處理；(1)測量手簿,由觀測人員填寫。觀測記錄是GPS定位的原始數(shù)據(jù),也是進(jìn)行后續(xù)數(shù)據(jù)處理的唯一依據(jù),必須要真實、準(zhǔn)確。7.3成果校核與數(shù)據(jù)處理觀測成果應(yīng)進(jìn)行外業(yè)校核,這是確保外業(yè)觀測質(zhì)量和實現(xiàn)預(yù)期定位精度的重要環(huán)節(jié)。觀測任務(wù)結(jié)束后,必須及時對觀測數(shù)據(jù)的質(zhì)量進(jìn)行校核,對于外業(yè)預(yù)處理成果,要按《規(guī)范》要求嚴(yán)格檢查、分析,以便及時發(fā)現(xiàn)不合格成果,并根據(jù)情況采取重測或補(bǔ)測措施。成果校核無誤后,即可進(jìn)行內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理。內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理過程大體可分為:預(yù)處理,平差計算,坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換或與已有地面網(wǎng)的聯(lián)合平差。8GPS在工程測量實施中的注意事項(1)開機(jī)后必須等衛(wèi)星跟蹤燈慢閃,表示正在跟蹤4顆或4顆以上衛(wèi)星后才可以按下數(shù)據(jù)存儲鍵。(2)數(shù)據(jù)存儲燈開始會長亮表示正在存儲,然后慢閃表示已存儲夠快速靜態(tài)數(shù)據(jù)；需要注意的是外業(yè)觀測過程中應(yīng)時常注意查看數(shù)據(jù)存儲燈和電池LED指示燈,如果數(shù)據(jù)存儲燈快閃表示正在存儲但數(shù)據(jù)快滿,燈熄表示停止存儲,數(shù)據(jù)PC卡已滿;電池LED指示燈綠色表示正在使用,黃色表示正待用,常亮表示夠用，綠燈慢閃表示低電,黃燈慢閃表示壞的,燈關(guān)閉表示無電。(3)外業(yè)觀測后應(yīng)及時導(dǎo)出所測數(shù)據(jù),刪除多余數(shù)據(jù)并為第二天留出記錄空間。(4)GPS儀器的選用要選擇精度不低于基線精度5mm+1×10-6、高程精度10mm+2×10-6,性能較為穩(wěn)定且