本站原创摘 要：随着现代社会科学技术的发展和进步,建筑投资规模大,建筑使用功能复杂,使得对设计的要求越来越高.对于建筑工程,使用传统的测量方法已经显示出了它的局限性,而利用GPS测量技术,可以有效的实现对于建筑物变形的监测.它具有传统测量方法无可比拟的优越性,已经在越来越多的测绘工程领域中得到了应用,有着显著的社会效益和经济效益.本文介绍了GPS测量技术的定位原理,阐述了GPS在高层建筑测量中应用,最后分析了GPS测量技术的优点.
关 键 词：GPS；测量技术；控制网；GPSRTK
1.GPS简介
1.1GPS起源
全球定位系统（GlobalPositioningSystem-GPS）是美国从本世纪70年始研制,历时20年,耗资200亿美元,于1994年全面建成,具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统.
1.2GPS基本原理
GPS卫星分布在离地球表面上约20200Km上空的圆形轨道上,平均约11小时58分即能绕地球一周,在地球的任何角落,均能于每个时刻至少收到4颗以上卫星所传送的电波.
GPS卫星测量乃是利用GPS卫星所发射的无线电信号以测定点位的三度空间坐标之定位系统,基本上是以距离的测量方式进行,即测量接收机与已知位置的卫星间的瞬间距离.主要的测量方法有两种：虚拟距离观测与载波相位观测.在高精度的测量要求下,几乎都采用载波相位观测为主.
GPS卫星提供不同的观测量,其中以电码距离为观测量来定位,应用于导航定位与即时定位方面,是以单独一个观测站接收信号而得定位结果,称为单点定位或绝对定位或导航定位.次外以载波相位为观测量者,大多以双测站以上同时观测而求得点与点间的基线向量,称为相对定位或差分定位.
1.3GPSRTK测量简介
GPSRTK（RealTimeKinematic）技术开始于90年代初,是一种全天候、全方位的新型测量系统,称载波相位动态实时差分技术,是目前适时、准确地确定待测点的位置的最佳方式,是基于载波相位观测值基础上的实时动态定位技术.
GPSRTK具有定位精度高且精度分布均匀,速度快、效率高,观测时间短,方便灵活,测程不受限制,不受通视条件影响等优点.
2.GPS控制网测量
探讨GPS控制网网形比较灵活,可以根据实际地理条件,建筑物条件以及相应的测区情况来布设.连接方式可以为点连式的、边连式的、混连式的、中点多边形等连接方式.GPS控制测量点间不要求通视,图形结构灵活,因此选点工作要比传统控制测量的选点简便容易得多.GPS点的选定不以相邻点间的通视作为先决条件,给选点带来极大的灵活性,但也有具体的要求.为了点位能长期保存和使用,不致位移和变形,点位尽量选在土质坚硬、地质情况良好之处,或是已有一定的建筑年代、不再会有沉降的较坚固的建筑物的顶面.点位应当保证观测时卫星信号不能受到干扰,选点时做到点位周围视场内最好没有高度角大于15°的障碍物,尤其是不能有成片的障碍物,远离大功率的无线发射台和高压电线,没有大面积的水域或对电磁波反射（或吸收）的物体.为了提高测量工作效率及应用的方便,点位优先考虑在交通方便和车辆能够到达的地方.
观测作业的主要任务是捕获GPS卫星信号对其进行跟踪、接收和处理,以获取所需的定位和观测数据.就我们所使用的GPS接收机而言,观测作业的操作是非常简单的,需要人工干预很少.在GPS测量开始前先检查接收机安置安置状况及电源联结等无误后方可开机.开机后,等待接收机初始化完成并进行记录数据状态,然后每隔几分钟便查看一下接收机的工作是否正常.在观测作业中认真作到：观测组按照计划表规定时间作业,确保同步观测；开机前后各量取天线高一测回,每测回从不同部位量取三次,两测回天线高之差不大于3mm；天线高的量取部位,按作业前的统一规定量取,并在记录薄中详细记录；一个时段观测中,不能够关机又重新启动、自测试、改变卫星高度角及数据采样间隔、改变天线位置,关闭或删除文件等；原始观测值和记录项目,按规定现场记录,字迹清楚,不的涂改、转抄；观测期间防止接收机震动,防止人员和其他物体碰动天线或阻挡信号.如发现异常情况或未预料到的情况,则在记录在测量手簿的备注栏内,并及时报告调度组织者.
3.GPSRTK技术的应用
RTK能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法,因此在控制测量、工程放样、地形测图中极大地提高了外业作业效率.
3.1控制测量
为满足城市建成区和规划区测绘的需要,城市控制网具有控制
面积大、精度高、使用频繁等特点,城市Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级导线大多位于地面,随着城市建设的飞速发展,这些点常被破坏,影响了工程测量的进度,如何快速精确地提供控制点,直接影响工作的效率.常规控制测量如导线测量,要求点间通视,费工费时,且精度不均匀.GPS静态测量,点间不需通视且精度高,但数据采集时间长,还需事后进行数据处理,不能实时知道定位结果,如内业发现精度不符合要求则
必须返工.应用RTK技术进行控制测量其操作方法灵活方便,在作业效率上具有明显的优势,但测量成果在精度上稍差于导线测量和
GPS静态测量.
3.2工程放样
RTK测量技术用于市政道路中线放样,放样工作可一人单独完成.将线路参数如线路起终点坐标、曲线转角、半径等输入RTK的外业手簿,即可放样.放样方法灵活,即能按桩号也可按坐标放样,并可以随时互换.放样时屏幕上有箭头指示偏移量和偏移方位,便于东西南北各个方向移动,根据手簿屏幕上数值移动,直到放样点距十分接近即可完成.
3.3用地测量
在用地勘测定界测量中,RTK技术可动态实时测量界址点坐标,
确定土地使用界限范围,计算用地面积,应用RTK技术可实时测量权属界址点,大大提高了测量速度和精度.
3.4地形图测量
GPS-RTK接收机在地形图测量中是一种全天候、实时、快速、高精度、远距离的数据采集设备,其显著的优点是在测区内布设的控制点大大减少.相对全站仪测图来讲,无须考虑迁站和通视条件,测量的效率大大地提高.GPS-RTK接收机在野外实地采集各种地形要素数据,经过GPS数据处理软件进行预处理,按相应的格式存储在数据文件中,同时配绘草图,供测图软件进行编辑成图.
GPS-RTK在地形图测量中其存在的缺点是必须绘制测量草冈,
一些无线电死角和卫星信号死角无法采集数据,必须用其他仪器进行
补充.
4.结语
GPS测量技术具有传统测量方法无法相比的优越性,故用GPS测量技术建立测量控制网,能够从根本上解决测区中通视困难的难题,而旦还大大的减轻了野外作业的强度.GPSRTK具有定位精度高且精度分布均匀,速度快、效率高,观测时间短,方便灵活,测程不受限制,不受通视条件影响等优点.因此在控制测量、工程放样、地形测图中将会被更广泛应用.可以肯定,随着GPS测量技术应用研究不断深入,硬件和软件设备的进一步完善,GPS测量技术在测绘事业中的应用前景会更加广阔.