GPS工程測量及數(shù)據(jù)處理研究文獻(xiàn)綜述

本科畢業(yè)論文文獻(xiàn)綜述題目：ＧPS在工程測量中的應(yīng)用及數(shù)據(jù)處理姓名：趙建平學(xué)號(hào)２00９303200９0１專業(yè)：地理信息系統(tǒng)指導(dǎo)老師：苗潔職稱講師中國·武漢二○一三年一月華中農(nóng)業(yè)高校本科畢業(yè)論文文獻(xiàn)綜述GPS在工程測量中的應(yīng)用及數(shù)據(jù)處理ＧＰSinEngineerinｇMeasurｅmentanｄＤａｔaＰrocessｉng同學(xué)姓名：趙建平同學(xué)學(xué)號(hào)：20０930320０901同學(xué)專業(yè)：地理信息系統(tǒng)指導(dǎo)老師：苗潔講師Ⅰ名目TOC\o”1—3”\h＼z＼uHYＰERLINK＼l＂_Ｔｏc３５268371５”１.?GPS和工程測量等相關(guān)概念?PAGERＥF＿Toc352６837１５＼h2HYPERＬINK\ｌ”_Toc３52６８3７１6"1.１?ＧＰＳ相關(guān)概念 ＰＡGEREF_Toc352683７１6\h2HYPERLINK\ｌ＂_Toc3５2683717”1.1．1GPS概念?PAGEREF_Ｔoc35２68371７\h２ＨYPERLIＮＫ\l＂_Ｔｏｃ35268３718”1。１。2GPS技術(shù)?PAGEＲＥF_Toｃ352６8３718\h２ＨYＰＥRLＩNK1.１.３GPS衛(wèi)星測量原理?PAGＥREＦ_Toc352６８３719\h3ＨYＰEＲLINK\l”＿Toc3５26８3720"1。1。4GPＳ測量的技術(shù)特點(diǎn)?ＰAGＥREF_Ｔoc352６８37２0＼h3HYＰＥＲLＩNK2.3動(dòng)態(tài)GPＳ在工程測量中的應(yīng)用?PＡＧEREF_Toc35２683725＼h7ＨＹPＥRLINＫ＼ｌ"＿Toc35268３726＂3.工程測量及數(shù)據(jù)處理 PAＧEREＦ_Tｏc352683７26＼ｈ7ＨYPERLＩＮK\l”_Toc3526８3727＂3。1工程掌握網(wǎng)數(shù)據(jù)處理方法?PAＧEREＦ＿Toｃ3５2６83727\ｈ７HYPEＲLIＮＫ3.2。2各種檢核計(jì)算?ＰAＧEＲEF_Toc352683730\h９HYPERLIＮK＼ｌ"_Ｔｏc35２683７31"3．2。3平差計(jì)算和成果分析?PＡGＥREF_Toｃ352６83731\h９HYPＥRLINK\l"_Toc35２6８3７32”4．分析與總結(jié)?PAGEREＦ_Toc3５２683732＼h10ＨYPERLINK＼l”_Tｏｃ３5２6８３733＂５．參考文獻(xiàn) ＰAGEＲEF_Ｔｏc3５268373３\h1１HYPEＲLINK\l”_Toc３5２６８3７34”6.致謝 PＡGＥREF_Toｃ352６8３７34＼h1１GPS工程測量及數(shù)據(jù)處理討論Ⅱ摘要：ＧPS測量技術(shù)具有測量時(shí)間短、技術(shù)含量高、精確度高等優(yōu)點(diǎn)，在工程測量實(shí)踐中發(fā)揮著越來越重要的作用。本文主要通過介紹GＰＳ的系統(tǒng)組成、工作原理、技術(shù)特點(diǎn)等基本情況，系統(tǒng)總結(jié)了GPS技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用情況，及其在工程測量后的數(shù)據(jù)處理方法。Ⅲ關(guān)鍵詞：全球定位系統(tǒng)；GPS測量技術(shù)；工程測量;應(yīng)用；靜態(tài)測量；動(dòng)態(tài)測量;數(shù)據(jù)處理GＰS和工程測量等相關(guān)概念GPS相關(guān)概念1.１。1GPＳ概念GＰS是英文NａvｉgaｔｉｏnＳatｅｌlitｅTimingＡndRａnging/GｌｏbalPoｓitioniｎgSｙstem衛(wèi)星測時(shí)測距導(dǎo)航／全球定位系統(tǒng)）的簡稱,而其中文簡稱為“球位系".ＧPS是20世紀(jì)70年月由美國陸?？杖娐?lián)合研制的新一代空間衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。其主要目的是為陸、海、空三大領(lǐng)域供應(yīng)實(shí)時(shí)、全天候和全球性的導(dǎo)航服務(wù)，并用于情報(bào)收集、核爆監(jiān)測和應(yīng)急通訊等一些軍事目的，是美國獨(dú)霸全球戰(zhàn)略的重要組成。經(jīng)過2０余年的討論實(shí)驗(yàn)，耗資300億美元,到１９94年３月,全球掩蓋率高達(dá)９８％的２4顆GＰＳ衛(wèi)星星座己布設(shè)完成。１.1.２GPS技術(shù)ＧPS定位技術(shù)的高度自動(dòng)化及其所達(dá)到的高精度和具有的潛力，也引起了寬闊測量工作者的極大愛好。當(dāng)時(shí)GPＳ定位基本上只有一個(gè)作業(yè)模式——靜態(tài)相對定位,兩臺(tái)或若干臺(tái)GPS接收機(jī)安置在待定點(diǎn)上,連續(xù)同步觀測同一組衛(wèi)星1-2h或更長一些時(shí)間,通過觀測數(shù)據(jù)的后處理，給出各待定點(diǎn)間的基線向量,在采納廣播星歷的條件下，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)的進(jìn)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(dòng)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,即可獵取5-10mｍ＋1×10－6D的基線精度，與1-2h甚至更長時(shí)間靜態(tài)定位的結(jié)果不相上下。各個(gè)GPS測量廠商看好這個(gè)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(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測量),有的稱之為RTKGPＳ。總之,GPS測量理論與設(shè)備的不斷進(jìn)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(jià)格變得低廉，操作更加簡便,使GPS測量更加有用化和自動(dòng)化。2０世紀(jì)80年月以來,隨著ＧPS定位技術(shù)的消滅和不斷進(jìn)展完善，使測繪定位技術(shù)發(fā)生了革命性的變革，為工程測量供應(yīng)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(dòng)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)的寬闊領(lǐng)域.1.１.3ＧPS衛(wèi)星測量原理GPS衛(wèi)星定位測量是通過用戶接收機(jī)接收GPS衛(wèi)星放射的信號(hào)來測定所在位置的坐標(biāo)的，粗略的來講，GＰS衛(wèi)星信號(hào)包括測距碼信號(hào)(Ｐ碼和C/A碼信號(hào))、導(dǎo)航電文（D碼，即數(shù)據(jù)碼信號(hào)）和載波信號(hào)。GＰＳ系統(tǒng)是一種采納距離交會(huì)法的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。就是在需要定位的位置p點(diǎn)架設(shè)GPＳ接收機(jī),在某一時(shí)刻同時(shí)接收了3顆（ａ、b、c)以上的GＰS衛(wèi)星所發(fā)出的導(dǎo)航電文，通過一系列數(shù)據(jù)處理和計(jì)算可求得該時(shí)刻ＧＰS接收機(jī)至GPS衛(wèi)星的距離Saｐ、Ｓbp、Scp,同樣通過接收衛(wèi)星星歷可獲得該時(shí)刻這些衛(wèi)星在空間的位置(三維坐標(biāo)）。從而用距離交會(huì)的方法求得ｐ點(diǎn)的三維坐標(biāo)(Xp，Ｙｐ,Zp），其數(shù)學(xué)式為：Sａｐ2=［（Ｘp—Xa)２+（Yｐ－Ya）2＋（Zp＋Za）2］Sbp２＝［（Xp－Xｂ）2+(Yｐ－Yb）2＋(Ｚp+Zb)2]Scp2=［（Xp-Xc）2＋(Yp－Yc）2+（Zp＋Ｚc)2]（1）式（1)中(Ｘａ，Ya,Za)，(Xb,Yb，Zｂ），（Xc，Yc,Zc）分別為衛(wèi)星a，ｂ，ｃ在t時(shí)刻的空間直角坐標(biāo)。在ＧＰS測量中通常采納兩類坐標(biāo)系統(tǒng)，一類是在空間固定的坐標(biāo)系統(tǒng)，另一類是與地球體相固聯(lián)的坐標(biāo)系統(tǒng),稱地固坐標(biāo)系統(tǒng)，在公路工程掌握測量中常用地固坐標(biāo)系統(tǒng)。（如：WGS—84世界大地坐標(biāo)系和1９８0年西安大地坐標(biāo)系）在實(shí)際使用中需要依據(jù)坐標(biāo)系統(tǒng)間的轉(zhuǎn)換參數(shù)進(jìn)行坐標(biāo)系統(tǒng)的變換,來求出所使用的坐標(biāo)系統(tǒng)的坐標(biāo)。這樣更有利于表達(dá)地面掌握點(diǎn)的位置和處理GPS觀測成果，因此在測量中被得到了廣泛的應(yīng)用。1。1．4ＧPS測量的技術(shù)特點(diǎn)相對于常規(guī)的測量方法，GPS測量擁有諸多優(yōu)勢特點(diǎn)。(1)測站之間無需通視:這一特點(diǎn)使得選點(diǎn)更加靈敏便利，但測站上空必須開闊，以使接收GPS衛(wèi)星信號(hào)不受干擾。（2）定位精度高：一般雙頻GPS接收機(jī)基線解精度為5mm+1×D,而紅外儀標(biāo)稱精度為５mm＋5×D，GPS測量精度與紅外儀相當(dāng)，但隨著距離的增長,GPS測量優(yōu)越性愈加突出。（３)觀測時(shí)間短：采納GPS布設(shè)掌握網(wǎng)時(shí)每個(gè)測站上的觀測時(shí)間一般在3０～４０mｉｎ左右，采納快速靜態(tài)定位方法，觀測時(shí)間更短。（４)供應(yīng)三維坐標(biāo)：GPＳ測量在精確測定觀測站平面位置的同時(shí)，可以精確測定觀測站的大地高程。(５）操作簡便：ＧPS測量的自動(dòng)化程度較高。目前,GPS接收機(jī)已趨小型化和操作傻瓜化，觀測人員只需將天線對中、整平，量取天線高打開電源即可進(jìn)行自動(dòng)觀測，利用數(shù)據(jù)處理軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理即求得測點(diǎn)三維坐標(biāo)。(6)全天候作業(yè):ＧＰS觀測可在任何地點(diǎn)、時(shí)間連續(xù)地進(jìn)行,一般不受天氣狀況的影響.在中國ＧＰS定位技術(shù)的應(yīng)用已深化各個(gè)領(lǐng)域,國家大地網(wǎng)、城市掌握網(wǎng)、工程掌握網(wǎng)的建立與改造已普遍地應(yīng)用ＧPS技術(shù).在石油勘探、高速公路、通信線路、地鐵、隧道貫穿、建筑變形等也已廣泛的使用GPS技術(shù)。GPS技術(shù)不是萬能的,系統(tǒng)本身的特點(diǎn)決定了其在工程測量應(yīng)用的局限性。應(yīng)用的場合不同,局限性的表現(xiàn)形式也不同。（1)一些帶有隱蔽性和遮擋性地區(qū)無法使用GPS技術(shù)在進(jìn)行地下工程、隧道掌握測量中,地面首級網(wǎng)可以采納GＰS技術(shù),然而在地下施工掌握方案中卻無法采納，由于地下沒有GPS信號(hào).在大森林中布設(shè)掌握網(wǎng)，如果道路較窄而道兩旁的樹木旺盛，ＧPS信號(hào)就會(huì)被樹木遮擋而呈現(xiàn)斷斷續(xù)續(xù)，很難解算出符合精度要求的基線向量。建立工業(yè)區(qū)十字掌握網(wǎng)，采納GPS技術(shù)遠(yuǎn)沒有應(yīng)用全站儀便利。(2）碎部測量與放樣不適合使用ＧＰS技術(shù)目前，大面積地形測量多采納攝影測量方案。小區(qū)域１：５00地形圖、補(bǔ)圖采納解析法測圖，這些測圖區(qū)域,多數(shù)為城建區(qū)，不是建筑物高大、就是民房密集。高大的建筑物會(huì)遮擋GPS信號(hào)，使得觀測值產(chǎn)生周跳,破壞了整周計(jì)數(shù)的連續(xù)性，需要重新確定初始周未知數(shù)。這樣，不但影響觀測工作的效率，也影響了工作人員的情緒。如果這種現(xiàn)象頻繁消滅，將造成記錄的支離破裂,影響成圖精度,甚至?xí)l(fā)生錯(cuò)誤。(3)應(yīng)用GPS定位技術(shù)不能直接得到地面點(diǎn)的正常高應(yīng)用GＰS定位技術(shù)不能直接得到地面點(diǎn)的正常高，而只能得到大地高。采納GPS定位技術(shù)確定地面點(diǎn)的正常高,必必要知道地面點(diǎn)的高程特別,這就限制了GPS技術(shù)在高程測量方面的作為。對于一個(gè)區(qū)域而言，GPS高程的常用方案是,用水準(zhǔn)測量的方法聯(lián)測部分GPS點(diǎn)，建立高程特別模型.當(dāng)知道任一點(diǎn)大地高時(shí)，由地面高程模型即可推算出該點(diǎn)的正常高。（4）GＰＳ定位技術(shù)不適用于變形監(jiān)測對于常規(guī)工程的變形監(jiān)測，水準(zhǔn)測量容易達(dá)到毫米級精度，而且工作組織簡潔、操作便利.格外是數(shù)字水準(zhǔn)儀的使用，更減輕了記錄的工作量，使得水準(zhǔn)測量工作速度快、精度高。應(yīng)用GPS技術(shù)，如果不采納特殊的觀測和數(shù)據(jù)處理方法，高程精度不像水準(zhǔn)測量那樣容易達(dá)到監(jiān)測精度要求,而且組織簡潔.工程測量介紹工程測量的主要工作為小區(qū)域大比例尺地形圖測繪，施工測量,變形監(jiān)測等.其特點(diǎn)是工作場所多變、環(huán)境簡潔、干擾因素多.隨著社會(huì)的進(jìn)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,工程測量的對象進(jìn)一步向宏觀和微觀進(jìn)展，精度要求也愈來愈高，所使用的儀器也趨于電子化、數(shù)字化、自動(dòng)化。工程測量通常使用的儀器有：經(jīng)緯儀，水準(zhǔn)儀,測距儀，全站儀，數(shù)字水準(zhǔn)儀，ＧPS接收機(jī).目前，經(jīng)緯儀正在被逐步淘汰，單一功能的測距儀愈來愈少;常規(guī)水準(zhǔn)儀商品價(jià)格低、精度牢靠，因而常規(guī)水準(zhǔn)儀將在一個(gè)較長的時(shí)間內(nèi)采納；全站儀的自動(dòng)化、數(shù)字化程度高，可以同時(shí)完成經(jīng)緯儀、測距儀的工作，也可以完成水準(zhǔn)儀的部分工作,但是，全站儀仍然擺脫不了對于工程掌握的依靠，在將來的“數(shù)字城市”環(huán)境下，難于直接融入社會(huì)的技術(shù)環(huán)境。應(yīng)用GPS衛(wèi)星定位技術(shù)進(jìn)行定位和導(dǎo)航，具有自動(dòng)化程度高、定位精度高以及全天候觀測等優(yōu)點(diǎn),因而已廣泛應(yīng)用于大地測量、海陸空導(dǎo)航、氣象預(yù)報(bào)、自動(dòng)掌握等國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)方面。對于測繪行業(yè)而言，ＧPＳ定位技術(shù)已普遍應(yīng)用于:大地測量、地殼板塊運(yùn)動(dòng)監(jiān)測、建立各種工程掌握網(wǎng)、監(jiān)測網(wǎng)和進(jìn)行各種工程測量等。格外是在“數(shù)字城市”的環(huán)境下，城市具有區(qū)域差分網(wǎng),在差分基站的支持下，單臺(tái)GPS接收機(jī)可以便利地進(jìn)行碎部測量和放樣，因而鼓舞了GＰＳ應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展。GPS的廣泛應(yīng)用，消滅了各種測繪工作都試圖采納這一技術(shù)的趨勢，很少有人關(guān)注GPS技術(shù)的局限性。顯然,GPＳ對于測繪工作不是萬能的，具有肯定的局限性。只有正確地熟識(shí)這一點(diǎn),客觀地對待這一技術(shù)，才能有效發(fā)揮這一技術(shù)的優(yōu)勢，避開GPS技術(shù)應(yīng)用的盲目性。測繪的大量工作是工程測量,將GPS應(yīng)用于工程測量不像人們想象得那樣簡潔，最明顯的例子是：它對于隧道、礦山等地下工程測量是無能為力的。工程測量的外業(yè)工作,大部分是碎部測量和施工放樣.保證外業(yè)工作效率高的關(guān)鍵是，使用儀器設(shè)備少，依靠的基礎(chǔ)掌握少，工作連續(xù)。２GPＳ在現(xiàn)代工程測量中的簡略應(yīng)用分析２。1實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)（ＲTK）定位技術(shù)簡介實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)(RTK,RealＴimeKineｍaｔics）定位技術(shù)是GPS測量技術(shù)進(jìn)展的一個(gè)新突破，在公路工程中有寬闊的應(yīng)用前景.眾所周知，無論靜態(tài)定位，還是準(zhǔn)動(dòng)態(tài)定位等定位模式，由于數(shù)據(jù)處理滯后，所以無法實(shí)時(shí)解算出定位結(jié)果，而且也無法對觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行檢核,這就難以保證觀測數(shù)據(jù)的質(zhì)量，在實(shí)際工作中常常需要返工來重測由于粗差造成的不合格觀測成果。解決這一問題的主要方法就是延長觀測時(shí)間來保證測量數(shù)據(jù)的牢靠性，這樣一來就降低了ＧPS測量的工作效率.實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位(RＴK）系統(tǒng)由基準(zhǔn)站和流淌站組成，建立無線數(shù)據(jù)通訊是實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測量的保證，其原理是取點(diǎn)位精度較高的首級掌握點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)，安置一臺(tái)接收機(jī)作為參考站，對衛(wèi)星進(jìn)行連續(xù)觀測,流淌站上的接收機(jī)在接收衛(wèi)星信號(hào)的同時(shí),通過無線電傳輸設(shè)備接收基準(zhǔn)站上的觀測數(shù)據(jù),隨機(jī)計(jì)算機(jī)依據(jù)相對定位的原理實(shí)時(shí)計(jì)算顯示出流淌站的三維坐標(biāo)和測量精度.這樣用戶就可以實(shí)時(shí)監(jiān)測待測點(diǎn)的數(shù)據(jù)觀測質(zhì)量和基線解算結(jié)果的收斂情況,依據(jù)待測點(diǎn)的精度指標(biāo),確定觀測時(shí)間，從而削減冗余觀測，提高工作效率.實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)(RTＫ）定位有快速靜態(tài)定位和動(dòng)態(tài)定位兩種測量模式,兩種定位模式相結(jié)合，在公路工程中的應(yīng)用可以掩蓋公路勘測、施工放樣、監(jiān)理和ＧIS（地理信息系統(tǒng))前端數(shù)據(jù)采集。ＲTK技術(shù)主要具有以下優(yōu)點(diǎn)：１)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示經(jīng)牢靠性檢驗(yàn)的厘米級精度的測量成果(包括高程)；2）徹底擺脫了由于粗差造成的返工,提高了GＰＳ作業(yè)效率；３）作業(yè)效率高，每個(gè)放樣點(diǎn)只需要停留2－４ｓ，其精度和效率是常規(guī)測量所無法比擬的;4）應(yīng)用范圍廣,可以涵蓋公路測量（包括平、縱、橫）,施工放樣，監(jiān)理，竣工測量，養(yǎng)護(hù)測量,GIS前端數(shù)據(jù)采集諸多方面；5)如幫助相應(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。２.２靜態(tài)GPＳ在工程測量中的應(yīng)用所謂靜態(tài)相對定位，指的是需要兩臺(tái)或以上的接收機(jī)，同時(shí)對衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行接收，然后處理相關(guān)數(shù)據(jù)，精確計(jì)算掌握點(diǎn)三位坐標(biāo),并依據(jù)其中某點(diǎn)的坐標(biāo)位置，精確求出另外一點(diǎn)的坐標(biāo)位置，靜態(tài)相對定位具有很強(qiáng)的精度，在我國野外工程測量中,用的最為頻繁。諸如位移監(jiān)測、地球定位測量、大型工程野外涵洞隧道精確定位。在我國公路的工程測量中，格外是高速公路，其線路的勘測定位有著十分高的精度。高速公路通暢延綿千里，已知的掌握點(diǎn)少之又少，野外需要確定的掌握點(diǎn)多不勝數(shù)，若是用常規(guī)工程測量手段，給工程帶來十分繁瑣的同時(shí)，還滿意不了工程的精度要求.GPS測量技術(shù)剛好能彌補(bǔ)這一缺陷。隨著我國ＧPS在公路工程的應(yīng)用,國內(nèi)已經(jīng)利用GＰS技術(shù)布控首級高精度的掌握網(wǎng)，比如在杭金衡、滬杭、滬寧、石太等高速公路中都采納了GＰS測量技術(shù)。在野外，用GＰS技術(shù)定位公路的掌握點(diǎn)，幾十公里消滅的誤差在2ｃm范圍內(nèi),這是常規(guī)測量手段無法比擬的。在一般的工程測量中，掌握網(wǎng)的布置、檢測以及樁位的放樣都是測量在主要任務(wù)，在傳統(tǒng)的測量工程,一般采納的是將掌握網(wǎng)設(shè)置成線形網(wǎng)或者是環(huán)狀網(wǎng),常常利用經(jīng)緯儀以及測距儀,更有甚者單面利用全站儀進(jìn)行數(shù)據(jù)的測量工作，其實(shí)這樣的協(xié)作測量工作所需要的時(shí)間相當(dāng)長，花費(fèi)的財(cái)力也十分巨大，因此，GPＳ靜態(tài)定位呼之欲出。前面分析的GPS定位法，其進(jìn)行的靜態(tài)定位，幾乎不受到天氣環(huán)境等相關(guān)因素的困擾,使用十分便利,在監(jiān)測的同時(shí)，精確度相當(dāng)高,大力縮短了測量時(shí)間,提高了測量效率。GＰS工程測量技術(shù)除了在公路測量中應(yīng)用之外，在我國大型橋梁以及隧道工程測量中也不行或缺，GPＳ技術(shù)不需要全線通視，能形成畫面清楚的圖像,這點(diǎn)在無檢核的支點(diǎn)的量測應(yīng)用十分重要和便利。江陰長江大橋，在其常規(guī)精密邊角網(wǎng)進(jìn)行檢測時(shí)便應(yīng)用了此技術(shù)。實(shí)現(xiàn)運(yùn)用一般測量方式，建立精度達(dá)到要求的邊角網(wǎng)，在此基礎(chǔ)上，使用GPＳ檢測邊角網(wǎng),由于GPS有著毫米計(jì)精度的優(yōu)勢，在測量邊角網(wǎng)時(shí)，能符合其精度。在我國工程測量領(lǐng)域，航測是最需要技術(shù)以及最嚴(yán)精度要求的，GＰS技術(shù)完全能滿意相關(guān)技術(shù)要求,因而在航測領(lǐng)域也有GPS的一席之地。尤其在鐵路建設(shè)過程中，航測技術(shù)十分重要。當(dāng)前的航測成圖過程中,幾乎任何一對圖像都必須擁有滿意技術(shù)要求數(shù)量的共同掌握點(diǎn)，只有如此，圖片之間才能產(chǎn)生自動(dòng)訂正，我們所知道的傳統(tǒng)測量方法，必須占據(jù)很多平面以及高程二維坐標(biāo),在占據(jù)坐標(biāo)位置的同時(shí),必定浪費(fèi)大量時(shí)間，由于人為因素，往往使測量精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到技術(shù)要求。比如在深圳地鐵工程中，其工程測量就采納了GＰS航測技術(shù)，所成的圖像沿一字排開，便于人工處理.2。3動(dòng)態(tài)GPS在工程測量中的應(yīng)用GＰＳ動(dòng)態(tài)測量就是用GＰＳ信號(hào)實(shí)時(shí)地測得運(yùn)動(dòng)目標(biāo)相對于某一參考系的位置、時(shí)間、姿態(tài)、速度和加速度等狀態(tài)參數(shù)。利用安設(shè)在運(yùn)動(dòng)載體上的GPS接收機(jī)實(shí)時(shí)測得ＧＰS信號(hào)接收機(jī)天線所在的位置，稱為GPS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位。相對靜態(tài)ＧPＳ相對定位而言，動(dòng)態(tài)GＰS相對定位指的是固定一臺(tái)接收機(jī),以此當(dāng)基準(zhǔn)站,同時(shí),另外的接收機(jī)在不斷處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài),以此當(dāng)流淌站。動(dòng)態(tài)GPS相對定位技術(shù)，利用比較兩站之間相互信號(hào)的差別，通過計(jì)算，得出各個(gè)流淌站在任意時(shí)刻的位移以及位置坐標(biāo)。GPＳ動(dòng)態(tài)測量的差分?jǐn)?shù)據(jù)一般有兩種處理方式，一種是即時(shí)處理，一種是滯后處理.所謂即時(shí)處理，指的是準(zhǔn)時(shí)將基準(zhǔn)站的測量信息傳輸?shù)搅魈收?進(jìn)行對比加工，其重要的步驟是準(zhǔn)時(shí)形成數(shù)據(jù)鏈，用于實(shí)時(shí)傳送信息數(shù)據(jù);所謂滯后處理,就是不需要準(zhǔn)時(shí)將基準(zhǔn)站的測量信息傳輸?shù)搅魈收?，只在后期進(jìn)行處理相關(guān)數(shù)據(jù).動(dòng)態(tài)ＧPS相對定位一般用于道路勘測，這種技術(shù)在我國的應(yīng)用還在初級階段，還并不成熟,相反，動(dòng)態(tài)GＰS相對定位技術(shù)在國外已經(jīng)取得相當(dāng)大的成果。在加拿大,一所高校里有一種全新的動(dòng)態(tài)定位系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)由一臺(tái)捷聯(lián)式慣性系該、兩臺(tái)GPS接收機(jī)和一臺(tái)微機(jī)組成，其主要作用是為道路勘測作出直線以及曲線的定位,在養(yǎng)路方面有著十分重要的作用.３。工程測量及數(shù)據(jù)處理3．1工程掌握網(wǎng)數(shù)據(jù)處理方法工程掌握網(wǎng)是工程建設(shè)、管理和維護(hù)的基礎(chǔ),其網(wǎng)型和精度要求與工程項(xiàng)目的性質(zhì)、規(guī)模親密相關(guān)。常規(guī)的方法多采納邊角網(wǎng)。GPＳ具有信號(hào)全球地面連續(xù)掩蓋、觀測站之間不需要通視、操作簡便、定位精度高等特點(diǎn)，因此，ＧＰS測量工程掌握網(wǎng)已經(jīng)得到廣泛利用。對于電廠工程掌握測量，不僅要滿意測繪大比例尺地形圖的需要，同時(shí)也要滿意電廠設(shè)計(jì)、施工建設(shè)和放樣工作的要求。那么,在GPS數(shù)據(jù)處理過程中,如何削減投影變形以滿意日后施工放樣和工程維護(hù)的需要成為當(dāng)前工作中的一個(gè)重要問題，也被眾多學(xué)者和工程技術(shù)人員所關(guān)注，為了減小這種投影變形，常常采納換帶法和重新選擇中央子午線的方法,這兩種方法都有各自的優(yōu)點(diǎn),但是這種處理方法得到的成果不能滿意電廠設(shè)計(jì)時(shí)各個(gè)專業(yè)之間的資料連接，在工程中操作起來也不便利,為此,介紹一種在一般工程測量中處理投影變形的可行方法。高程對基線長度歸算公式及其高斯投影距離改化公式如下:S0＝D（１—Hm/R+Hｍ/R2）(1)S=S0（1+ym2/2R２+△ｙ２/24Ｒ２）(2）式中ｙm-基線投影到橢球面上的長度；Hｍ—地面實(shí)測基線邊長；Ｒ—兩端點(diǎn)至投影橢球面的平均高度;D—橢球曲率半徑;S０-基線兩端點(diǎn)橫坐標(biāo)的平均值;S-基線歸算到高斯平面的投影長度。從公式可以看出投影變形與測區(qū)所在的位置和測區(qū)的海拔高度有直接關(guān)系。其簡略數(shù)據(jù)處理方法為:首先依據(jù)測區(qū)情況布置好掌握網(wǎng)，校核已知掌握點(diǎn)的牢靠性，然后把已知點(diǎn)和掌握網(wǎng)進(jìn)行聯(lián)測，利用GPＳ廠家的隨機(jī)軟件解算出整個(gè)掌握網(wǎng)的基線,再利用這個(gè)牢靠的已知點(diǎn)把整個(gè)掌握網(wǎng)進(jìn)行約束平差,就得到一套和已知點(diǎn)系統(tǒng)全都的坐標(biāo)值。這個(gè)坐標(biāo)往往不能滿意工程掌握網(wǎng)的要求,為此必須減小投影變形的影響，需要把在高斯投影面上的觀測值投影到測區(qū)平均高程面上。依據(jù)已知掌握點(diǎn)和所求的掌握網(wǎng)中的掌握點(diǎn)坐標(biāo)很容易求出高斯面上已知點(diǎn)到各個(gè)掌握點(diǎn)的距離（S)和這條基線的方位角(α），可以依據(jù)各個(gè)點(diǎn)的橫坐標(biāo)值利用公式（2）便可求出基線在橢球面上的距離(S０），依據(jù)（１)式可以求出基線在測區(qū)高程面的長度(D）;最后依據(jù)已知點(diǎn)的坐標(biāo)和距離（D)以及這條基線的方位角(α）便可以求出各個(gè)掌握點(diǎn)的最終坐標(biāo)，經(jīng)過多個(gè)工程的試驗(yàn)表明，這種做法能夠滿意工程測量的要求。３。2GPS基線處理與質(zhì)量掌握目前,GＰS定位技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在大地測量工程測量地殼形變等領(lǐng)域.一般說來,GPS的野外測量是比較簡潔的,而測量方案的制定和測量數(shù)據(jù)的處理則較為簡潔。通常,測量方案需要結(jié)合任務(wù)的簡略情況來制定，而數(shù)據(jù)的處理則主要依據(jù)閱歷,尤其對超限的測量成果更是如此。一般說來，GPＳ測量的數(shù)據(jù)處理可按下面3個(gè)步驟進(jìn)行：(l）GPＳ基線邊的解算;（2)成果的各種檢核計(jì)算；(3)ＧＰS網(wǎng)的平差計(jì)算和成果的分析。3。2。１GPS基線邊的解算在GPS測量數(shù)據(jù)處理時(shí),基線邊的解算是數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)，基線邊解算的好壞，直接關(guān)系到各種檢核的是否合限和平差結(jié)果的好壞。因此,在進(jìn)行GＰS數(shù)據(jù)處理時(shí)，必須認(rèn)真注意基線邊的解算.通常，有下面幾個(gè)因素影響基線邊的解算結(jié)果:電離層延遲、衛(wèi)星截止高度角、單雙頻解算方法。(１）電離層的修正對觀測量的利用可選擇使用單頻或雙頻修正電離層延遲,解算長邊時(shí)要選擇雙頻修正電離層延遲的模式.解算短邊時(shí)，雙頻接收機(jī)選擇L1解算更為有利.由于距離短電離層延遲無需修正,而電離層修正值是靠Ｌ1和L2數(shù)據(jù)組合修正L1觀測值的，其誤差較L1大,這樣修正往往得不償失。(2)解算模式的選擇通常，高精度的基線解有兩種形式，即固定解和浮點(diǎn)解。對于邊長小于20km時(shí)，一般采納固定解方式進(jìn)行解算；當(dāng)邊長大于20km時(shí)，宜采納浮點(diǎn)解；對于大于20km的邊長有時(shí)也能得到固定解,此時(shí)可通過閉合環(huán)檢驗(yàn)來確定應(yīng)采納固定解還是浮點(diǎn)解。（3)其他參數(shù)的選擇其他參數(shù)包括衛(wèi)星的截止高度角,剔除衛(wèi)星和歷元間隔等。一般情況,高度角選為15°，當(dāng)解算結(jié)果不好時(shí),不妨選2０°，甚至2５°。剔除衛(wèi)星主要依據(jù)前次解算的結(jié)果進(jìn)行選擇，一般可剔除模糊度小數(shù)位在0.５四周的衛(wèi)星，但數(shù)據(jù)剔除率不宜大于20％，剔除衛(wèi)星的歷元間隔可通過前次解算的殘差分布圖來進(jìn)行選擇.3。2。2各種檢核計(jì)算各種檢核計(jì)算包括同步環(huán)、重復(fù)邊和獨(dú)立環(huán)的檢核計(jì)算。（1）同步環(huán)的檢核計(jì)算同步環(huán)的計(jì)算結(jié)果,通?？梢苑从硯讉€(gè)方面的問題：ａ．?dāng)?shù)據(jù)觀測質(zhì)量的好壞;b．計(jì)算軟件的好壞；c.運(yùn)行參數(shù)是否合適。一般說來,同步環(huán)的計(jì)算結(jié)果，不應(yīng)作為一種反映測量的精度指標(biāo)，它只能作為一種數(shù)據(jù)解算是否合適的參考.可以通過轉(zhuǎn)變運(yùn)行參數(shù)、變換計(jì)算模式，如變換合適的高度角和衛(wèi)星的剔除率等參數(shù)進(jìn)行基線解算，以改進(jìn)同步環(huán)的計(jì)算結(jié)果。另外，也不能由于一個(gè)大的同步環(huán)超限，而認(rèn)為整個(gè)環(huán)觀測不行。有時(shí)，多個(gè)點(diǎn)組成的同步環(huán)是由于其中一個(gè)點(diǎn)引起的,如果其他幾個(gè)點(diǎn)組成的同步環(huán)不超限，相應(yīng)的基線解結(jié)果應(yīng)當(dāng)充分利用。(２）重復(fù)邊的檢驗(yàn)重復(fù)邊的檢驗(yàn)不能只限于當(dāng)天的一個(gè)同步環(huán),應(yīng)當(dāng)把全部測量結(jié)果一起進(jìn)行計(jì)算，以檢查成果是否存在分群和超限現(xiàn)象，最好利用程序把全部測量的基線邊的結(jié)果放在一起解算,以避開人為選邊而消滅疏忽現(xiàn)象.(３）獨(dú)立環(huán)的檢核計(jì)算獨(dú)立環(huán)的檢核計(jì)算,首先應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)好獨(dú)立閉合環(huán),以確保獨(dú)立閉合環(huán)檢核合限后，所選獨(dú)立邊參加平差的平差精度滿意要求.獨(dú)立環(huán)的檢核計(jì)算應(yīng)當(dāng)在同步環(huán)檢核和重復(fù)邊檢核合限的基礎(chǔ)上進(jìn)行，只有這樣才能保證獨(dú)立環(huán)檢核合限。3．2.3平差計(jì)算和成果分析(１）平差的選邊計(jì)算平差選邊的基本原則應(yīng)當(dāng)是：首先是在同步閉合環(huán)、重復(fù)邊和獨(dú)立閉合環(huán)檢查合限的基礎(chǔ)上進(jìn)行選邊的，另外還應(yīng)當(dāng)只選獨(dú)立的基線邊。采納Fiｌlｎet軟件進(jìn)行平差處理時(shí)，應(yīng)注意它按基線解的中誤差推舉基線是按固定解或是浮點(diǎn)解來進(jìn)行平差,有時(shí)推舉的解并不肯定合適,此時(shí)應(yīng)當(dāng)依據(jù)閉合環(huán)的檢核情況來確定采納固定解還是浮點(diǎn)解,通常應(yīng)選擇閉合差較小的解來參加平差.(2）平差計(jì)算外業(yè)數(shù)據(jù)處理，最好每天都進(jìn)行各種檢核并進(jìn)行平差，這樣當(dāng)消滅平差結(jié)果過大時(shí)，可準(zhǔn)時(shí)發(fā)現(xiàn)是由于哪一天的測量成果有問題，并準(zhǔn)時(shí)進(jìn)行處理。另外，可利用序貫平差的方法來利用以前平差的結(jié)果，以削減最后平差的工作量。（3)成果分析GＰS網(wǎng)平差結(jié)束后應(yīng)認(rèn)真對成果進(jìn)行分析。分析的主要內(nèi)容有：a．單位權(quán)中誤差的大小通常，利用Ｆｉllnet軟件進(jìn)行平差時(shí)，它要求平差結(jié)束后的單位權(quán)中誤差σ＜１。當(dāng)σ＞1時(shí)，應(yīng)認(rèn)真檢查平差計(jì)算時(shí)的殘差是否大于3倍中誤差，對于殘差大于3倍中誤差的基線邊應(yīng)當(dāng)改進(jìn)或予以剔除。一般說來，當(dāng)殘差小于３倍中誤差時(shí),其單位權(quán)中誤差σ<1。ｂ．基線矢量的重量精度對于精度較差的基線矢量的重量，可以改進(jìn)其基線的解算方法或者可剔除該邊的某一時(shí)段的觀測量.另外，也可通過改換選邊的情況來改善其平差精度。利用現(xiàn)有的商用軟件來進(jìn)行GPS數(shù)據(jù)處理，一般情況下是有現(xiàn)成的模式可以利用的，但對于各種檢核超限成果的分析主要還是要依靠閱歷，只有不斷地摸索總結(jié)才能有更大的收獲。４．分析與總結(jié)綜上所述,雖然ＧPS測量技術(shù)在公路工程測量中的應(yīng)用使傳統(tǒng)的公路工程測量技術(shù)有了突飛猛進(jìn)的進(jìn)展,但二者相比,常規(guī)測量方法還存在以下的缺陷：1）規(guī)范對附合導(dǎo)線長、閉合導(dǎo)線長及結(jié)點(diǎn)導(dǎo)線間長度等有嚴(yán)格規(guī)定。由于公路測量的作業(yè)面是一狹長帶狀，這樣，導(dǎo)線長度很難達(dá)到規(guī)范要求，往往會(huì)消滅超規(guī)范作業(yè)。２）搜集到的用于路線測量掌握的起算點(diǎn)間一般很難保證為同一測量系統(tǒng)，往往國測、軍測、城市掌握點(diǎn)混雜一起,這就存在系統(tǒng)間的兼容性問題，如果用不兼容的起算點(diǎn)，勢必影響測量質(zhì)量。3）國家大地點(diǎn)破壞嚴(yán)重影響測量作業(yè)。由于國家基礎(chǔ)掌握點(diǎn),大多為２0世紀(jì)50、６0年月完成，有些點(diǎn)由于經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要已被破壞,有些點(diǎn)則由于人們?nèi)狈χR(shí)遭人為破壞。因此往往不易找到導(dǎo)線的聯(lián)測點(diǎn).這樣路線掌握測量的質(zhì)量得不到保證。４）地面通視困難往往影響常規(guī)測量的實(shí)施。由于通視的條件的限制,在大范圍密林、密灌及青紗帳地區(qū),根本無法實(shí)施常規(guī)掌握測量。相比較，GＰＳ測量技術(shù)在公路工程測量上具有較大的優(yōu)勢和進(jìn)展前景:１）GPＳ作業(yè)有著極高的精度。它的作業(yè)不受環(huán)境和距離限制，格外適合于地形條件困難地區(qū)、局部重點(diǎn)工程地區(qū)等.2）GPS測量可以大大提高工作及成果質(zhì)量。它不受人為因素的影響，整個(gè)作業(yè)過程全由微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)掌握，自動(dòng)記錄、自動(dòng)數(shù)據(jù)預(yù)處理、自動(dòng)平差計(jì)算.３）GPＳRTＫ技術(shù)將徹底轉(zhuǎn)變公路測量模式.ＲTＫ能實(shí)時(shí)地獲得所在位置的空間三維坐標(biāo)。這種技術(shù)格外適合路線、橋、隧道勘察，它可以直接進(jìn)行實(shí)地實(shí)時(shí)放樣、點(diǎn)位測量等。４)ＧＰS測量可以極大地降低勞動(dòng)作業(yè)強(qiáng)度,削減野外砍伐工作量,提高作業(yè)效率.5）GPS高精度高程測量同高精度的平面測量一樣,是GPS測量應(yīng)用的重要領(lǐng)域。格外是在當(dāng)前高等級公路逐漸向山嶺重丘區(qū)進(jìn)展的形勢下,往往由于這些地區(qū)地形條件的限制，實(shí)施常規(guī)水準(zhǔn)測量有困難時(shí),GPＳ高程測量無疑是一種有效的手段.GＰS在公路工程測量中的應(yīng)用,對高等級公路的勘測手段和作業(yè)方法產(chǎn)生了革命性的變革，