摘要：GPS技术操作简单、测量精度高、测量效率高等特点，因此在工程测量工作中大量应用。但是GPS技术应用在工程测量过程中，会受到GPS卫星、接收设备、卫星信号传播等因素的影响，导致测量结果出现误差。因此，GPS技术应用在工程测量工作，如何提高GPS测量技术的精度就成为测量的关键了。本文主要阐述了GPS技术、影响GPS技术测量精度因素并根据这些因素如何提高GPS测量精度。
关键词：GPS技术；工程测量；精度
0引言
工程测量是工程施工的前提和基础，随着工程结构越来越复杂，对工程测量工作的要求也越来越高。GPS是英文Global Positioning System的简称，GPS是以卫星为基础的无线电卫星导航定位系统，不仅具有全天候、全球性、连续性和实时性的精密导航定位系统，而且抗干扰能力、保密性非常强。因此，GPS技术在航空摄影测量、大地测量、工程测量以及飞机、船舶等交通工具的导航方面在测绘工作中得到广泛应用。
1、GPS技术概述
1.1GPS技术构成
GPS由全球通信卫星、地面监控系统、接收装置三部分构成。通信卫星接收并存储地面监控站发出的导航信息，并在原子频控制下发送导航定位信息给用户，接收装置接收到监控站以后对数据进行处理。地面监控系统一般由主控站、三个信息注入站和五个监测站构成，监控系统的主要功能是检测卫星工作情况、卫星轨道数据和大气数据等信息。用户接收机接收到卫星发射的信号，获得距离观测量和导航信息，并根据导航提供的信息修正时钟差和卫星位置，从而计算出接收处的位置。GPS技术定位原理是通过测量已知地点的卫星到用户接收机之间的距离，然后根据多颗卫星接收的数据信息判断接收机的具体位置，然后通过计算判断出发射卫星的距离，并利用卫星地理原理计算出卫星的三维坐标，从而达到测量的目的。该技术最早由七十年代的美国国防部研制出来的，主要用于海陆空全天候进行情报收集、核爆监测以及应急军事活动中。经过二十多年的发展，美国到九十年代在全球范围内布设24颗GPS，可以向全球各地全天候提供三维位置、速度等到导航定位功能。
1.2GPS技术的优点
GPS技术与传统的测量技术相比，具有以下优点：第一，测站间不需要通视。GPS技术应用在工程测量中，不需要测站之间实现通视，这样减少了测量工作时间。第二，定位精度高。将GPS用于工程测量工作中，在小于50千米的基线上，GPS定位精度达到了1-2ppm。第三，观测时间短。GPS在测量小于20千米的短基线时只需要几分钟。第四，设备轻、操作简单。GPS技术的接收机设备比较轻，用于户外测量时比较方便。第五，全天候测量。无论在什么时间、地点，GPS技术都可以实现测量。第六，可以提供三维坐标。GPS测量过程中，可以精准定位到站点的三维坐标，随着现代科学技术的进步，有的高程精度已经达到四等水准测量要求。
2、影响GPS技术工程测量精度的因素
GPS技术在测量过程中，受到观测角度、观测仪器设备、观测时间、卫星信号强弱等方面的影响，其测量精度都会受到影响。根据GPS测量的误差来源，可以将GPS测量误差分成卫星造成的误差、接收设备造成的误差以及GPS信号传播路径误差。卫星造成的误差主要体现在两个方面：卫星时钟误差和卫星轨道误差；GPS信号传播路径误差主要由对流层折射、电离层折射以及多路径效应造成的；接收设备造成的误差则是由于观测误差、接收机时钟误差等原因造成的。
3、如何提高GPS技术在工程测量中的精度
以宁夏河东国际机场为例，三期扩建工程为8.2万平方米，17.86万平方米的站坪，4500平方米的航管楼，5.32万平方米的停车场以及9000多平方米的货运库和相应的生活生产辅助设施设备。同时三期工程还要与二期航站楼之间进行连接，三期工程还需要建设新塔台。因此，整个工程的工期紧、任务重、施工场地比较复杂、测量区域的通视感比较差。因此，采用GPS技术对工程进行测量。但是GPS技术在实际测量过程中，由于场地内的土建工程早就已经开始建设，但是GPS观测网络并没有建立起来，所以需要建立一套新的观测网络，但是由于受到地形的影响，GPS信号不是很稳定，因此必须提高GPS技术的测量精度。
3.1做好测量前的准备工作
GPS技术测量前，施工单位必须收集大量前期在建工程的图纸、文字资料、设备器材等工作，并根据这些情况，测量工作人员做好GPS观测技术、所需要的设备和技术要求，为测量工作做好准备工作。其次，在测量过程中，还要对所有测量的仪器设备进行检查，检查仪器设备的运行工况是否良好，并对仪器设备进行校准，以保证测量的精度。最后，不同设备的布设方法也会影响到观测精度。比如在平面坐标和高程测量工作中，三脚架安置仪器设备平面测量精度在0.0089米，中杆平面测量精度在0.0145米，所以相对来说测量平面坐标时，三脚架的测量精度明显高于中杆的测量精度。所以平面测量时，可以选择三脚架安置测量设备和仪器。
3.2提高工程测量工作人员的综合素质
GPS技术在测量工程应用过程中，对操作人员的综合素质要求比较高。测量工作人员必须熟悉每一个仪器的性能、功能、使用步骤、运行原理，这样才能更好地操作设备。同时在测量工作中，测量工作人员必须按照GPS使用的步骤进行测量，做好测量工作的每一个环节，从而最大限度发挥出GPS技术的作用。比如选择什么时候观测比较好，卫星接收的信号比较好。阴雨和大雾天气的能见度比较低，所以不适合观测，只有做好充分的准备工作，才能切实提高观测精度。
3.3灵活布置GPS控制网
GPS控制网的布点比较灵活，不受网形和通视条件的影响，但是有的观测区条件比较差、边长不到300米，基线的精度比较低。所以在布置的时候，要尽量避免短边，如果无法避免，则要延长观测时间，从而得到比较准确的观测数据。如果测量工程的面积比较大，而GPS网络的点数比较多，接收机的数量有限，交通不方便的情况，则可以实行分区观测方式。同时，为了提高观测的准确性，增强整个控制网络的精度，相邻分区必须设置公共区域的观测点，观测点的数据大于3，且必须重复观测2次。
3.4提高接收机接收质量
接收机在接收过程中，受到观测卫星的空间分布和信号质量的影响导致观测质量下降。在观测过程中，一些个别观测点受到地形限制，比如有树木遮挡也会影响到观测质量，因此在选择地点的时候要选择开阔性比较好的地形。接收机在接收到观测数据以后，还要及时查看观测卫星数量、导航定位结果。此外，接收机在布置的时候，还要避免其他施工层作业对GPS技术的干扰，从而降低其他工种对GPS测量质量的影响。
4、结束语
GPS具有全球、全天候、定位精度高、观测时间短等优点，因此广泛应用在工程测量工作中。但是GPS技术在测量过程中，受到自身以及外在因素的影响，降低了测量精度，所以必须结合实际工程采取有效的措施提高GPS技术测量精度。
参考文献
[1] 李楠.工程测量中GPS技术的应用及精度分析[J].山东商业职业技术学院学报,2015,15(2):110-112.
[2] 黄科.浅论工程测量中GPS技术的应用及精度[J].大科技,2015,(29):194-194.
[3] 朱民安.GPS在工程测量中的精度浅析[J].建筑工程技术与设计,2016,(5):730-730.
此文章在2017年11月发表于《四川水泥》杂志。
