理論必須要與實踐相統一，在繁忙的實習階段結束以后，我們必然有很多的收獲，也有一些遺憾，那么就要必要對實習階段的工作、學習清涼進行總結。以下是小編精心整理的《測繪工程gps實習報告》，供大家閱讀，更多內容可以運用本站頂部的搜索功能。
第一篇：測繪工程gps實習報告
測繪10《GPS、控制測量實訓》實習大綱
江西理工大學
測繪工程專業《GPS、控制測量實訓》教學大綱
課程代碼：3000324
專業代碼：080901
一、 本實踐課程教學目的與教學基本要求：
野外實習工作是在校內學完了《空間定位技術及應用》的理論和方法以后，模擬或結合實際生產任務所進行的一次綜合實踐。通過四周左右時間的實習，應該達到以下目的：
1.鞏固校內課堂所學知識，加深對空間定位技術基本理論的理解。能夠用有關理論指導實踐，做到理論與實踐相統一。提高學生分析問題和解決問題的能力。
2.對學生進行控制測量野外作業的基本技能訓練，提高動手能力。通過實習，熟悉并掌握城市(礦區)
三、四等GPS控制測量的作業程序及施測方法。
3.對野外觀測成果進行整理、檢查和計算。掌握用GPS理論處理GPS測量成果的基本技能。
4.通過完成城市(礦區)
三、四等GPS控制測量實際任務的鍛煉，提高學生從事測繪工作的計劃、組織和管理能力。培養同學良好的專業品質和職業道德。
二、 實習教學指導書
[1]徐紹銓. GPS測量原理及應用(第三版).武漢：武漢大學出版社，2008
[2]魏二虎、黃勁松編著.GPS測量操作與數據處理.武漢：武漢大學出版社，2004
[3]CJJ T 73-2010 衛星定位城市測量技術規范
[4]GBT 12898-2009 國家
三、四等水準測量規范
[5]CHT 1001-2005 測繪技術總結編寫規定
[6]CHT 1004-2005 測繪技術設計規定
[7] GPS工程控制網實習教學大綱
三、 考核方式及成績評定
實習結束，指導教師應根據學生在實習中所表現的專業意識和品質、完成實際任務 的數量和質量、基本技能的熟練程度、獨立工作能力的大小、實習報告的質量五個方面內容，對學生的實習成績進行考評記分。其中專業意識和品質為%10，完成實際任務的數量和質量為10%，基本技能的熟練程度為30%，獨立工作能力的大小為20%，實習報告的質量為30%。
四、 其他必要的說明
1、實習時間為3周、 3學分;
2、實習開出為短學期三;
3、在校外實習基地或結合具體生產任務集中組織完成實習;
4、本大綱的使用說明：本大綱作為實習的指導書;
5、撰寫實習報告的格式說明;
[1]序言
實習名稱、目的、時間、地點、實習任務及組織情況
[2]測區概況
測區的地理位置、交通、居民、氣候、地形、地貌等概況，測區內已有測繪成果資料
情況
[3]靜態GPS控制網得布設及施測
簡要敘述靜態GPS控制網的布設及施測中的各項主要工作：
(1)靜態GPS控制網得布設方案及控制網略圖;
(2)選點、埋石方法及情況;
(3)施測技術依據及施測方法;
(4)星歷預報;
(5)觀測成果質量分析。
[4]高程控制網的布設及施測
(1)高程控制網得布設方案及控制網略圖;
(2)選點、埋石方法及情況;
(3)施測技術依據及施測方法;
(4)觀測成果質量分析。
[5]水準數據處理
(1)水準點間高差觀測值及距離的計算整理;
(2)水準網平差
(3)觀測成果質量分析
[6]靜態GPS控制網的數據處理
(1)數據準備，包括數據下載、接收機文件刪除、Rvinex文件格式得轉換、建立參考
橢球、建立坐標系統、建立項目等;
(2)基線解算、精度評定及調整
(3)三維自由網平差
(4)二維約束平差
(5)高程擬合
(6)觀測成果測量分析
[7]實習中發生得問題及處理情況
[8]實習收獲、體會及建議
[9]附錄(儀器鑒定資料、各種觀測數據表、各種數據處理報告)
6、實習組織
參加實習的學生統一組成實習隊，由指導教師、班長、團支書、大組長、小組長組成
實習隊委，負責、協調全隊實習的領導、組織、思想教育等有關工作。為便于進行作業，
實習隊分為8大組，其中每大組由每6～8人組成，設大組長1名、技術員1名。每個大組
分為3個小組，設小組長1名。大組長協助教師負責組織各小組的各項實習工作, 技術員
負責解決本大組的各項技術問題。小組長負責本組儀器及資料的保管工作，并協助大組長
組織本小組的各項實習工作。
全部實習由指導教師統一指揮，各班學生干部應積極協助教師做好本班、本組的各項
工作。
五、 實習內容與要求
全實習隊共同完成一個GPS控制網的布設、施測及數據處理任務，并使每位學生在各項
主要工作中得到訓練。具體內容及要求是：
一、踏勘、選點、埋石
1、全隊由教師帶領踏勘測區，了解測區情況及任務，領會建網的目的和意義;
2、在教師指導下進行分組分區實地選點，每平方公里控制點點數在4～5個左右，并
繪出點的示意圖;
3、分組進行埋石(條件允許)，或在教師指導下進行埋石的講解、演示;
4、分組進行水準路線選線，在條件可能情況下，應盡量選擇GPS點兼作水準點。
二、靜態GPS控制測量
1、制定測量安排表，內容有同步測量起止時間、搬站時間、每個同步環中各接收機所
在觀測點，交通工具安排及調度等;
2、嚴格按照作業規定要求進行外業觀測，并作好記錄;
3、每大組按GPS E級網的要求完成一套全網的觀測任務，提交一份該點的合格觀測成
果;
4、每小組完成一套全網的數據處理任務，提交一份合格的數據處理成果。
三、高程控制測量
1、每大組完成三臺水準儀的檢驗和校正，提交一份完整的檢驗記錄;
2、每大組按四等水準的要求完成一套全網的水準觀測任務，提交一份合格的水準觀測
手薄，其中每人至少完成兩個水準點間的水準觀測和記錄，并負責檢查記錄和整理成果;
3、每小組完成一套水準網的平差計算，提交一份合格的平差計算成果。
四、內業數據處理
內業數據處理主要有靜態相對測量數據處理、水準網數據處理和GPS高程擬合等。
1、上述各項測量外業工作結束后，都要及時對觀測成果進行整理和檢查。
2、在取得指導教師認可后，每個同學應對本大組觀測成果及時進行數據處理。要求每
人獨立完成一份。
3、每個大組以光盤的形式提交一份完整的合格的實習數據資料。
需要說明的是：上列全部實習任務的完成，可能會受到時間和儀器條件的限制。因此，
在執行本大綱時，可以酌情減免少量內容。對于必須完成的實習內容，可在大組之間平行作
業，定期對換。為此，各實習小組應該編制實習工作進程表。
批準人：羅嗣海主審人： 陳金泉主撰人：馬大喜
第二篇：GPS測繪技術在線形工程測量中的應用
摘要：在線形工程測量中，應用GPS測繪技術不但精度有保證，而且方便、快捷，節省人力物力，本文在訴述GPS測繪技術在線形工程測量應用中GPS控制網的布設、外業測、內業差處理的同時，也闡述了各過程易出現的問題及處理方法。
關鍵詞：GPS;長線測量;測繪
隨著測繪技術的發展，GPS測繪技術已廣泛應用于線形工程的方方面面，如道路、管線、長距離輸水、電、氣、油管路勘測等，以前按傳統的控制測量、工程測量控制方法建網觀測，工作量大、測繪時間長、效率低，同時在網形布設、觀測方法、誤差控制等方面都存在一定的問題，再加上線路狹長，周圍控制點少，給測繪工作帶來不便。線形工程中利用GPS測繪技術較好地解決了上述問題。 1 GPS線路控制網的布設特點
用GPS技術分級建立線路控制網，線形工程長達數百千米，甚至上千千米，利用GPS技術能很好地解決這一問題，因為其布網形式靈活，與國家高等級點聯測時，其邊長不受限制，點間又不要求通視?？刂凭W呈狹長狀布設，每個閉合環至少含一條數千米的長邊，與相鄰互相通視的短邊點相連，形成混合網。其網圖采用分級布網，具有較高的精度及較高的可靠性，同時保證同級網點精度均勻。另外，高等級控制網統一布設，為次級加密測距導線提供高等級的控制點。 2 GPS線路控制網的布設形式 2.1 線路控制網
線路控制網是由多個邊連式、點連式基線形成的異步環構成的混合網。規范規定，每個獨立環或附合路線不超過6條邊(C級平均邊長10~15 km，D級5~10 km)，并與國家高等級點聯測。 2.2 GPS線路導線
(1)選點靈活，點位基礎堅實穩定，便于安置儀器操作，便于布設通視方向，并能用常規方法擴展與聯測。 (2)相鄰點不必都通視，只要有1對相鄰點通視即可。
(3)每條GPS基線向量連同高一級GPS網點的基線向量，構成異步環作以檢核。
(4)線路過長時，若跨多個投影帶，可在分帶交界附近布設一對互相通視的GPS點與國家控制點相連，以使測區內投影長度變形不大于2·5 cm/km。
(5) GPS控制網與附近高等級國家平面控制網點聯測點不應少于3個。當控制網邊長過長時，宜增加聯測點，并使聯測點分布均勻且能控制本控制網。
(6)低等級線路測量自成系統，不與國家高等級點聯測時，其布網方式更加靈活，可采用網(1)作業組嚴格按調度計劃，按規定時間進行同步觀測。
(2)接收機啟動前和作業過程中，應隨時填寫測量平差手簿中的項目、格式及內容。①接收機記錄后，觀測員及時將測站信息記錄于手簿，發現異常，及時報告調度人員，采取相應措施;②接收機記錄后，禁止人員或其他物體觸動天線或遮擋信號，引起信號失鎖;③觀測期間，不得在天線附近50 m內使用電臺， 10 m內使用對講機及手機以免干擾;④同一時段觀測過程中，不能將接收機關閉又啟動，進行自測試、改變衛星仰角限、改變天線位置、變換數據采樣間隔，更不能關閉文件或刪除文件等;⑤避免多路徑效應誤差，測站應遠離大面積平靜的水面(水面能反射衛星信號)，測站不宜選在山坡、山谷及盆地中，測站宜遠離高大建筑物(阻礙衛星信號)、高壓輸電線及發射臺(塔)等電磁場干擾的地方。 3 外業觀測應注意的問題 3.1 觀測計劃線路控制網
編制觀測計劃表，對作業組按計劃表下達作業調度命令。在實際作業中根據情況作出調整，做到統一指揮，協調作業，發現問題，及時解決。 3.2 對觀測員的要求
必須熟練掌握GPS接收機性能及作業過程，并能處理外業觀測中可能出現的問題。
3.3 觀測作業過程要求
測量平差手簿中的項目、格式及內容。①接收機記錄后，觀測員及時將測站信息記錄于手簿，發現異常，及時報告調度人員，采取相應措施;②接收機記錄后，禁止人員或其他物體觸動天線或遮擋信號，引起信號失鎖;③觀測期間，不得在天線附近50 m內使用電臺， 10 m內使用對講機，以免干擾;④同一時段觀測過程中，不能將接收機關閉又啟動，進行自測試、改變衛星仰角限、改變天線位置、變換數據采樣間隔，更不能關閉文件或刪除文件等;⑤避免多路徑效應誤差，測站應遠離大面積平靜的水面(水面能反射衛星信號)，測站不宜選在山坡、山谷及盆地中，測站宜遠離高大建筑物(阻礙衛星信號)、高壓輸電線及發射臺(塔)等電磁場干擾的地方。 4 內業平差優化處理 4.1 GPS控制網的邊長精度
GPS網主要用于布設首級平面控制網，每隔數千米布設一對互相通視、邊長在500~1 000 m的埋石點，這樣形成長短邊較懸殊的控制網。為了能有效地檢核外業基線成果，網中必須形成符合網形要求、滿足規范和等級要求的異步閉合環。盡管基線解算符合要求，因邊長過于懸殊(幾百米至幾十千米)，若將長短邊一起參與平差，就會降低短邊的精度，影響整網的精度(原因是長邊系統誤差明顯大于短邊系統誤差，長邊絕對誤差比短邊小很多)。 4.2 內業平差優化處理
由于上述線路GPS網點位的特點，通過多次實踐提出了一個有效的優化處理方法，將平差處理中形成異步環較長的邊(10 km以上)只作為檢核基線成果的解算，不納入網平差，這樣能提高GPS網點的精度。 4.3 基線檢驗具體過程
(1)同步環閉合差檢驗?；€所組成的同步環應進行閉合差檢驗，其閉合差應符合規定：ωx≤n /5σ，ωy≤n /5σ，ωz≤n /5σ，ω≤3n /5σ。其中，ωx、ωy、ωz為坐標分量閉合差;ω為環的全長閉合差;n為閉合環的邊數;σ為相應等級規定的精度。
(2)異步環閉合差檢驗。若干條獨立邊或采用不同數學模型解算的同步邊組成的閉合環，其閉合差應符合規定：ωx≤3nσ，ωy≤3nσ，ωz≤3nσ，ω≤3 3nσ。
(3)重復觀測基線邊的檢驗。重復觀測的基線邊較差應符合規定：ds≤2σ。所有基線解應進行獨立環檢驗，一般情況下網中不得有不參加閉合差檢驗的基線存在。
(4)優化處理。確定待定點傳算路線，在待定點均能解算的情況下，將控制網中形成異步環的較長邊刪除，再進行自由網平差、三維約束平差、二維約束平差。盡管表面上網型類似支導線，基線邊為點連式，但基線已進行過檢核，其解算成果還是可靠的。
5 平差作業中異常問題及處理方法
(1)單一基線解算。方差比、均方差、中誤差、精度因子符合要求，而同步環坐標分量閉合差超限，數值達2×10-4~4×10-4，說明基線外業觀測中存在粗差，通過異步環閉合差檢核，人工剔除含有粗差基線邊。(查基線詳解分析，外業觀測中因電信號干擾或其他情況阻擋信號，導致信號失鎖，引起周跳，而周跳又沒有得到修復引起粗差。)
(2)線路控制網平差?；€解算合格，同步環、異步環檢驗通過，平差成果中仍有幾個點坐標錯誤。檢查外業觀測記錄及存盤數據文件，發現一個測站點在2個觀測時段內賦予了2個測站名，且與以前測站重名，基線邊強制平差，產生粗差。修改測站名，重新平差，結果正確。
(3)線路控制網基線邊檢驗。線路控制網中各基線邊檢驗時，利用自由網平差、三維約束平差、二維約束平差成果發現有一點高程錯1 m左右，檢查基線解算，起算數據及平差過程，沒發現異常，檢查外業觀測記錄、測站信息、儀器高時發現有一站儀器高輸錯1 m，將儀器高更正，重新平差，結果正確。
(4)異常問題處理。采用獨立坐標系時，以線路中任一點坐標起算，按獨立系轉換法平差，平差后發現控制點點位與實際位置反相，出現錯誤，通過檢查發現，二維約束平差時，平差參數的中央子午線經度值錯誤，修復錯誤，重新平差，結果正確。連式、邊連式、點連式或鉸連式(指沿線路方向，布設成具有新結點，同步環與同步環相套)的布網方法。 參考文獻：
第三篇：GPS在工程測量中的應用
摘 要：簡述了全球定位系統(GPS)的基本結構和測量原理，總結了GPS用于工程測量所具有的特點，介紹了GPS在工程測量中的應用實例。
關鍵詞：GPS;工程測量;應用實例全球定位系統(Global Positioning System，簡稱GPS)是美國從20世紀70年代開始研制的用于軍事部門的新一代衛星導航與定位系統，歷時20年，耗資200多億美元，分三階段研制，陸續投入使用，并于1994年全面建成。GPS是以衛星為基礎的無線電衛星導航定位系統，它具有全能性、全球性、全天候、連續性和實時性的精密三維導航與定位功能，而且具有良好的抗干擾性和保密性。因此，GPS技術率先在大地測量、工程測量、航空攝影測量、海洋測量、城市測量等測繪領域得到了應用[1]，并在軍事、交通、通信、資源、管理等領域展開了研究并得到廣泛應用。本文介紹GPS在山區工程測量中的應用，并提出幾點體會。1 GPS簡介1.1 GPS構成GPS主要由空間衛星星座、地面監控站及用戶設備三部分構成。(1)GPS空間衛星星座由21顆工作衛星和3顆在軌備用衛星組成。24顆衛星均勻分布在6個軌道平面內，軌道平面的傾角為55°，衛星的平均高度為20 200 km，運行周期為11 h 58 min。衛星用L波段的兩個無線電載波向廣大用戶連續不斷地發送導航定位信號，導航定位信號中含有衛星的位置信息，使衛星成為一個動態的已知點。在地球的任何地點、任何時刻，在高度角15°以上，平均可同時觀測到6顆衛星，最多可達到9顆。(2)GPS地面監控站主要由分布在全球的一個主控站、三個注入站和五個監測站組成。主控站根據各監 測站對GPS衛星的觀測數據，計算各衛星的軌道參數、鐘差參數等，并將這些數據編制成導航電文，傳送到注入站，再由注入站將主控站發來的導航電文注入到相應衛星的存儲器中。(3)GPS用戶設備由GPS接收機、數據處理軟件及其終端設備(如計算機)等組成。GPS接收機可捕獲到按一定衛星高度截止角所選擇的待測衛星的信號，跟蹤衛星的運行，并對信號進行交換、放大和處理，再通過計算機和相應軟件，經基線解算、網平差，求出GPS接收機中心(測站點)的三維坐標。
1.2 GPS定位原理GPS定位是根據測量中的距離交會定點原理實現的[2]。如圖1所示，在待 測點Q設置GPS接收機，在某一時刻tk同時接收到3顆(或3顆以上)衛星S
1、S
2、S3所發出的信號。通過數據處理和計算，可求得該時刻接收機天線中心(測站點)至衛星的距離ρ
1、ρ
2、ρ3。根據衛星星歷可查到該時刻3顆衛星的三維坐標(Xj，Yj，Zj)，j=1，2，3，從而由下式解算出Q點的三維坐標(X，Y，Z)：1.3 GPS測量的特點相對于常規測量來說，GPS測量主要有以下特點：①測量精度高。GPS觀測的精度明顯高于一般常規測量，在小于50 km的基線上，其相對定位精度可達1×10-6，在大于1 000 km的基線上可達1×10-8。②測站間無需通視。GPS測量不需要測站間相互通視，可根據實際需要確定點位，使得選點工作更加靈活方便。③觀測時間短。隨著GPS測量技術的不斷完善，軟件的不斷更新，在進行GPS測量時，靜態相對定位每站僅需20 min左右，動態相對定位僅需幾秒鐘。④儀器操作簡便。目前GPS接收機自動化程度越來越高，操作智能化，觀測人員只需對中、整平、量取天線高及開機后設定參數，接收機即可進行自動觀測和記錄。⑤全天候作業。GPS衛星數目多，且分布均勻，可保證在任何時間、任何地點連續進行觀測，一般不受天氣狀況的影響。⑥提供三維坐標。GPS測量可同時精確測定測站點的三維坐標，其高程精度已可滿足四等水準測量的要求。2 應用實例2.1 工程概
況本文涉及的工程由某集團公司投資建造，是一個集休閑、娛樂、旅游、渡假等功能于一體的綜合項目。工程位于城郊，占地66.7 hm2多，屬兩山夾一溝地形，山地面積約占三分之二。最高處約90 m。山上樹木茂盛，地形復雜，通視困難，行走不便。為了該工程的設計和施工，需建立首級控制網?？紤]到工程復雜，工期較緊，測區通視困難，地形起伏大等因素，決定采用GPS測量。2.2 GPS測量的技術設計(1)設計依據 GPS測量的技術設計主要依據1999年建設部發布的行業標準《城市測量規范》、1997年建設部發布的行業標準《全球定位系統城市測量技術規程》[3]及工程測量合同有關要求制定的。(2)設計精度 根據工程需要和測區情況，選擇城市或工程二級GPS網作為測區首級控制網。要求平均邊長小于1 km，最弱邊相對中誤差小于1/10 000，GPS接收機標稱精度的固定誤差a≤15 mm，比例誤差系 數b≤20×10-6。(3)設計基準和網形 如圖2所示，控制網共12個點，其中聯測已知平面控制點2個(I12，I13)，高程控制點5個(I12，I13，105，109，110，其高程由四等水準測得)。采用3臺GPS接收機觀測，網形布設成邊連式。(4)觀測計劃 根據GPS衛星的可見預報圖和幾何圖形強度(空間位置因子PDOP)，選擇最佳觀測時段(衛星多于4顆，且分布均勻，PDOP值小于6)，并編排作業調度表。
2.3 GPS測量的外業實施(1)選點 GPS測量測站點之間不要求一定通視，圖形結構也比較靈活，因此，點位選擇比較方便。但考慮GPS測量的特殊性，并顧及后續測量，選點時應著重考慮：①每點最好與某一點通視，以便后續測量工作的使用;②點周圍高度角15°以上不要有障礙物，以免信號被遮擋或吸收;③點位要遠離大功率無線電發射源、高壓電線等，以免電磁場對信號的干擾;④點位應選在視野開闊、交通方便、有利擴展、易于保存的地方，以便觀測和日后使用;⑤選點結束后，按要求埋設標石，并填寫點之記。(2)觀測 根據GPS作業調度表的安排進行觀測，采取靜態相對定位，衛星高度角15°，時段長度45min，采樣間隔10 s。在3個點上同時安置3臺接收機天線(對中、整平、定向)，量取天線高，測量氣象數據，開機觀察，當各項指標達到要求時，按接收機的提示輸入相關數據，則接收機自動記錄，觀測者填寫測量手簿。2.4 GPS測量的數據處理GPS網數據處理分為基線解算和網平差兩個階段，采用隨機軟件完成。經基線解算、質量檢核、外業重測和網平差后，得到GPS控制點的三維坐標(見表1)，其各項精度指標符合技術設計要求。3 結束語通過GPS在測量中的應用，得到如下體會。(1)GPS控制網選點靈活，布網方便，基本不受通視、網形的限制，特別是在地形復雜、通視困難的測區，更顯其優越性。但由于測區條件較差，邊長較短(平均邊長不到300 m)，基線相對精度較低，個別邊長相對精度大于1/10 000。因此，當精度要求較高時，應避免短邊，無法避免時，要謹慎觀測。(2)GPS接收機觀測基本實現了自動化、智能化，且觀測時間在不斷減少，大大降低了作業強度，觀測質量主要受觀測時衛星的空間分布和衛星信號的質量影響。但由于各別點的選定受地形條件限制，造成樹木遮擋，影響對衛星的觀測及信號的質量，經重測后通過。因此，應嚴格按有關要求選點，擇最佳時段觀測，并注意手機、步話機等設備的使用。
(3)GPS測量的數據傳輸和處理采用隨機軟件完成，只要保證接收衛星信號的質量和已知數據的數量、精度，即可方便地求出符合精度要求的控制點三維坐標。但由于聯測已知高程點較少(僅聯測5個)，致使的控制點高程精度較低。因此，要保證控制點高程的精度，必須聯測足夠的已知高程點。
第四篇：橋梁與隧道工程GPS擬合模型研究論文
摘要：
本文結合工程實例數據對比分析兩種方法，通過擬合結果可知：當縱橫向跨度比較小、地形變化比較平緩時，對于兩種擬合方法來說，通常情況下都可以達到三等水準精度;但是三次樣條擬合法不適應測區較大、地形條件變化比較復雜的情況，對于移動曲面擬合法來說，通常能夠達到等外水準要求，進而在一定程度上滿足橋梁工程、隧道工程的施工需要。
關鍵詞：
正常高;大地高;高程擬合
目前，在工程項目施工中，多項式曲線擬合法、三次樣條曲線擬合法等常用于GPS高程擬合數學模型中。對于擬合模型來說，歸納起來主要包括線狀擬合模型和面狀擬合模型兩類。一方面包括數學模型，另一方面包括BP神經網絡擬合模型，以及地球重力場模型等擬合模型。通常情況下，不同的擬合模型都會與相應的GPS測區相適應。
1GPS在橋梁與隧道控制測量中的應用
1.1GPS在大橋控制測量中的應用
在建立大橋控制網時，采用橋梁軸線建立坐標系對所應用的GPS技術進行處理。在橋梁主軸線上，聯測或假定一個控制點，并且以軸作為GPS控制網方位基準，由高精度測距儀測量主軸線兩端控制點間長度確定網尺度基準。在主橋高程面上選擇GPS橋梁控制網投影面。
1.2GPS在隧道控制測量中的應用
在布設GPS隧道控制網時，通常采用隧道工程坐標系。在布設隧道工程坐標系的過程中，其原點一般選擇隧道洞口控制點，并且在方向上要求X軸指向與線路前進方向一致，同時通過正交的方式，使得Y軸與X軸構成右手系。在對GPS隧道控制網網點進行選擇埋設時，需要考慮GPS測量對點位的要求，以及隧道施工的要求。
2GPS高程擬合精度評定指標
為了對GPS高程擬合精度進行客觀的評論，需要對所有的GPS點進行水準聯測，在全網上均勻分布起算點，選擇其他點作為檢核點。在內符合精度方面，根據參與擬合計算已知點高程異常與擬合出高程異常求擬合殘差;在外符合精度方面，根據檢核點高程異常與擬合出高程異常間差值，計算GPS高程擬合的外符合精度M;GPS水準精度評定，根據檢核點與已知點距離L計算檢核點擬合殘差限值評定GPS擬合高程達到的精度。
3數據介紹
隧道主要應用GPS進行控制網布設進行高程傳遞。對于控制點來說，由于需要進行擬合處理，在這種情況下需要的數據比較少。以某一橋梁為例，采用20個公共點對三次樣條模型和移動曲面進行擬合分析，根據需要數據前四位省略，見表1所示。在數據類別方面，根據GPS高程擬合原理，可以將其分為起算數據、檢核數據。其中，起算數據中的點一方面包含大地高，另一方面包含正常高，同時以此為計算擬合模型中的參數。檢核數據是已知大地高，高程異常通過應用擬合模型進行計算，進一步獲得正常高。本文中將11個數據點作為起算數據，9個數據點作為檢核數據，具體分配方案為起算數據13個，分別為1、3、5、6、7、9、11、14、16、18、20點，檢核數據9個，分別為2、4、8、10、12、13、15、17、19。
4數據解算結果及分析
分別對三次樣條擬合和移動曲面擬合兩種模型根據分配好方案進行數據擬合，三次樣條擬合法比移動曲面擬合法效果更好一些，兩種方法得到擬合結果值與已知各點高程異常值關系如圖1。當多跨橋梁長度、隧道長度分別小于3000m、6000m時，通過移動曲面擬合法可以滿足精度要求。對于三次樣條曲線擬合，在應用過程中，需要注意X分量、Y分量對擬合結果產生的影響，在某些情況下，三次樣條擬合出高程異常面會出現失真現象。對于多跨橋梁、隧道來說，當其長度分別超過3000m、6000m時，在這種情況下，通過移動曲面擬合法獲取高程數據，在精度方面早已不能滿足要求。對測區內一塊寬1000m，長5000m區域采用三次樣條擬合法和移動曲面擬合法進行高程異常擬合，結果如圖2所示。通過對比分析兩種擬合方法所得結果及擬合圖形，同時結合三次樣條和移動曲面擬合原理，可知三次樣條擬合法存在一定的局限性，三次樣條法擬合法與X分量或者Y分量密切相關，擬合結果受X分量、Y分量的影響，進而影響擬合結果的可靠性。
5結論
通過三次樣條擬合法和移動曲面對該測區擬合，當帶狀區域橫向跨度較小時，在一定條件下，與移動曲面擬合法相比，三次樣條擬合法結果精度比高。受起算點分布、數量等因素的影響，使得擬合結果中某些含有粗大誤差點數量和位置會發生改變。
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第五篇：GPS在公路工程控制測量中的應用
GPS在公路工程控制測量中的應用 摘要：GPS(Global Positioning System)全球定位系統是美國研制并在1994年投入使用的衛星導航與定位系統。其應用技術已遍及國民經濟的各個領域。在測量領域，GPS系統已廣泛用于大地測量、工程測量、航空攝影測量以及地形測量等各個方面。本文將以開封市的省公路路網項目為例，概略敘述GPS系統在公路工程控制測量中的應用。
關鍵詞：GPS定位系統 公路工程 控制測量 應用
一、概述
GPS全球定位系統(Global Positioning System)在公路工程測量中的應用，在最近的兩年得到了迅速推廣，這主要依賴于GPS系統可以向全球任何用戶全天候地連續提供高精度的三維坐標、三維速度和時間信息等技術參數。我們先了解一下GPS系統的組成，工作原理以及在測量領域的應用特點。
1.1GPS系統的組成
GPS全球定位系統由空間衛星群和地面監控系統兩大部分組成，除此之外，測量用戶當然還應有衛星接收設備。
1.1.1 空間衛星群 GPS的空間衛星群由24顆高約20萬公里的GPS衛星群組成，并均勻分布在6個軌道面上，各平面之間交角為60o，軌道和地球赤道的傾角為55o，衛星的軌道運行周期為11小時58分，這樣可以保證在任何時間和任何地點地平線以上可以接收4到11顆GPS衛星發送出的信號。
1.1.2 GPS的地面控制系統 GPS的地面控制系統包括一個主控站、三個注入站和五個監測站，主控站的作用是根據各監控站對 GPS的觀測數據計算衛星的星歷和衛星鐘的改正參數等并將這些數據通過注入站注入到衛星中去;同時還對衛星進行控制，向衛星發布指令，調度備用衛星等。監控站的作用是接收衛星信號，監測衛星工作狀態。注入站的作用是將主控站計算的數據注入到衛星中去。GPS地面控制系統主要設立在大西洋、印度洋、太平洋和美國本土。
1.1.3 GPS的用戶部分由GPS接收機、數據處理軟件及相應的用戶設備如計算機、氣象儀器等組成，其作用是接收GPS衛星發出的信號，利用信號進行導航定位等。在測量領域，隨著現代的科學技術的發展，體積小、重量輕便于攜帶的GPS定位裝置和高精度的技術指標為工程測量帶來了極大的方便。例如：我們在控制測量中使用的天寶(Trimble)4800GPS測地型接收機其技術指標為：
雙頻主機、天線，RTK電臺一體化;
獨特的電池設計、無需接線，使用4h以上;
5次/秒的快速位置更新，可靠的衛星"超跟蹤"技術;
新型于薄式控制器，4M或10M的PCMCIA數據存儲卡;
測量精度：靜態測量5mm+lppm
RTK測量 10mm十1ppm(平面)
20mm十1ppm(高程)
這些技術指標充分的滿足了控制測量的精度要求。
1.2GPS的工作原理
GPS系統是一種采用距離交會法的衛星導航定位系統。在需要的位置P點架設GPS接收機，在某一時刻ti同時接收了3顆(A、B、C)以上的GPS衛星所發出的導航電文，通過一系列數據處理和計算可求得該時刻GPS接收機至GPS衛星的距離SAP、SBP、SCP，同樣通過接收衛星星歷可獲得該時刻這些衛星在空間的位置(三維坐標)。從而用距離交會的方法求得 P點的維坐標(Xp,Yp，Zp)，其數學式為：
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]
式中(XA，YA，ZA), (XB，YB，ZB), (XC，YC，ZC)分別為衛星A，B，C 在時刻ti的空間直角坐標。在GPS測量中通常采用兩類坐標系統，一類是在空間固定的坐標系統，另一類是與地球體相固聯的坐標系統，稱地固坐標系統，我們在公路工程控制測量中常用地固坐標系統。(如： WGS-84世界大地坐標系和1980年西安大地坐標系。)在實際使用中需要根據坐標系統間的轉換參數進行坐標系統的變換，來求出所使用的坐標系統的坐標。這樣更有利于表達地面控制點的位置和處理GPS觀測成果，因此在測量中被得到了廣泛的應用。
二 GPS測量的技術特點
相對于常規的測量方法來講，GPS測量有以下特點：
2.1 測站之間無需通視。測站間相互通視一直是測量學的難題。GPS這一特點，使得選點更加靈活方便。但測站上空必須開闊，以使接收GPS衛星信號不受干擾。
2.2 定位精度高。一般雙頻GPS接收機基線解精度為5mm+1ppm，而紅外儀標稱精度為5mm+5ppm，GPS測量精度與紅外儀相當，但隨著距離的增長，GPS測量優越性愈加突出。大量實驗證明，在小于50公里的基線上，其相對定位精度可達12×10-6，而在100～500公里的基線上可達10-6～10-7。
2.3 觀測時間短。觀測時間短采用GPS布設控制網時每個測站上的觀測時間一般在30～40min左右，采用快速靜態定位方法，觀測時間更短。例如使用Timble4800GPS接收機的RTK法可在5s以內求得測點坐標。
2.4 提供三維坐標。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。
2.5 操作簡便。GPS測量的自動化程度很高。目前GPS接收機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行自動觀測，利用數據處理軟件對數據進行處理即求得測點三維坐標。而其它觀測工作如衛星的捕獲，跟蹤觀測等均由儀器自動完成。
2.6 全天候作業。GPS觀測可在任何地點，任何時間連續地進行，一般不受天氣狀況的影響。
三、GPS系統在實際測量工作中的應用，
公路工程的測量主要應用了GPS的兩大功能：靜態功能和動態功能。靜態功能是通過接收到的衛星信息，確定地面某點的三維坐標;動態功能是通過衛星系統，把已知的三維坐標點位，實地放樣地面上。開封市的省路網改造項目應用GPS測量是于2001年開始的，2002年在省道豫04線和尉氏--通許段48公里的中線測量和國道310線鄭汴高速連接線11.8公里的控制測量中推廣使用了靜態功能這一技術。據開封市公路工程勘察設計院有關專家介紹，經過多次的復測驗證，GPS技術定線測量的精度可以完全滿足公路勘察設計和公路建設的精度要求。
3.1 國道310線鄭汴高速連接線控制測量
3.1.1建立布網方案
國道310線鄭汴高速連接線北連鄭汴高速，向南穿越正在開發的開封經濟技術園區，地物地貌較為復雜，部分區域和方向有遮擋，該測區內原有BJ54坐標系的E級控制點二個(已知起算點)，其中a1 (X=3852759.5680，Y=528870.9190，H=72.0080)位于醫藥商廈門前， b1 (X=3852808.6230，Y=527915.2590，H=72.0000)位于大學西邊的路口處，根據工程需要在市委、水利局、書店、雕塑、檢察院附近加密控制點，以便于測設，我們建立控制網。
3.1.2 大地測量法
主要采用大地測量儀器如經
緯儀、全站儀、測距儀等。國道
310線鄭汴高速連接線控制網采用
測邊網，高程采用測距三角高程，
按照觀測技術要求進行施測。外
業觀測數據經數據處理并進行平差計算。
3.1.3 GPS靜態測量法GPS靜態測量法就是根據制定的觀測方案，將三臺天寶4800GPS接收機安置在待定點(a2,c1,c2,c3)上同時接收衛星信號，直至將所有環路觀測完畢。觀測數據經平差計算得到54北京坐標系的坐標。
3.1.4大地測量法與GPS測量法結果比較
由于兩種測量方法本身的測量誤差和坐標轉換數學模型誤差以及在平差計算中觀測量權配置等因素引起兩種測量方法的結果存在一定的差值，由于其三維坐標差值均小于±10mm，因此可以滿足國道310線鄭汴高速連接線加密施工控制網的精度要求。
3.2 GPS的動態測量(RTK)在東京大道新建工程的應用
東京大道新建工程周圍地勢起伏較大，在北城墻外JD4～JD5區間穿越五十公頃面積的國家森林公園，大范圍的密林、密灌地使通視較為困難，而規范對附合導線長、閉合導線長及結點導線間長度等有嚴格規定，一般對于高等級公路均要求達到一級導線要求。這樣，導線附合或閉合長度和結點導線結點間距等指標都有嚴格規定，這種要求一般在實際作業中難以達到，往往出現超規范作業。開封市公路局勘察設計院于2000年用10人花費20天時間，用全站儀和測距儀通
過導線形式完成了該路段進行了控制測量。2001年在工程開工前對 該路段實施GPS的RTK動態測量，對中線進行恢復和校核。
以已知控制點 JD
4、JD5為基準點，然后在基準點JD4上架設GPS基準臺，用GPS1H和GPS2兩臺天寶( Trimble)4800GPS接收機分別安置在控制點上，測出點HZ
4、ZD
7、ZD
8、ZD
9、ZD
10、ZH
5、的三維坐標，每點測量時間為5s。根據所測坐標計算出相應邊長值。
為驗證市勘察設計院2000年的對東京大道新建工程在控制測量的精度，我們分別以JD4和JD5為基準站對國家森林公園周圍原加密的控制點A、B、C、D、E也進行了RTK測量，進行了坐標比較。
運用GPS測量的基線有14條，邊長差值最大為16mm?？刂泣c坐標測量點數7點，除E點發現有人為的破壞痕跡外，三維坐標能夠比較的元素有27個，差值小于施工測量規范規定的要求，從以上比較可知，RTK測量可以用于工程的控制測量是非常有效的新技術。原來10人20天的外業任務，使用GPS測量僅用5人6小時時間，可見利用GPS測量能大大提高作業的效率，減輕勞動強度，保證了高等級公路測設質量。
四、小結
通過以上對GPS測量的應用事例的探討，可以看出GPS在公路工程的控制測量上具有很大的發展前景：
第一 GPS作業有著極高的精度。它的作業不受環境和距離限制，非常適合于地形條件困難地區、局部重點工程地區等。
第二 GPS測量可以大大提高工作及成果質量。它不受人為因素的影響。整個作業過程全由微電子技術、計算機技術控制，自動記錄、自動數據預處理、自動平差計算。
第三 GPSRTK技術將徹底改變公路測量模式。RTK能實時地得出所在位置的空間三維坐標。這種技術非常適合路線、橋、隧勘察。它可以直接進行實地實時放樣、中樁測量、點位測量等。
第四 GPS測量可以極大地降低勞動作業強度，減少野外砍伐工作量，提高作業效率。一般GPS測量作業效率為常規測量方法的3倍以上。
第五 GPS高精度高程測量同高精度的平面測量一樣，是GPS測量應用的重要領域。特別是在當前高等級公路逐漸向山嶺重丘區發展的形勢下，往往由于這
些地區地形條件的限制，實施常規的幾何水準測量有困難，GPS高程測量無疑是一種有效的手段。