测绘工程gps实习报告

理论必须要与实践相统一，在繁忙的实习阶段结束以后，我们必然有很多的收获，也有一些遗憾，那么就要必要对实习阶段的工作、学习清凉进行总结。以下是小编精心整理的《测绘工程gps实习报告》，供大家阅读，更多内容可以运用本站顶部的搜索功能。

第一篇：测绘工程gps实习报告

测绘10《GPS、控制测量实训》实习大纲

江西理工大学

测绘工程专业《GPS、控制测量实训》教学大纲

课程代码：3000324

专业代码：080901

一、 本实践课程教学目的与教学基本要求：

野外实习工作是在校内学完了《空间定位技术及应用》的理论和方法以后，模拟或结合实际生产任务所进行的一次综合实践。通过四周左右时间的实习，应该达到以下目的：

1.巩固校内课堂所学知识，加深对空间定位技术基本理论的理解。能够用有关理论指导实践，做到理论与实践相统一。提高学生分析问题和解决问题的能力。

2.对学生进行控制测量野外作业的基本技能训练，提高动手能力。通过实习，熟悉并掌握城市(矿区)

三、四等GPS控制测量的作业程序及施测方法。

3.对野外观测成果进行整理、检查和计算。掌握用GPS理论处理GPS测量成果的基本技能。

4.通过完成城市(矿区)

三、四等GPS控制测量实际任务的锻炼，提高学生从事测绘工作的计划、组织和管理能力。培养同学良好的专业品质和职业道德。

二、 实习教学指导书

[1]徐绍铨. GPS测量原理及应用(第三版).武汉：武汉大学出版社，2008

[2]魏二虎、黄劲松编著.GPS测量操作与数据处理.武汉：武汉大学出版社，2004

[3]CJJ T 73-2010 卫星定位城市测量技术规范

[4]GBT 12898-2009 国家

三、四等水准测量规范

[5]CHT 1001-2005 测绘技术总结编写规定

[6]CHT 1004-2005 测绘技术设计规定

[7] GPS工程控制网实习教学大纲

三、 考核方式及成绩评定

实习结束，指导教师应根据学生在实习中所表现的专业意识和品质、完成实际任务 的数量和质量、基本技能的熟练程度、独立工作能力的大小、实习报告的质量五个方面内容，对学生的实习成绩进行考评记分。其中专业意识和品质为%10，完成实际任务的数量和质量为10%，基本技能的熟练程度为30%，独立工作能力的大小为20%，实习报告的质量为30%。

四、 其他必要的说明

1、实习时间为3周、 3学分;

2、实习开出为短学期三;

3、在校外实习基地或结合具体生产任务集中组织完成实习;

4、本大纲的使用说明：本大纲作为实习的指导书;

5、撰写实习报告的格式说明;

[1]序言

实习名称、目的、时间、地点、实习任务及组织情况

[2]测区概况

测区的地理位置、交通、居民、气候、地形、地貌等概况，测区内已有测绘成果资料

情况

[3]静态GPS控制网得布设及施测

简要叙述静态GPS控制网的布设及施测中的各项主要工作：

(1)静态GPS控制网得布设方案及控制网略图;

(2)选点、埋石方法及情况;

(3)施测技术依据及施测方法;

(4)星历预报;

(5)观测成果质量分析。

[4]高程控制网的布设及施测

(1)高程控制网得布设方案及控制网略图;

(2)选点、埋石方法及情况;

(3)施测技术依据及施测方法;

(4)观测成果质量分析。

[5]水准数据处理

(1)水准点间高差观测值及距离的计算整理;

(2)水准网平差

(3)观测成果质量分析

[6]静态GPS控制网的数据处理

(1)数据准备，包括数据下载、接收机文件删除、Rvinex文件格式得转换、建立参考

椭球、建立坐标系统、建立项目等;

(2)基线解算、精度评定及调整

(3)三维自由网平差

(4)二维约束平差

(5)高程拟合

(6)观测成果测量分析

[7]实习中发生得问题及处理情况

[8]实习收获、体会及建议

[9]附录(仪器鉴定资料、各种观测数据表、各种数据处理报告)

6、实习组织

参加实习的学生统一组成实习队，由指导教师、班长、团支书、大组长、小组长组成

实习队委，负责、协调全队实习的领导、组织、思想教育等有关工作。为便于进行作业，

实习队分为8大组，其中每大组由每6～8人组成，设大组长1名、技术员1名。每个大组

分为3个小组，设小组长1名。大组长协助教师负责组织各小组的各项实习工作, 技术员

负责解决本大组的各项技术问题。小组长负责本组仪器及资料的保管工作，并协助大组长

组织本小组的各项实习工作。

全部实习由指导教师统一指挥，各班学生干部应积极协助教师做好本班、本组的各项

工作。

五、 实习内容与要求

全实习队共同完成一个GPS控制网的布设、施测及数据处理任务，并使每位学生在各项

主要工作中得到训练。具体内容及要求是：

一、踏勘、选点、埋石

1、全队由教师带领踏勘测区，了解测区情况及任务，领会建网的目的和意义;

2、在教师指导下进行分组分区实地选点，每平方公里控制点点数在4～5个左右，并

绘出点的示意图;

3、分组进行埋石(条件允许)，或在教师指导下进行埋石的讲解、演示;

4、分组进行水准路线选线，在条件可能情况下，应尽量选择GPS点兼作水准点。

二、静态GPS控制测量

1、制定测量安排表，内容有同步测量起止时间、搬站时间、每个同步环中各接收机所

在观测点，交通工具安排及调度等;

2、严格按照作业规定要求进行外业观测，并作好记录;

3、每大组按GPS E级网的要求完成一套全网的观测任务，提交一份该点的合格观测成

果;

4、每小组完成一套全网的数据处理任务，提交一份合格的数据处理成果。

三、高程控制测量

1、每大组完成三台水准仪的检验和校正，提交一份完整的检验记录;

2、每大组按四等水准的要求完成一套全网的水准观测任务，提交一份合格的水准观测

手薄，其中每人至少完成两个水准点间的水准观测和记录，并负责检查记录和整理成果;

3、每小组完成一套水准网的平差计算，提交一份合格的平差计算成果。

四、内业数据处理

内业数据处理主要有静态相对测量数据处理、水准网数据处理和GPS高程拟合等。

1、上述各项测量外业工作结束后，都要及时对观测成果进行整理和检查。

2、在取得指导教师认可后，每个同学应对本大组观测成果及时进行数据处理。要求每

人独立完成一份。

3、每个大组以光盘的形式提交一份完整的合格的实习数据资料。

需要说明的是：上列全部实习任务的完成，可能会受到时间和仪器条件的限制。因此，

在执行本大纲时，可以酌情减免少量内容。对于必须完成的实习内容，可在大组之间平行作

业，定期对换。为此，各实习小组应该编制实习工作进程表。

批准人：罗嗣海主审人： 陈金泉主撰人：马大喜

第二篇：GPS测绘技术在线形工程测量中的应用

摘要：在线形工程测量中，应用GPS测绘技术不但精度有保证，而且方便、快捷，节省人力物力，本文在诉述GPS测绘技术在线形工程测量应用中GPS控制网的布设、外业测、内业差处理的同时，也阐述了各过程易出现的问题及处理方法。

关键词：GPS;长线测量;测绘

随着测绘技术的发展，GPS测绘技术已广泛应用于线形工程的方方面面，如道路、管线、长距离输水、电、气、油管路勘测等，以前按传统的控制测量、工程测量控制方法建网观测，工作量大、测绘时间长、效率低，同时在网形布设、观测方法、误差控制等方面都存在一定的问题，再加上线路狭长，周围控制点少，给测绘工作带来不便。线形工程中利用GPS测绘技术较好地解决了上述问题。 1 GPS线路控制网的布设特点

用GPS技术分级建立线路控制网，线形工程长达数百千米，甚至上千千米，利用GPS技术能很好地解决这一问题，因为其布网形式灵活，与国家高等级点联测时，其边长不受限制，点间又不要求通视。控制网呈狭长状布设，每个闭合环至少含一条数千米的长边，与相邻互相通视的短边点相连，形成混合网。其网图采用分级布网，具有较高的精度及较高的可靠性，同时保证同级网点精度均匀。另外，高等级控制网统一布设，为次级加密测距导线提供高等级的控制点。 2 GPS线路控制网的布设形式 2.1 线路控制网

线路控制网是由多个边连式、点连式基线形成的异步环构成的混合网。规范规定，每个独立环或附合路线不超过6条边(C级平均边长10~15 km，D级5~10 km)，并与国家高等级点联测。 2.2 GPS线路导线

(1)选点灵活，点位基础坚实稳定，便于安置仪器操作，便于布设通视方向，并能用常规方法扩展与联测。 (2)相邻点不必都通视，只要有1对相邻点通视即可。

(3)每条GPS基线向量连同高一级GPS网点的基线向量，构成异步环作以检核。

(4)线路过长时，若跨多个投影带，可在分带交界附近布设一对互相通视的GPS点与国家控制点相连，以使测区内投影长度变形不大于2·5 cm/km。

(5) GPS控制网与附近高等级国家平面控制网点联测点不应少于3个。当控制网边长过长时，宜增加联测点，并使联测点分布均匀且能控制本控制网。

(6)低等级线路测量自成系统，不与国家高等级点联测时，其布网方式更加灵活，可采用网(1)作业组严格按调度计划，按规定时间进行同步观测。

(2)接收机启动前和作业过程中，应随时填写测量平差手簿中的项目、格式及内容。①接收机记录后，观测员及时将测站信息记录于手簿，发现异常，及时报告调度人员，采取相应措施;②接收机记录后，禁止人员或其他物体触动天线或遮挡信号，引起信号失锁;③观测期间，不得在天线附近50 m内使用电台， 10 m内使用对讲机及手机以免干扰;④同一时段观测过程中，不能将接收机关闭又启动，进行自测试、改变卫星仰角限、改变天线位置、变换数据采样间隔，更不能关闭文件或删除文件等;⑤避免多路径效应误差，测站应远离大面积平静的水面(水面能反射卫星信号)，测站不宜选在山坡、山谷及盆地中，测站宜远离高大建筑物(阻碍卫星信号)、高压输电线及发射台(塔)等电磁场干扰的地方。 3 外业观测应注意的问题 3.1 观测计划线路控制网

编制观测计划表，对作业组按计划表下达作业调度命令。在实际作业中根据情况作出调整，做到统一指挥，协调作业，发现问题，及时解决。 3.2 对观测员的要求

必须熟练掌握GPS接收机性能及作业过程，并能处理外业观测中可能出现的问题。

3.3 观测作业过程要求

测量平差手簿中的项目、格式及内容。①接收机记录后，观测员及时将测站信息记录于手簿，发现异常，及时报告调度人员，采取相应措施;②接收机记录后，禁止人员或其他物体触动天线或遮挡信号，引起信号失锁;③观测期间，不得在天线附近50 m内使用电台， 10 m内使用对讲机，以免干扰;④同一时段观测过程中，不能将接收机关闭又启动，进行自测试、改变卫星仰角限、改变天线位置、变换数据采样间隔，更不能关闭文件或删除文件等;⑤避免多路径效应误差，测站应远离大面积平静的水面(水面能反射卫星信号)，测站不宜选在山坡、山谷及盆地中，测站宜远离高大建筑物(阻碍卫星信号)、高压输电线及发射台(塔)等电磁场干扰的地方。 4 内业平差优化处理 4.1 GPS控制网的边长精度

GPS网主要用于布设首级平面控制网，每隔数千米布设一对互相通视、边长在500~1 000 m的埋石点，这样形成长短边较悬殊的控制网。为了能有效地检核外业基线成果，网中必须形成符合网形要求、满足规范和等级要求的异步闭合环。尽管基线解算符合要求，因边长过于悬殊(几百米至几十千米)，若将长短边一起参与平差，就会降低短边的精度，影响整网的精度(原因是长边系统误差明显大于短边系统误差，长边绝对误差比短边小很多)。 4.2 内业平差优化处理

由于上述线路GPS网点位的特点，通过多次实践提出了一个有效的优化处理方法，将平差处理中形成异步环较长的边(10 km以上)只作为检核基线成果的解算，不纳入网平差，这样能提高GPS网点的精度。 4.3 基线检验具体过程

(1)同步环闭合差检验。基线所组成的同步环应进行闭合差检验，其闭合差应符合规定：ωx≤n /5σ，ωy≤n /5σ，ωz≤n /5σ，ω≤3n /5σ。其中，ωx、ωy、ωz为坐标分量闭合差;ω为环的全长闭合差;n为闭合环的边数;σ为相应等级规定的精度。

(2)异步环闭合差检验。若干条独立边或采用不同数学模型解算的同步边组成的闭合环，其闭合差应符合规定：ωx≤3nσ，ωy≤3nσ，ωz≤3nσ，ω≤3 3nσ。

(3)重复观测基线边的检验。重复观测的基线边较差应符合规定：ds≤2σ。所有基线解应进行独立环检验，一般情况下网中不得有不参加闭合差检验的基线存在。

(4)优化处理。确定待定点传算路线，在待定点均能解算的情况下，将控制网中形成异步环的较长边删除，再进行自由网平差、三维约束平差、二维约束平差。尽管表面上网型类似支导线，基线边为点连式，但基线已进行过检核，其解算成果还是可靠的。

5 平差作业中异常问题及处理方法

(1)单一基线解算。方差比、均方差、中误差、精度因子符合要求，而同步环坐标分量闭合差超限，数值达2×10-4~4×10-4，说明基线外业观测中存在粗差，通过异步环闭合差检核，人工剔除含有粗差基线边。(查基线详解分析，外业观测中因电信号干扰或其他情况阻挡信号，导致信号失锁，引起周跳，而周跳又没有得到修复引起粗差。)

(2)线路控制网平差。基线解算合格，同步环、异步环检验通过，平差成果中仍有几个点坐标错误。检查外业观测记录及存盘数据文件，发现一个测站点在2个观测时段内赋予了2个测站名，且与以前测站重名，基线边强制平差，产生粗差。修改测站名，重新平差，结果正确。

(3)线路控制网基线边检验。线路控制网中各基线边检验时，利用自由网平差、三维约束平差、二维约束平差成果发现有一点高程错1 m左右，检查基线解算，起算数据及平差过程，没发现异常，检查外业观测记录、测站信息、仪器高时发现有一站仪器高输错1 m，将仪器高更正，重新平差，结果正确。

(4)异常问题处理。采用独立坐标系时，以线路中任一点坐标起算，按独立系转换法平差，平差后发现控制点点位与实际位置反相，出现错误，通过检查发现，二维约束平差时，平差参数的中央子午线经度值错误，修复错误，重新平差，结果正确。连式、边连式、点连式或铰连式(指沿线路方向，布设成具有新结点，同步环与同步环相套)的布网方法。 参考文献：

第三篇：GPS在工程测量中的应用

摘 要：简述了全球定位系统(GPS)的基本结构和测量原理，总结了GPS用于工程测量所具有的特点，介绍了GPS在工程测量中的应用实例。

关键词：GPS;工程测量;应用实例全球定位系统(Global Positioning System，简称GPS)是美国从20世纪70年代开始研制的用于军事部门的新一代卫星导航与定位系统，历时20年，耗资200多亿美元，分三阶段研制，陆续投入使用，并于1994年全面建成。GPS是以卫星为基础的无线电卫星导航定位系统，它具有全能性、全球性、全天候、连续性和实时性的精密三维导航与定位功能，而且具有良好的抗干扰性和保密性。因此，GPS技术率先在大地测量、工程测量、航空摄影测量、海洋测量、城市测量等测绘领域得到了应用[1]，并在军事、交通、通信、资源、管理等领域展开了研究并得到广泛应用。本文介绍GPS在山区工程测量中的应用，并提出几点体会。1 GPS简介1.1 GPS构成GPS主要由空间卫星星座、地面监控站及用户设备三部分构成。(1)GPS空间卫星星座由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成。24颗卫星均匀分布在6个轨道平面内，轨道平面的倾角为55°，卫星的平均高度为20 200 km，运行周期为11 h 58 min。卫星用L波段的两个无线电载波向广大用户连续不断地发送导航定位信号，导航定位信号中含有卫星的位置信息，使卫星成为一个动态的已知点。在地球的任何地点、任何时刻，在高度角15°以上，平均可同时观测到6颗卫星，最多可达到9颗。(2)GPS地面监控站主要由分布在全球的一个主控站、三个注入站和五个监测站组成。主控站根据各监 测站对GPS卫星的观测数据，计算各卫星的轨道参数、钟差参数等，并将这些数据编制成导航电文，传送到注入站，再由注入站将主控站发来的导航电文注入到相应卫星的存储器中。(3)GPS用户设备由GPS接收机、数据处理软件及其终端设备(如计算机)等组成。GPS接收机可捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号，跟踪卫星的运行，并对信号进行交换、放大和处理，再通过计算机和相应软件，经基线解算、网平差，求出GPS接收机中心(测站点)的三维坐标。

1.2 GPS定位原理GPS定位是根据测量中的距离交会定点原理实现的[2]。如图1所示，在待 测点Q设置GPS接收机，在某一时刻tk同时接收到3颗(或3颗以上)卫星S

1、S

2、S3所发出的信号。通过数据处理和计算，可求得该时刻接收机天线中心(测站点)至卫星的距离ρ

1、ρ

2、ρ3。根据卫星星历可查到该时刻3颗卫星的三维坐标(Xj，Yj，Zj)，j=1，2，3，从而由下式解算出Q点的三维坐标(X，Y，Z)：1.3 GPS测量的特点相对于常规测量来说，GPS测量主要有以下特点：①测量精度高。GPS观测的精度明显高于一般常规测量，在小于50 km的基线上，其相对定位精度可达1×10-6，在大于1 000 km的基线上可达1×10-8。②测站间无需通视。GPS测量不需要测站间相互通视，可根据实际需要确定点位，使得选点工作更加灵活方便。③观测时间短。随着GPS测量技术的不断完善，软件的不断更新，在进行GPS测量时，静态相对定位每站仅需20 min左右，动态相对定位仅需几秒钟。④仪器操作简便。目前GPS接收机自动化程度越来越高，操作智能化，观测人员只需对中、整平、量取天线高及开机后设定参数，接收机即可进行自动观测和记录。⑤全天候作业。GPS卫星数目多，且分布均匀，可保证在任何时间、任何地点连续进行观测，一般不受天气状况的影响。⑥提供三维坐标。GPS测量可同时精确测定测站点的三维坐标，其高程精度已可满足四等水准测量的要求。2 应用实例2.1 工程概

况本文涉及的工程由某集团公司投资建造，是一个集休闲、娱乐、旅游、渡假等功能于一体的综合项目。工程位于城郊，占地66.7 hm2多，属两山夹一沟地形，山地面积约占三分之二。最高处约90 m。山上树木茂盛，地形复杂，通视困难，行走不便。为了该工程的设计和施工，需建立首级控制网。考虑到工程复杂，工期较紧，测区通视困难，地形起伏大等因素，决定采用GPS测量。2.2 GPS测量的技术设计(1)设计依据 GPS测量的技术设计主要依据1999年建设部发布的行业标准《城市测量规范》、1997年建设部发布的行业标准《全球定位系统城市测量技术规程》[3]及工程测量合同有关要求制定的。(2)设计精度 根据工程需要和测区情况，选择城市或工程二级GPS网作为测区首级控制网。要求平均边长小于1 km，最弱边相对中误差小于1/10 000，GPS接收机标称精度的固定误差a≤15 mm，比例误差系 数b≤20×10-6。(3)设计基准和网形 如图2所示，控制网共12个点，其中联测已知平面控制点2个(I12，I13)，高程控制点5个(I12，I13，105，109，110，其高程由四等水准测得)。采用3台GPS接收机观测，网形布设成边连式。(4)观测计划 根据GPS卫星的可见预报图和几何图形强度(空间位置因子PDOP)，选择最佳观测时段(卫星多于4颗，且分布均匀，PDOP值小于6)，并编排作业调度表。

2.3 GPS测量的外业实施(1)选点 GPS测量测站点之间不要求一定通视，图形结构也比较灵活，因此，点位选择比较方便。但考虑GPS测量的特殊性，并顾及后续测量，选点时应着重考虑：①每点最好与某一点通视，以便后续测量工作的使用;②点周围高度角15°以上不要有障碍物，以免信号被遮挡或吸收;③点位要远离大功率无线电发射源、高压电线等，以免电磁场对信号的干扰;④点位应选在视野开阔、交通方便、有利扩展、易于保存的地方，以便观测和日后使用;⑤选点结束后，按要求埋设标石，并填写点之记。(2)观测 根据GPS作业调度表的安排进行观测，采取静态相对定位，卫星高度角15°，时段长度45min，采样间隔10 s。在3个点上同时安置3台接收机天线(对中、整平、定向)，量取天线高，测量气象数据，开机观察，当各项指标达到要求时，按接收机的提示输入相关数据，则接收机自动记录，观测者填写测量手簿。2.4 GPS测量的数据处理GPS网数据处理分为基线解算和网平差两个阶段，采用随机软件完成。经基线解算、质量检核、外业重测和网平差后，得到GPS控制点的三维坐标(见表1)，其各项精度指标符合技术设计要求。3 结束语通过GPS在测量中的应用，得到如下体会。(1)GPS控制网选点灵活，布网方便，基本不受通视、网形的限制，特别是在地形复杂、通视困难的测区，更显其优越性。但由于测区条件较差，边长较短(平均边长不到300 m)，基线相对精度较低，个别边长相对精度大于1/10 000。因此，当精度要求较高时，应避免短边，无法避免时，要谨慎观测。(2)GPS接收机观测基本实现了自动化、智能化，且观测时间在不断减少，大大降低了作业强度，观测质量主要受观测时卫星的空间分布和卫星信号的质量影响。但由于各别点的选定受地形条件限制，造成树木遮挡，影响对卫星的观测及信号的质量，经重测后通过。因此，应严格按有关要求选点，择最佳时段观测，并注意手机、步话机等设备的使用。

(3)GPS测量的数据传输和处理采用随机软件完成，只要保证接收卫星信号的质量和已知数据的数量、精度，即可方便地求出符合精度要求的控制点三维坐标。但由于联测已知高程点较少(仅联测5个)，致使的控制点高程精度较低。因此，要保证控制点高程的精度，必须联测足够的已知高程点。

第四篇：桥梁与隧道工程GPS拟合模型研究论文

摘要：

本文结合工程实例数据对比分析两种方法，通过拟合结果可知：当纵横向跨度比较小、地形变化比较平缓时，对于两种拟合方法来说，通常情况下都可以达到三等水准精度;但是三次样条拟合法不适应测区较大、地形条件变化比较复杂的情况，对于移动曲面拟合法来说，通常能够达到等外水准要求，进而在一定程度上满足桥梁工程、隧道工程的施工需要。

关键词：

正常高;大地高;高程拟合

目前，在工程项目施工中，多项式曲线拟合法、三次样条曲线拟合法等常用于GPS高程拟合数学模型中。对于拟合模型来说，归纳起来主要包括线状拟合模型和面状拟合模型两类。一方面包括数学模型，另一方面包括BP神经网络拟合模型，以及地球重力场模型等拟合模型。通常情况下，不同的拟合模型都会与相应的GPS测区相适应。

1GPS在桥梁与隧道控制测量中的应用

1.1GPS在大桥控制测量中的应用

在建立大桥控制网时，采用桥梁轴线建立坐标系对所应用的GPS技术进行处理。在桥梁主轴线上，联测或假定一个控制点，并且以轴作为GPS控制网方位基准，由高精度测距仪测量主轴线两端控制点间长度确定网尺度基准。在主桥高程面上选择GPS桥梁控制网投影面。

1.2GPS在隧道控制测量中的应用

在布设GPS隧道控制网时，通常采用隧道工程坐标系。在布设隧道工程坐标系的过程中，其原点一般选择隧道洞口控制点，并且在方向上要求X轴指向与线路前进方向一致，同时通过正交的方式，使得Y轴与X轴构成右手系。在对GPS隧道控制网网点进行选择埋设时，需要考虑GPS测量对点位的要求，以及隧道施工的要求。

2GPS高程拟合精度评定指标

为了对GPS高程拟合精度进行客观的评论，需要对所有的GPS点进行水准联测，在全网上均匀分布起算点，选择其他点作为检核点。在内符合精度方面，根据参与拟合计算已知点高程异常与拟合出高程异常求拟合残差;在外符合精度方面，根据检核点高程异常与拟合出高程异常间差值，计算GPS高程拟合的外符合精度M;GPS水准精度评定，根据检核点与已知点距离L计算检核点拟合残差限值评定GPS拟合高程达到的精度。

3数据介绍

隧道主要应用GPS进行控制网布设进行高程传递。对于控制点来说，由于需要进行拟合处理，在这种情况下需要的数据比较少。以某一桥梁为例，采用20个公共点对三次样条模型和移动曲面进行拟合分析，根据需要数据前四位省略，见表1所示。在数据类别方面，根据GPS高程拟合原理，可以将其分为起算数据、检核数据。其中，起算数据中的点一方面包含大地高，另一方面包含正常高，同时以此为计算拟合模型中的参数。检核数据是已知大地高，高程异常通过应用拟合模型进行计算，进一步获得正常高。本文中将11个数据点作为起算数据，9个数据点作为检核数据，具体分配方案为起算数据13个，分别为1、3、5、6、7、9、11、14、16、18、20点，检核数据9个，分别为2、4、8、10、12、13、15、17、19。

4数据解算结果及分析

分别对三次样条拟合和移动曲面拟合两种模型根据分配好方案进行数据拟合，三次样条拟合法比移动曲面拟合法效果更好一些，两种方法得到拟合结果值与已知各点高程异常值关系如图1。当多跨桥梁长度、隧道长度分别小于3000m、6000m时，通过移动曲面拟合法可以满足精度要求。对于三次样条曲线拟合，在应用过程中，需要注意X分量、Y分量对拟合结果产生的影响，在某些情况下，三次样条拟合出高程异常面会出现失真现象。对于多跨桥梁、隧道来说，当其长度分别超过3000m、6000m时，在这种情况下，通过移动曲面拟合法获取高程数据，在精度方面早已不能满足要求。对测区内一块宽1000m，长5000m区域采用三次样条拟合法和移动曲面拟合法进行高程异常拟合，结果如图2所示。通过对比分析两种拟合方法所得结果及拟合图形，同时结合三次样条和移动曲面拟合原理，可知三次样条拟合法存在一定的局限性，三次样条法拟合法与X分量或者Y分量密切相关，拟合结果受X分量、Y分量的影响，进而影响拟合结果的可靠性。

5结论

通过三次样条拟合法和移动曲面对该测区拟合，当带状区域横向跨度较小时，在一定条件下，与移动曲面拟合法相比，三次样条拟合法结果精度比高。受起算点分布、数量等因素的影响，使得拟合结果中某些含有粗大误差点数量和位置会发生改变。

参考文献：

[1]张利.GPS高程拟合在公路工程测量中的应用[D].长安大学，2012(06).

[2]胡伍生.GPS精密高程测量理论与方法及其应用研究[D].南京：河海大学，2001.

[3]王新志.BP神经网络及其在跨海大桥高程传递中的应用[D].西安：长安大学，2008.

[4]刘成贵，史增祖.GPS定位技术在线路测量中的应用[J].青海国土经略，2008(5)：39-41.

第五篇：GPS在公路工程控制测量中的应用

GPS在公路工程控制测量中的应用 摘要：GPS(Global Positioning System)全球定位系统是美国研制并在1994年投入使用的卫星导航与定位系统。其应用技术已遍及国民经济的各个领域。在测量领域，GPS系统已广泛用于大地测量、工程测量、航空摄影测量以及地形测量等各个方面。本文将以开封市的省公路路网项目为例，概略叙述GPS系统在公路工程控制测量中的应用。

关键词：GPS定位系统 公路工程 控制测量 应用

一、概述

GPS全球定位系统(Global Positioning System)在公路工程测量中的应用，在最近的两年得到了迅速推广，这主要依赖于GPS系统可以向全球任何用户全天候地连续提供高精度的三维坐标、三维速度和时间信息等技术参数。我们先了解一下GPS系统的组成，工作原理以及在测量领域的应用特点。

1.1GPS系统的组成

GPS全球定位系统由空间卫星群和地面监控系统两大部分组成，除此之外，测量用户当然还应有卫星接收设备。

1.1.1 空间卫星群 GPS的空间卫星群由24颗高约20万公里的GPS卫星群组成，并均匀分布在6个轨道面上，各平面之间交角为60o，轨道和地球赤道的倾角为55o，卫星的轨道运行周期为11小时58分，这样可以保证在任何时间和任何地点地平线以上可以接收4到11颗GPS卫星发送出的信号。

1.1.2 GPS的地面控制系统 GPS的地面控制系统包括一个主控站、三个注入站和五个监测站，主控站的作用是根据各监控站对 GPS的观测数据计算卫星的星历和卫星钟的改正参数等并将这些数据通过注入站注入到卫星中去;同时还对卫星进行控制，向卫星发布指令，调度备用卫星等。监控站的作用是接收卫星信号，监测卫星工作状态。注入站的作用是将主控站计算的数据注入到卫星中去。GPS地面控制系统主要设立在大西洋、印度洋、太平洋和美国本土。

1.1.3 GPS的用户部分由GPS接收机、数据处理软件及相应的用户设备如计算机、气象仪器等组成，其作用是接收GPS卫星发出的信号，利用信号进行导航定位等。在测量领域，随着现代的科学技术的发展，体积小、重量轻便于携带的GPS定位装置和高精度的技术指标为工程测量带来了极大的方便。例如：我们在控制测量中使用的天宝(Trimble)4800GPS测地型接收机其技术指标为：

双频主机、天线，RTK电台一体化;

独特的电池设计、无需接线，使用4h以上;

5次/秒的快速位置更新，可靠的卫星"超跟踪"技术;

新型于薄式控制器，4M或10M的PCMCIA数据存储卡;

测量精度：静态测量5mm+lppm

RTK测量 10mm十1ppm(平面)

20mm十1ppm(高程)

这些技术指标充分的满足了控制测量的精度要求。

1.2GPS的工作原理

GPS系统是一种采用距离交会法的卫星导航定位系统。在需要的位置P点架设GPS接收机，在某一时刻ti同时接收了3颗(A、B、C)以上的GPS卫星所发出的导航电文，通过一系列数据处理和计算可求得该时刻GPS接收机至GPS卫星的距离SAP、SBP、SCP，同样通过接收卫星星历可获得该时刻这些卫星在空间的位置(三维坐标)。从而用距离交会的方法求得 P点的维坐标(Xp,Yp，Zp)，其数学式为：

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)分别为卫星A，B，C 在时刻ti的空间直角坐标。在GPS测量中通常采用两类坐标系统，一类是在空间固定的坐标系统，另一类是与地球体相固联的坐标系统，称地固坐标系统，我们在公路工程控制测量中常用地固坐标系统。(如： WGS-84世界大地坐标系和1980年西安大地坐标系。)在实际使用中需要根据坐标系统间的转换参数进行坐标系统的变换，来求出所使用的坐标系统的坐标。这样更有利于表达地面控制点的位置和处理GPS观测成果，因此在测量中被得到了广泛的应用。

二 GPS测量的技术特点

相对于常规的测量方法来讲，GPS测量有以下特点：

2.1 测站之间无需通视。测站间相互通视一直是测量学的难题。GPS这一特点，使得选点更加灵活方便。但测站上空必须开阔，以使接收GPS卫星信号不受干扰。

2.2 定位精度高。一般双频GPS接收机基线解精度为5mm+1ppm，而红外仪标称精度为5mm+5ppm，GPS测量精度与红外仪相当，但随着距离的增长，GPS测量优越性愈加突出。大量实验证明，在小于50公里的基线上，其相对定位精度可达12×10-6，而在100～500公里的基线上可达10-6～10-7。

2.3 观测时间短。观测时间短采用GPS布设控制网时每个测站上的观测时间一般在30～40min左右，采用快速静态定位方法，观测时间更短。例如使用Timble4800GPS接收机的RTK法可在5s以内求得测点坐标。

2.4 提供三维坐标。GPS测量在精确测定观测站平面位置的同时，可以精确测定观测站的大地高程。

2.5 操作简便。GPS测量的自动化程度很高。目前GPS接收机已趋小型化和操作傻瓜化，观测人员只需将天线对中、整平，量取天线高打开电源即可进行自动观测，利用数据处理软件对数据进行处理即求得测点三维坐标。而其它观测工作如卫星的捕获，跟踪观测等均由仪器自动完成。

2.6 全天候作业。GPS观测可在任何地点，任何时间连续地进行，一般不受天气状况的影响。

三、GPS系统在实际测量工作中的应用，

公路工程的测量主要应用了GPS的两大功能：静态功能和动态功能。静态功能是通过接收到的卫星信息，确定地面某点的三维坐标;动态功能是通过卫星系统，把已知的三维坐标点位，实地放样地面上。开封市的省路网改造项目应用GPS测量是于2001年开始的，2002年在省道豫04线和尉氏--通许段48公里的中线测量和国道310线郑汴高速连接线11.8公里的控制测量中推广使用了静态功能这一技术。据开封市公路工程勘察设计院有关专家介绍，经过多次的复测验证，GPS技术定线测量的精度可以完全满足公路勘察设计和公路建设的精度要求。

3.1 国道310线郑汴高速连接线控制测量

3.1.1建立布网方案

国道310线郑汴高速连接线北连郑汴高速，向南穿越正在开发的开封经济技术园区，地物地貌较为复杂，部分区域和方向有遮挡，该测区内原有BJ54坐标系的E级控制点二个(已知起算点)，其中a1 (X=3852759.5680，Y=528870.9190，H=72.0080)位于医药商厦门前， b1 (X=3852808.6230，Y=527915.2590，H=72.0000)位于大学西边的路口处，根据工程需要在市委、水利局、书店、雕塑、检察院附近加密控制点，以便于测设，我们建立控制网。

3.1.2 大地测量法

主要采用大地测量仪器如经

纬仪、全站仪、测距仪等。国道

310线郑汴高速连接线控制网采用

测边网，高程采用测距三角高程，

按照观测技术要求进行施测。外

业观测数据经数据处理并进行平差计算。

3.1.3 GPS静态测量法GPS静态测量法就是根据制定的观测方案，将三台天宝4800GPS接收机安置在待定点(a2,c1,c2,c3)上同时接收卫星信号，直至将所有环路观测完毕。观测数据经平差计算得到54北京坐标系的坐标。

3.1.4大地测量法与GPS测量法结果比较

由于两种测量方法本身的测量误差和坐标转换数学模型误差以及在平差计算中观测量权配置等因素引起两种测量方法的结果存在一定的差值，由于其三维坐标差值均小于±10mm，因此可以满足国道310线郑汴高速连接线加密施工控制网的精度要求。

3.2 GPS的动态测量(RTK)在东京大道新建工程的应用

东京大道新建工程周围地势起伏较大，在北城墙外JD4～JD5区间穿越五十公顷面积的国家森林公园，大范围的密林、密灌地使通视较为困难，而规范对附合导线长、闭合导线长及结点导线间长度等有严格规定，一般对于高等级公路均要求达到一级导线要求。这样，导线附合或闭合长度和结点导线结点间距等指标都有严格规定，这种要求一般在实际作业中难以达到，往往出现超规范作业。开封市公路局勘察设计院于2000年用10人花费20天时间，用全站仪和测距仪通

过导线形式完成了该路段进行了控制测量。2001年在工程开工前对 该路段实施GPS的RTK动态测量，对中线进行恢复和校核。

以已知控制点 JD

4、JD5为基准点，然后在基准点JD4上架设GPS基准台，用GPS1H和GPS2两台天宝( Trimble)4800GPS接收机分别安置在控制点上，测出点HZ

4、ZD

7、ZD

8、ZD

9、ZD

10、ZH

5、的三维坐标，每点测量时间为5s。根据所测坐标计算出相应边长值。

为验证市勘察设计院2000年的对东京大道新建工程在控制测量的精度，我们分别以JD4和JD5为基准站对国家森林公园周围原加密的控制点A、B、C、D、E也进行了RTK测量，进行了坐标比较。

运用GPS测量的基线有14条，边长差值最大为16mm。控制点坐标测量点数7点，除E点发现有人为的破坏痕迹外，三维坐标能够比较的元素有27个，差值小于施工测量规范规定的要求，从以上比较可知，RTK测量可以用于工程的控制测量是非常有效的新技术。原来10人20天的外业任务，使用GPS测量仅用5人6小时时间，可见利用GPS测量能大大提高作业的效率，减轻劳动强度，保证了高等级公路测设质量。

四、小结

通过以上对GPS测量的应用事例的探讨，可以看出GPS在公路工程的控制测量上具有很大的发展前景：

第一 GPS作业有着极高的精度。它的作业不受环境和距离限制，非常适合于地形条件困难地区、局部重点工程地区等。

第二 GPS测量可以大大提高工作及成果质量。它不受人为因素的影响。整个作业过程全由微电子技术、计算机技术控制，自动记录、自动数据预处理、自动平差计算。

第三 GPSRTK技术将彻底改变公路测量模式。RTK能实时地得出所在位置的空间三维坐标。这种技术非常适合路线、桥、隧勘察。它可以直接进行实地实时放样、中桩测量、点位测量等。

第四 GPS测量可以极大地降低劳动作业强度，减少野外砍伐工作量，提高作业效率。一般GPS测量作业效率为常规测量方法的3倍以上。

第五 GPS高精度高程测量同高精度的平面测量一样，是GPS测量应用的重要领域。特别是在当前高等级公路逐渐向山岭重丘区发展的形势下，往往由于这

些地区地形条件的限制，实施常规的几何水准测量有困难，GPS高程测量无疑是一种有效的手段。