[摘要]GPS静态定位测量技术在小范围地区可以进行控制测量、布设图根点和进行碎部测量等，该文讨论了该技术的原理方法，对GPS静态定位测量从控制网的布设、观测、数据处理进行了探讨，并结合实例为今后工作提供一些经验和借鉴。
[关键词]GPS 测量 工程
1GPS静态定位原理
GPS静态定位（static GPS positioning）通过在多个测站上进行同步观测，确定测站之间相对位置的GPS定位测量[1]。
2GPS控制网的布设
2.1基本原则
各级GPS网一般逐级布设，在保证精度、密度等技术要求时可跨级布设；各级GPS网的布设依据其布设目的、精度要求、卫星状况、接收机类型和数量、测区已有的资料、测区地形和交通状况以及作业效率等因素综合考虑，按照优化设计原则进行；各级GPS网最简异步观测环或复合线路的边数B级应不大于6条，C级应不大于6条，D级应不大于8条，E级应不大于10条；各级GPS网点位应均匀分布，相邻点间距离最大不不宜超过该网平均点间距的2倍；新布设的GPS网应与附近已有的国家高等级GPS点进行联测，联测点数不应少于3点。
2.2技术设计
GPS控制网布测前应进行技术设计，以得到最优的布测方案。根据任务的需要，收集测区范围既有的国家三角网、导线点、天文重力水准点、水准点、甚长基线干涉测量站、卫星激光测距站、天文台和已有的GPS站点资料，包括点之记、网图、成果表、技术总结等。搜集测区范围内有关的地形图、交通图及测区总体建设规划和近期发展方面的资料。若任务需要，还应搜集有关的地震、地质资料等。技术设计前，应对上述资料分析研究，必要时进行实地勘察，然后进行图上设计。
2.3选点
选点人员按照技术设计在实地选点并应充分了解和研究测区情况，特别是交通、通讯、供电、气象及大地点等情况。选点时应着重考虑的基本原则：周围应便于安置接收设备和操作，视野开阔，视场内障碍物的高度角不宜超过15°；远离大功率无线电发射源（如电视台、电台、微波站等），其距离不小于200m；远离高压输电线和微波无线电信号传送通道，其距离不得小于50m；附近不应有强烈反射卫星信号的物件（如大型建筑物、水面等）；交通方便，尽量选取车辆能够直达并有利于其他测量手段扩展和联测；地面基础稳定，易于点位的保存；充分利用符合要求的旧有控制点；选站时应尽可能使测站附近的小环境（地形、地貌、植被等）与周围的大环境保持一致，以减少气象元素的代表性误差。
2.4埋石
选点完成后应在实地埋设标石，各级GPS点的标石应用混凝土灌制。在有条件的地区，也可用整块花岗石、青石等坚硬石料凿制，但其规格应不小于同类标石的规定。B、C、D、E级GPS点混凝土标石灌制时，均应在标石是表面压印控制点的类级、埋设年代，B、C级GPS点还应在标石侧面压印“国家设施 请勿碰动”字样。埋石后按实际情况绘出GPS点之记，着重标明去往该标石的道路通达情况。
3工程实例
3.1概况
南疆铁路位于新疆天山山脉以南，全线总长约为1500公里。是新疆南疆地区对外沟通的唯一铁路通道，也是亚欧大陆桥南部辅助通道的重要组成部分。强化路网结构，发展通道整体效益，促进新疆经济又好又快发展；随着南疆经济的快速发展，作为“单线运营”的南疆铁路日趋饱和，同时铁路运力紧张与运输需求之间的矛盾日益突出。为缓解这一矛盾，2008年年底铁路部门开始建设“库阿二线”，具有十分重要的意义。本实例选取了《改建铁路南疆线库尔勒至库车增建第二线工程D级GPS控制网》界中比较典型的标段进行阐述。
3.2布网方案
因本工程K660至K695公里范围内国家控制点稀少加之破坏严重，根据《全球定位系统（GPS）测量规范》（GB/T 18314―2009）的要求及为满足实际工作的需要，特加密GPS控制网，等级为D级，共布设12个点，其中原有国家控制点5个，参与解算3个，新布设控制点7个，平均边长约为5km。原有国家控制点精度良好，标面、标志保存完好，为1980西安坐标系。控制网图如图所示：
同步图形扩展式布网扩展速度快，图形强度较高，且作业方法简单，加之本次勘测定界项目为线性工程故采用同步图形扩展式布网。本次共投入Trimble R4双频GPS接收机2台套、Trimble R8 GNSS双频GPS接收机2台套，采用边连式的作业方式施测。
3.3观测
作业调度者根据测区地形和交通状况、并对基线的最短观测时间、卫星可见性等因素综合考虑，编制观测计划表，按该表对作业组下达相应阶段的作业调度命令；选择最佳时间段观测，同时依照实际作业的进展情况及时做出必要的调整。
外业观测要求：①GPS接收机在开始观测前，应进行预热和静置。严格按照操作规程作业；用三脚架安置天线时，其对中误差不应大于3mm ；测前、测后分别量取脚架三边仪器高，取平均值计入观测手簿。②每时段观测时间为≥60min，数据采样间隔为15s。观测过程中随时注意GPS接收机工作状况；每30min记录一次测站信息、接收卫星数、卫星号、卫星健康状况、各通道信噪比、相位测量残差、实时定位的结果及其变化、PDOP值、存储介质记录和电源情况等。如发现异常情况或未预料到的情况，应记录在测量手簿的备注栏内，并及时报告调度组织者并相应延长观测时间。③采集的数据要及时转存至计算机中备份，以确保数据的安全。
3.4数据处理
GPS网数据处理分为基线解算和网平差两个阶段，网平差又分为三维无约束平差和约束平差。本次数据处理采用美国天宝公司的Trimble Business Center（TBC）软件进行解算。为保密起见此处略去解算控制点坐标成果。
4结语
GPS作为一种全新、快捷可靠的高精度测量手段，正对测量的畅通技术手段和方法产生重大变革。GPS作业精度高，受环境和距离限制小。GPS工程网布设一般点位选择灵活性较差，活动范围较小，观测时间较短。测量网的设计无需像常规测量网设计那样考虑点的通视、边的相似、观测角的大小等因素，非常适合地形条件困难地区、局部重点工程。同传统测量方式相比，可极大地降低了劳动作业强度，减少工作量，提高作业效率。正常观测条件下，GPS作业方式可以得到很高的平面观测精度。
参考文献
[1]中华人民共和国国家标准GB/T18314-2009 《全球定位系统（GPS）测量规范》。北京：中国标准出版社2009.
[关键词]GPS 测量 工程
1GPS静态定位原理
GPS静态定位（static GPS positioning）通过在多个测站上进行同步观测，确定测站之间相对位置的GPS定位测量[1]。
2GPS控制网的布设
2.1基本原则
各级GPS网一般逐级布设，在保证精度、密度等技术要求时可跨级布设；各级GPS网的布设依据其布设目的、精度要求、卫星状况、接收机类型和数量、测区已有的资料、测区地形和交通状况以及作业效率等因素综合考虑，按照优化设计原则进行；各级GPS网最简异步观测环或复合线路的边数B级应不大于6条，C级应不大于6条，D级应不大于8条，E级应不大于10条；各级GPS网点位应均匀分布，相邻点间距离最大不不宜超过该网平均点间距的2倍；新布设的GPS网应与附近已有的国家高等级GPS点进行联测，联测点数不应少于3点。
2.2技术设计
GPS控制网布测前应进行技术设计，以得到最优的布测方案。根据任务的需要，收集测区范围既有的国家三角网、导线点、天文重力水准点、水准点、甚长基线干涉测量站、卫星激光测距站、天文台和已有的GPS站点资料，包括点之记、网图、成果表、技术总结等。搜集测区范围内有关的地形图、交通图及测区总体建设规划和近期发展方面的资料。若任务需要，还应搜集有关的地震、地质资料等。技术设计前，应对上述资料分析研究，必要时进行实地勘察，然后进行图上设计。
2.3选点
选点人员按照技术设计在实地选点并应充分了解和研究测区情况，特别是交通、通讯、供电、气象及大地点等情况。选点时应着重考虑的基本原则：周围应便于安置接收设备和操作，视野开阔，视场内障碍物的高度角不宜超过15°；远离大功率无线电发射源（如电视台、电台、微波站等），其距离不小于200m；远离高压输电线和微波无线电信号传送通道，其距离不得小于50m；附近不应有强烈反射卫星信号的物件（如大型建筑物、水面等）；交通方便，尽量选取车辆能够直达并有利于其他测量手段扩展和联测；地面基础稳定，易于点位的保存；充分利用符合要求的旧有控制点；选站时应尽可能使测站附近的小环境（地形、地貌、植被等）与周围的大环境保持一致，以减少气象元素的代表性误差。
2.4埋石
选点完成后应在实地埋设标石，各级GPS点的标石应用混凝土灌制。在有条件的地区，也可用整块花岗石、青石等坚硬石料凿制，但其规格应不小于同类标石的规定。B、C、D、E级GPS点混凝土标石灌制时，均应在标石是表面压印控制点的类级、埋设年代，B、C级GPS点还应在标石侧面压印“国家设施 请勿碰动”字样。埋石后按实际情况绘出GPS点之记，着重标明去往该标石的道路通达情况。
3工程实例
3.1概况
南疆铁路位于新疆天山山脉以南，全线总长约为1500公里。是新疆南疆地区对外沟通的唯一铁路通道，也是亚欧大陆桥南部辅助通道的重要组成部分。强化路网结构，发展通道整体效益，促进新疆经济又好又快发展；随着南疆经济的快速发展，作为“单线运营”的南疆铁路日趋饱和，同时铁路运力紧张与运输需求之间的矛盾日益突出。为缓解这一矛盾，2008年年底铁路部门开始建设“库阿二线”，具有十分重要的意义。本实例选取了《改建铁路南疆线库尔勒至库车增建第二线工程D级GPS控制网》界中比较典型的标段进行阐述。
3.2布网方案
因本工程K660至K695公里范围内国家控制点稀少加之破坏严重，根据《全球定位系统（GPS）测量规范》（GB/T 18314―2009）的要求及为满足实际工作的需要，特加密GPS控制网，等级为D级，共布设12个点，其中原有国家控制点5个，参与解算3个，新布设控制点7个，平均边长约为5km。原有国家控制点精度良好，标面、标志保存完好，为1980西安坐标系。控制网图如图所示：
同步图形扩展式布网扩展速度快，图形强度较高，且作业方法简单，加之本次勘测定界项目为线性工程故采用同步图形扩展式布网。本次共投入Trimble R4双频GPS接收机2台套、Trimble R8 GNSS双频GPS接收机2台套，采用边连式的作业方式施测。
3.3观测
作业调度者根据测区地形和交通状况、并对基线的最短观测时间、卫星可见性等因素综合考虑，编制观测计划表，按该表对作业组下达相应阶段的作业调度命令；选择最佳时间段观测，同时依照实际作业的进展情况及时做出必要的调整。
外业观测要求：①GPS接收机在开始观测前，应进行预热和静置。严格按照操作规程作业；用三脚架安置天线时，其对中误差不应大于3mm ；测前、测后分别量取脚架三边仪器高，取平均值计入观测手簿。②每时段观测时间为≥60min，数据采样间隔为15s。观测过程中随时注意GPS接收机工作状况；每30min记录一次测站信息、接收卫星数、卫星号、卫星健康状况、各通道信噪比、相位测量残差、实时定位的结果及其变化、PDOP值、存储介质记录和电源情况等。如发现异常情况或未预料到的情况，应记录在测量手簿的备注栏内，并及时报告调度组织者并相应延长观测时间。③采集的数据要及时转存至计算机中备份，以确保数据的安全。
3.4数据处理
GPS网数据处理分为基线解算和网平差两个阶段，网平差又分为三维无约束平差和约束平差。本次数据处理采用美国天宝公司的Trimble Business Center（TBC）软件进行解算。为保密起见此处略去解算控制点坐标成果。
4结语
GPS作为一种全新、快捷可靠的高精度测量手段，正对测量的畅通技术手段和方法产生重大变革。GPS作业精度高，受环境和距离限制小。GPS工程网布设一般点位选择灵活性较差，活动范围较小，观测时间较短。测量网的设计无需像常规测量网设计那样考虑点的通视、边的相似、观测角的大小等因素，非常适合地形条件困难地区、局部重点工程。同传统测量方式相比，可极大地降低了劳动作业强度，减少工作量，提高作业效率。正常观测条件下，GPS作业方式可以得到很高的平面观测精度。
参考文献
[1]中华人民共和国国家标准GB/T18314-2009 《全球定位系统（GPS）测量规范》。北京：中国标准出版社2009.
