摘要：由于GPS定位技术有着多种优点，特别是高度自动化和定位精度方面，促使其在工程测量中的应用愈发广泛。本文首先分析其在工程测量应用中的几个特点，并对应用过程中遇到的几个问题进行探讨。
关键词：GPS；测量；误差
1GPS技术在实际工程测量中应用的特点
1.1 操作简便，自动化程度高实践表明，GPS用户接收机有着重量轻、体积小、携带方便等众多优点，同时，GPS测量技术有着很高的自动化程度，在观测实践中，只要测量员在完成仪器的安装后，具体的工作如卫星的捕获跟踪、观测等等都是由仪器自动完成的。
1.2 定位精度高在短距离的定位精度上，GPS与红外仪的测量精度是差不多的，但是，实践中发现如果距离比较远时，GPS测量优越性就进一步显现出来。大量工程实践经验表明，GPS技术在实际测量中静态定位的精度能够达到毫米级和动态定位的精度能够达到厘米级。其中，GPSRTK的定位精度已经完全满足用于大比例尺地形图测绘。
1.3 成本低、经济效益高在国内外实测资料的统计数据表明，与传统的测量技术相比，用GPS技术建立控制网，外业费用可以节省70%~80%左右，这笔费用主要是因为造标的费用的节省和因为提高了工作效率大大缩短工期而节省下来的。同时，可以想象随着GPS接收机的性价比不断地提高，其经济效益势必还会更为显著。
1.4 各个观测站之间不要求相互通视经典的测量在通视条件上要求较高，同时还必须保障三角网的良好图形，这些限制条件加大了工程测量实践的难度。大量工程实践经验表明，GPS在实际测量中，对观测站之间的通视没有要求，所以这样一来不需要建造觇标，使得可以更为灵活地选择点位。在实践中，我们也发现，GPS测量虽然没有测站间通视的要求，不过为了防止GPS卫星的信号受到干扰，在观测站的建立上应确保其上方空间足够的开阔（视野>15°）。
1.5 测量效率高在当下的工程测量实践中，如果用传统的静态相对定位方法，完成一条基线（不超过20Km）的精密相对定位，用单频接收机大约要花到1h到3h的时间，如果用双频接收机可以将用时缩到15min~20min的时间，随着对快速定位方法的进一步研究。近年来，GPS技术发展的短基线（不超过20km）快速相对定位法，使得初始化观测用时只要几分钟而已，同时实现了随时定位。
1.6 提供三维坐标传统的工程测量，是分别采用不同的方法对平面和高程进行施测的，利用GPS技术实施测量，除了可以精确测定观测站的平面位置，同时还能够将观测站的大地高程精确测量出来。
1.7 全天候作业实践证明，GPS观测技术在工作中不受时间、地点的限制，可以连续地工作，通常情况下受天气状况的影响也较小。
2GPS技术的测量在实际应用中的问题
2.1 GPS系统的局限性在实际的工程测量中，GPS技术的局限性还是比较明显的，只有在了解了GPS技术的局限性后，才能够保证GPSRTK测量的成功。实践经验表明，局限性恰是来源于整个GPS系统本身，GPS技术依靠的是无线电信号，发射与接收之间的距离约两万公里，这些无线信号功率低、频率高、波长短，其穿透能力和波动性都很弱，对于卫星和GPS接收机之间的障碍物很难穿透或衍射过去。实践表明，对于GPS接收机和卫星之间路径上的任何物体都会对GPS测量结果构成负面影响。
①GPS系统不可以在室内、隧道内或水下使用。因为这些场所对无线信号全屏蔽。②树木会部分阻挡、反射或折射信号，在树林茂密的地区，GPS系统在接收信号时会受到一定程度的影响。实践中发现，树林中有时也会有足够的信号来进行计算概略位置，不过信号的清晰度很难到达厘米水平的精确定位。③大量实践证明，GPS RTK测量在部分障碍的地区只要观测到足够的卫星（不低于5颗适当分布）来精确可靠地实现定位，也是能够确保高精度测量的。
2.2 有效作用距离的问题参考站校正数据的有效作用距离是GPS RTK技术实际测量中的最大问题。伴随随参考站和移动站距离的增加，GPS误差的空间相关性将逐渐地失去线性，实践证明，在较长的距离下（通常情况下单频>10km，双频>30km），在经历差分处理后，用户数据还是存在着很大的观测误差，导致定位精度的明显降低和无法解算载波相位的整周模糊度。也就是说，为了保证得到满意的定位精度，传统的单机的RTK作业距离都是十分有限的。
2.3 系统性误差高精度的GPS实时差分定位是目前最广泛使用的测量技术之一。不过，它的应用受到了电离层和对流层影响的限制，这些影响在原始数据中产生了系统性的误差。
①电离层传播误差。理论研究和实践经验表明，GPS卫星信号在穿过电离层的过程中，由于该介质弥散特性对信号的影响，势必引起卫星信号在传播上发生路径的变化，加上对流层传播误差、对流层折射的影响，对观测值的误差便不可避免。
②多路径误差。在实践中，GPS系统的接收机天线接收的信号是混合的，除了直接来自于卫星的信号之外，接收到的信号还有天线周围的物体一次或多次反射的卫星信号，由于这些信号之间的叠加作用，势必引起观测值与真值形成偏离，这种误差被称为多路径误差。多路径效应对测相伪距的影响可达厘米级，有时甚至造成卫星信号的失锁，使得载波观测量产生周跳。实践中，这意味着流动站(移动站)接收机和参考站之间的距离不得不减小许多，以保证系统有效地工作。
参考文献：
[1]周忠谟.GPS测量原理及应用[M].北京：测绘出版社，2002.
[2]隋海燕.GPS RTK的测量原理及应用[J].北方交通,2009,(04).
[3]马韧韬.GPS RTK的应用及使用中的问题[J].新疆有色金属,2009,(2).
[4]邵军,胡和发.深度探讨GPS RTK在工程测量中的应用[J].科技资讯, 2009,(19).
[5]王春华，焦志良.基于工程背景的RTK技术在城市控制测量中的应用研究[J].科技资讯，2010(5)：91-103.
[6]张莉.GPS技术在工程测量中的应用探讨[J].科协论坛(下半月),2011,(9).
关键词：GPS；测量；误差
1GPS技术在实际工程测量中应用的特点
1.1 操作简便，自动化程度高实践表明，GPS用户接收机有着重量轻、体积小、携带方便等众多优点，同时，GPS测量技术有着很高的自动化程度，在观测实践中，只要测量员在完成仪器的安装后，具体的工作如卫星的捕获跟踪、观测等等都是由仪器自动完成的。
1.2 定位精度高在短距离的定位精度上，GPS与红外仪的测量精度是差不多的，但是，实践中发现如果距离比较远时，GPS测量优越性就进一步显现出来。大量工程实践经验表明，GPS技术在实际测量中静态定位的精度能够达到毫米级和动态定位的精度能够达到厘米级。其中，GPSRTK的定位精度已经完全满足用于大比例尺地形图测绘。
1.3 成本低、经济效益高在国内外实测资料的统计数据表明，与传统的测量技术相比，用GPS技术建立控制网，外业费用可以节省70%~80%左右，这笔费用主要是因为造标的费用的节省和因为提高了工作效率大大缩短工期而节省下来的。同时，可以想象随着GPS接收机的性价比不断地提高，其经济效益势必还会更为显著。
1.4 各个观测站之间不要求相互通视经典的测量在通视条件上要求较高，同时还必须保障三角网的良好图形，这些限制条件加大了工程测量实践的难度。大量工程实践经验表明，GPS在实际测量中，对观测站之间的通视没有要求，所以这样一来不需要建造觇标，使得可以更为灵活地选择点位。在实践中，我们也发现，GPS测量虽然没有测站间通视的要求，不过为了防止GPS卫星的信号受到干扰，在观测站的建立上应确保其上方空间足够的开阔（视野>15°）。
1.5 测量效率高在当下的工程测量实践中，如果用传统的静态相对定位方法，完成一条基线（不超过20Km）的精密相对定位，用单频接收机大约要花到1h到3h的时间，如果用双频接收机可以将用时缩到15min~20min的时间，随着对快速定位方法的进一步研究。近年来，GPS技术发展的短基线（不超过20km）快速相对定位法，使得初始化观测用时只要几分钟而已，同时实现了随时定位。
1.6 提供三维坐标传统的工程测量，是分别采用不同的方法对平面和高程进行施测的，利用GPS技术实施测量，除了可以精确测定观测站的平面位置，同时还能够将观测站的大地高程精确测量出来。
1.7 全天候作业实践证明，GPS观测技术在工作中不受时间、地点的限制，可以连续地工作，通常情况下受天气状况的影响也较小。
2GPS技术的测量在实际应用中的问题
2.1 GPS系统的局限性在实际的工程测量中，GPS技术的局限性还是比较明显的，只有在了解了GPS技术的局限性后，才能够保证GPSRTK测量的成功。实践经验表明，局限性恰是来源于整个GPS系统本身，GPS技术依靠的是无线电信号，发射与接收之间的距离约两万公里，这些无线信号功率低、频率高、波长短，其穿透能力和波动性都很弱，对于卫星和GPS接收机之间的障碍物很难穿透或衍射过去。实践表明，对于GPS接收机和卫星之间路径上的任何物体都会对GPS测量结果构成负面影响。
①GPS系统不可以在室内、隧道内或水下使用。因为这些场所对无线信号全屏蔽。②树木会部分阻挡、反射或折射信号，在树林茂密的地区，GPS系统在接收信号时会受到一定程度的影响。实践中发现，树林中有时也会有足够的信号来进行计算概略位置，不过信号的清晰度很难到达厘米水平的精确定位。③大量实践证明，GPS RTK测量在部分障碍的地区只要观测到足够的卫星（不低于5颗适当分布）来精确可靠地实现定位，也是能够确保高精度测量的。
2.2 有效作用距离的问题参考站校正数据的有效作用距离是GPS RTK技术实际测量中的最大问题。伴随随参考站和移动站距离的增加，GPS误差的空间相关性将逐渐地失去线性，实践证明，在较长的距离下（通常情况下单频>10km，双频>30km），在经历差分处理后，用户数据还是存在着很大的观测误差，导致定位精度的明显降低和无法解算载波相位的整周模糊度。也就是说，为了保证得到满意的定位精度，传统的单机的RTK作业距离都是十分有限的。
2.3 系统性误差高精度的GPS实时差分定位是目前最广泛使用的测量技术之一。不过，它的应用受到了电离层和对流层影响的限制，这些影响在原始数据中产生了系统性的误差。
①电离层传播误差。理论研究和实践经验表明，GPS卫星信号在穿过电离层的过程中，由于该介质弥散特性对信号的影响，势必引起卫星信号在传播上发生路径的变化，加上对流层传播误差、对流层折射的影响，对观测值的误差便不可避免。
②多路径误差。在实践中，GPS系统的接收机天线接收的信号是混合的，除了直接来自于卫星的信号之外，接收到的信号还有天线周围的物体一次或多次反射的卫星信号，由于这些信号之间的叠加作用，势必引起观测值与真值形成偏离，这种误差被称为多路径误差。多路径效应对测相伪距的影响可达厘米级，有时甚至造成卫星信号的失锁，使得载波观测量产生周跳。实践中，这意味着流动站(移动站)接收机和参考站之间的距离不得不减小许多，以保证系统有效地工作。
参考文献：
[1]周忠谟.GPS测量原理及应用[M].北京：测绘出版社，2002.
[2]隋海燕.GPS RTK的测量原理及应用[J].北方交通,2009,(04).
[3]马韧韬.GPS RTK的应用及使用中的问题[J].新疆有色金属,2009,(2).
[4]邵军,胡和发.深度探讨GPS RTK在工程测量中的应用[J].科技资讯, 2009,(19).
[5]王春华，焦志良.基于工程背景的RTK技术在城市控制测量中的应用研究[J].科技资讯，2010(5)：91-103.
[6]张莉.GPS技术在工程测量中的应用探讨[J].科协论坛(下半月),2011,(9).
