1概述
20世纪80年代以来，随着gps定位技术的出现和不断发展完善，使测绘定位技术发生了革命性的变革，为工程测量提供了崭新的技术手段和方法。长期以来用测角、测距、测水准为主体的常规地面定位技术，正在逐步被以一次性确定三维坐标的、高速度、高效率、高精度的cps技术所代替，同时定位范围己从陆地和近海扩展到海洋和宇宙空间；定位方法己从静态扩展到动态；定位服务领域己从导航和测绘领域扩展到国民经济建设的广阔领域。对经典大地测量学的各个方面产生了极其深刻的影响，它在大地测量学及其相关学科领域，如地球动力学、海洋大地测量学、地球物理探测、资源勘探、航空与卫星遥感、地下工程变形监测、运动目标的测速以及精密时间传递等方面的广泛应用，充分显示了卫星定位技术的高精度和高效益。 2gps测量的基本原理与方法2．1gps测量的基本原理
测量学中的交会法测量里有一种测距交会确定点位的方法。与其相似，gps的定位原理就
是利用空间分布的卫星以及卫星与地面点的距离交会得出地面点位置。简言之，gps定位原理是一种空间的距离交会原理。
设想在地面未定边线上征用gps接收机，同一时刻发送4颗以上gps卫星升空的信号。通过一定的方法测量这4颗以上卫星在此瞬间的边线以及它们分别至该接收机的距离，据此利用距离交会法推演出来测站p的边线及接收机钟差δt。 图3-1gps定位原理
太阳活动预报中心 例如图3-1，设立时刻ti在测站点p用gps接收机同时测出p点至四颗gps卫星s1、s2、s3、s4的距离
天车电路图
ρ1、ρ2、ρ3、ρ4，通过gps电文解译出四颗gps卫星的三维坐标，用距离交会的方法求解p点的三维坐标(x,y,z)的观测方程为：
式中的c为光速，δt为接收机钟差。2．2gps定位方法分类
利用gps进行定位的方法有很多种。若按照参考点的位置不同，则定位方法可分为
（1）绝对定位。即为在协议地球坐标系中，利用一台接收机去测量该点相对于协议地球质心的边线，也叫做单点定位。这里可以指出参考点与协议地球质心二者重合。gps定位所使用的协议地球坐标系为wgs-84坐标系。因此绝对定位的座标最初成果为wgs-84座标。
（2）相对定位。即在协议地球坐标系中，利用两台以上的接收机测定观测点至某一地面参考点（已知点）之间的相对位置。也就是测定地面参考点到未知点的坐标增量。由于星历误差和大气折射误差有相关性，所以通过观测值求差可消除这些误差，因此相对定位的精度远高于绝对定位的精度。按用户接收机在作业中的运动状态不同，则定位方法可分为
（1）静态定位。即为在定位过程中，将接收机征用在测站点上并固定不动。严格说来，这种静止状态只是相对的，通常指接收机相对与其周围点位没发生变化。（2）动态定位。即为在定位过程中，接收机处在运动状态。
gps绝对定位和相对定位中，又都包含静态和动态两种方式。即动态绝对定位、静态绝对定位、动态相对定位和静态相对定位。
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若依照测距的原理相同，又可以分成测码伪距法定位、测量相伪距法定位、差分定位等。
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3gps技术应用的优点3．1用途广泛
gps技术可以应用于国民经济的各个领域，对于测绘工作者而言，gps定位系统己应用领域：大地测量，地壳板块运动监测，创建各种工程监测网和展开各种工程测量等。gps技术在工程测量中的应用领域有著广为的前景，特别就是自动变形监测系统、工程施工的自动控制系统就是未来应用领域研究的关键方。3．2自动化程度低
用gps接收机进行测量时，仅需一人将天线准确地安置在测站上，量测天线高，接通电源，启动接收单元，仪器即自动开始工作，在结束测量时只需关闭电源，接收机便完成野外数据采集，若在一个测站上需要作长时间的连续测量，还可实行无人值守的数据采集，通过数据传输，将所采集的定位数据传输到数据处理中心，实现自动化的gps测量和计算。3．3定位精度高
短距离(15公里以内)精度可以超过毫米级，中、长距离(几十公里甚至几百公里)相对精度可以达至10-7至10-8。差分导航系统的精度仅约米级至厘米级。大型建筑物、构筑物变形监测，在使用特定的观测措施、高精度星历和适度的数据处理模型和软件后，平面精度可以达亚毫米级，高程精度可以平衡在1mm左右。3．4全天候实时动态观测
应用gps定位、导航，不受天气的影响，可以全天候地工作。这一特点保证了变形监测的连续性和自动化。
3．5可消除或弱化系统误差的影响
在变形监测中我们关注的是两期的变形量，而不是变形监测点本身的坐标，两期变形监测中所含的共同的系统误差虽然只会分别影响两期的坐标值，但却不会影响所求得的变形量。即在变形监测中，接收机天线的对中误差、整平误差、定向误差、量取天线高的误差等并不会影响变形监测的结果，只要天线在监测过程中能保持固定不动即可。
4gps在工程测量中的应用领域特点4．1创建工程掌控网
工程控制网是工程建设、管理和维护的基础，其网型和精度要求与工程项目的性质、规模密切相关。一般地，工程控制网覆盖面积小，点位密度大、精度要求高。用常规的方法多采用边角网。
使用gps定位的方法创建工程掌控网，具备点位挑选管制太少，作业时间长，成果精度高，工程费用低等优点。可以应用于创建工程首级掌控网，变形监测掌控网，工矿施工掌
控网，工程勘探、施工掌控网，隧道等地下工程掌控网，等等。
应用gps技术建立控制网，通常采用载波相位静态差分技术，以保证达到毫米级精度。应用gps技术建立道路勘探、施工控制网和隧道工程控制网等具有显著的优势，道路勘测、施工控制网，具有横向很窄、纵向很长的特点。采用传统的三角锁、导线方案，多数需要分段实施，以避免误差积累过大，采用gps技术，由于点与点之间不需要通视，可以敷设很长的gps点构成的三角锁，以保持长距离线路坐标控制的一致性。
隧道、地铁等地下工程，通常使用对向施工，有时还须要使用立井施工，以提升全线贯通速度。为了确保全线贯通精度，必须创建地面高精度掌控网。隧道横向跨度小，其上方周围多为崇山峻岭，地铁上方，高楼大厦林立。用gps技术创建隧道、地铁工程掌控网化解了这类工程的两大难题。4.2rtk的碎部测量与放样
rtk(realtimekinematic)技术，即载波相位差分技术，是实时处理两个测站载波相位观测量的差分方法。rtk系统由两部分组成：基准站（坐标已知)和移动站（用户接收）。其本原理是：将基准站采集的载波相位发送给用户，用户根据基准站的差分信息进行求差解算用户位置坐标。rtk技术可以应用于测绘地形图、地籍图，测绘房地产的界址点，平面位置的施
工放样等。采用rtk技术测图时仅需一人进行。将gps接收机放在待定的特征点上1-2s,同时输入该特征点的编码即可。把一个小区域内的地形、地物特征点测定后传入计算机，由专业成图软件、在人工适当的干预下，形成所要的成果图。采用rik技术进行放样，标定界标点，是坐标的直接标定，不像常规放样那样，需要后视方向、用解析法标定，因而简捷易行。
4.3区域差分网下的碎部测量与放样
区域性gps差分系统下的碎部测量，放样，是基于区域gps差分网进行的。区域差与rtk单基点载波相位差分的原理相似，不同的是区域差分的基准站往往多于1个，多基准站组成基准网，基准网提供各个基准站的差分信息，用户接收机根据自己的位置确定各基准站差分信息的权，按非等权平差后形成自己的差分改正数，实现差分定位。4．4gps变形监测
变形监测主要就是监测像是大桥、水库大坝、高层大楼等建筑物、构筑物的地基下陷、加速度以及整体的弯曲等状况。常规的监测技术就是应用领域水准测量的方法，监测地基的下陷；应用领域三角测量（或角度交会)的方法监测地基的加速度和整体的弯曲，由于被监测物体通常都就是几何尺寸巨人，监测环境繁杂，监测技术建议较低，因此应用领域常
规技术不仅观测时间短、劳动强度小，而且难以实现自动化监测。而gps定位技术由于定位精度低，不须要通视、可以全天候工作等特点。研究说明，利用gps展开水平加速度观测可以赢得大于士2mm精度的加速度矢量，高程的测量也可以赢得不大于士10mm的精度。因此，gps在变形监测中越来越受广为的应用领域，尤其就是大型工程。此外，一种高费用，多天线的gps变形监测系统正在研制，其宗旨就是使用一个特制天线股份制控制器（gps多天线股份制控制器）去同时实现多个gps天线与一台接收机相连接，接收机按照预先设置的程序分时读取每一台天线并同时实现gps卫星的追踪，通过数据处理软件（包含多天线辨识与拆分模块）去顺利完成数据处理。无疑，这种监测系统将大大降低检测的成本。5结论痔疮液
保健油 gps技术具有精度高、速度快、不受气候条件及通视条件的限制等优点，另外，gps接收机具有自动观测的特点，这为实现大型工程建筑物变形监测的自动化奠定了基础。实践证明，gps是一种值得选用的有效方法，三维坐标的测定变得简单，因此，该技术除应用于航天、航海等领域外，已广泛应用于工程测量的建立工程测量控制网、rtk下的碎部测量与放样、区域差分系统下碎部测量与放样以及变形监测建的各个领域，同时gps技术也有一些缺点。gps测量得到的是大地高，水准测量得到的是正常高，最精密的水准测量1km的误差大约是0.5mm。水准测量是传统的进行高精度沉降检测的方法，但费时，费力，效率低，野
外工作两大，而gps高程测量不仅可以节省经费，更重要的是高效率和实时性，用gps测量测定的大地高来研究工程测量和变形监测沉降变化是大地测量的一个研究方向。但随着科学的发展，gps技术应用前景将更加广阔。
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