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工程测量的基本原理范文1
[关键词]GPS-RTK 工程测量 精度分析
[中图分类号] P2 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-7-262-1
GPS技术主要有静态定位技术、实时动态定位技术（GPS―RTK）、网络实时动态定位技术
（Network RTK）、广域差分技术（WADGPS）、全球动态定位技术（Global RTK）等。本文主要介绍实时动态定位技术（GPS―RTK）在工程测量中的应用。
1 GPS―RTK系统原理及构成
1.1基本原理
RTK测量技术，是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS（RTD GPS）测量技术。实时动态测量的基本原理是在基准站上安置一台GPS接收机，对所有可见GPS卫星进行连续地观测，
并将其观测数据通过无线电传输设备，实时地发送给用户观测站。在用户站上，GPS接收机在接收GPS卫星信号的同时，通过无线电传输设备，接收基准站传输的观测数据，然后根据相对定位的原理，实时地计算并显示用户站的三维坐标，其精度可达到厘米级。
1.2RTK测量系统的构成
RTK测量系统主要由GPS接收设备、数据传输系统和软件系统构成。
1.2.1GPS接收设备
在基准站和用户站上，分别设置双频GPS接收机。由于双频观测值不仅精度高，而且有利于快速准确地解算整周未知数。
1.2.2数据传输设备
数据传输设备也称数据链，由基准站的无线电发射台与用户站的接收机组成，其频率和功率的选择主要取决于用户站与基准站的距离、环境质量、数据的传输速度。
1.2.3软件系统
支持实时动态测量的软件系统的质量和功能，对于保障实时动态测量的可行性、测量结果的可靠性和精确性，具有决定性意义。
2 GPS技术在工程测量中的作业流程
2.1内业准备
在实施GPS外业测量前，应事先对测区进行踏勘，根据工程测量的特点完成内业的准备工作，主要包括以下几个方面的内容：
（1）根据工程项目，设定工程名称;（2）参数设置：基准站的数据采样率一般为4～5S，流动站的数据采样率一般为1～2S，高度截止角通常设定为10度;（3）若已知坐标转换参数，则输入手簿;（4）实施工程放样前，内业输入每个放样点的设计坐标、线路方位角，以便野外实时、准确放样。
2.2求定测区转换参数
工程测量是在北京坐标系或独立坐标系上进行的，这就存在WGS一84坐标与北京坐标系或独立坐标系的坐标转换问题。由于RTK作业要求实时给出当地坐标，这使得坐标转换工作非常重要。
（1）对于较大型的测区事先测定转换参数，在RTK作业时，直接输人参数和基准站坐标。
利用高等级控制点同一点的2种坐标求出的转换参数。
（2）也可在RTK作业时临时求得转换参数。首先在对空视野开阔的地方设立基准站并采集单点定位WGS一84坐标，然后流动站联测3个以上的高等级的控制点，求解坐标转换参数。
2.3基准站的安置为保证观测的精度和提高工作效率，基准站的安置应满足下列条件：
（1）基准站可设立在精确坐标的已知点上;
（2）基准站安置应选择在地势较高、通视无遮挡、电台有良好覆盖区域的地方，首选是测区中央地区;
（3）为防止多路径效应和数据链的丢失，基准站200米范围内应无高压电线、电视差转台、无线电发射台等干扰源，周围应无GPS信号反射源;
（4）基准站电台的天线应架设在GPS接收机主机的北方。
2.4GPS―RTK施测及放样
选择对天通视较好，四周无各种强电磁干扰源的地方设置基准站。当测区可见GPS卫星数在5颗以上、PDOP值小于6时，一般只需5～15秒就可完成初始化而得到固定解。每台移动站只需一人即可进行测量作业，每次开始作业应对已知控制点进行检查，确保系统无误后，应用GPS电子手簿即可进行地形地物点、勘探坑道的采集或勘探线剖面、勘探工程点的放样作业，每点采集记录时间约1～10秒。
3 RTK应用及定位精度分析
某矿区地势起伏不大，天空开阔，除个别地方外对RTK作业无大的影响。该工程控制测量、勘探剖面线、勘探工程点的放样均采用RTK作业。相邻观测点间全站仪实测和RTK实测距离抽样检查比较，见表1。
从上表来看，RTK测量既可以实时提供点位坐标和高程，又可实时知道测量点位精度，能够较大地提高工作效率。同时从测量结果来看，RTK测量点位精度可达厘米级，完全能够满足工程测量的需要。
4 RTK技术的优点
（1）传统测量外业容易受到地形、气候、季节等诸多因素的影响，使测量精度、作业速度都受到很大限制，在能见度低，通视条件差的情况下，有些测量作业根本无法进行。而GPS―RTK技术，解决了这个问题。
（2）定位精度高，数据安全可靠，测站间无需通视。
在没有已知基准点或基准点被破坏而造成的控制点不足的地区和由于地形复杂、地物障碍而造成的通视困难地区能快速的、高精度定位。
（3）综合测绘能力强，作业集成度高，易实现自动化。
可胜任各种测量内、外业工作。基准站能够为不同用户提供多项信息输出，流动站利用内置软件控制系统，在作业时，无需人工干预便可进行整周未知数的动态初始化解算，使辅助测量工作极大减少，作业精度也自动控制和记录，从而使自动化作业指挥系统的建立成为可能。
（4）操作简便，对作业条件要求不高，数据传输、处理、存储能力强，与计算机、全站仪等测量仪器通信方便。
（5）作业人员少，定位速度快，综合效益高。
GPS接收机仅需一个人操作，在待测点等待l-2秒即可获得该点的坐标，外业效率高;内业便于计算机处理，节省了时间和人力。
工程测量的基本原理范文2
目前，全国大多数高职高专院校的土建程类专业都把《建筑工程测量》作为一门考查课或是选修课，安排32～48课时，真正用于讲授测量基本概念、基本理论和基本技能的课时数在 24～40之间。然而，建筑工程测量的基本概念、基本原理和数据处理等内容很多，要在24～40课时的时间内使高职高专学生能够完全掌握建筑工程测量的基本概念、基本原理和基本技能是很难的。
在当今信息社会，施工技术和测绘技术发展的非常迅速。这就需要改革教学内容和教学方法，采用先进的教学手段，讲授测量知识和先进测量仪器的同时，培养学生学习测量的兴趣，使学生在学习 《建筑工程测量》以后，能够独立地完成工程建设中的测量工作。
二、课程现状
目前，从高职院校《建筑工程测量》课程的教学现状来看，存在一些不能适应测量人才培养需要的问题，具体表现在以下几方面：
（一）《建筑工程测量》课堂教学
1）教学内容
随着社会对人才培养目标现代化、社会化的要求，社会对人才类型的需要已由“专才”型向“全才”型转化，从而学生所学知识的知识面已大大拓宽；随着学科的发展和知识的丰富，《建筑工程测量》课程的教学内容也越来越多，书越编越厚，然而教学时间又大幅度减少，难以完成原有的教学内容，如何充分利用有限的教学时间，不大幅度地减少教学内容，使学生尽可能多的学习、掌握基础知识是摆在我们教师面前的一项重要课题。这就要求我们从课程改革中挖潜，从课程内容整合中获得。
2）教学方法
目前主要是课堂理论教学和实验实习，但课堂理论教学是主要的方式，现实的问题是测量教学的内容与过去相比增加了很多，而测量课时比较少，为了完成教学任务，“满堂灌”“填鸭式”教学模式普遍存在，不适合测量教学的要求。目前，高职高专院校把《建筑工程测量》作为一门考查课，学生学习的积极性不高， 因而怎么在有限的课堂时间利用合适的教学手段培养学生学习 《建筑工程测量》的兴趣就显得至关重要。
（二）《建筑工程测量》实践教学
近些年来，对非测量专业的测量教学改革的讨论非常频繁，也直接推动了测量学在教学内容、教学手段等方面的更新，包括出版新教材，制作教学录像、多媒体课件等，但对测量实践教学方面的改革研讨却相对偏少。传统的测量实践教学方式是：教师根据教学大纲的要求选择实践项目，学生按照实践指导带的内容实习并写出实习报告，教师讲解实践目的、实践方法、实践步骤以及仪器设备的使用方法等并予以示范，学生按部就班地进行实践操作。实践完成后，学生写实习报告，回答教师提出的问题，教师根据学生实践情况及实践报告，进行评分。整个过程学生完全处于被动状态。那怎么在有限的课时内完成理论联系实际，完成各项测量技能的培养也是值得我们去思考的。
（三）《建筑工程测量》考试和考核方法
工程测量与其他课程相比较其特点是非常明显的，如果采取与其他课程一样的考试方法，将不能考察出学生的真实水平，同时也无法对学生的学习过程做正确的引导
三、改革建议
鉴于以上《建筑工程测量》课程所存在的问题的分析，结合本校学生的学习现状课堂教学、实践教学及课程学习评价改革应该对以下方面进行研究。
（一）课堂教学的改革
（1）优化课程教学内容
教学内容的改革是《建筑工程测量》课程教学改革的核心。高职高专培养的是 “下得去， 拿得起， 留得住”的应用型人才，所以改革与优化教学内容表现为：剔除那些与职业工作能力联系极少和陈旧过时的教学内容，对经典的建筑工程测量教学内容进行优化，适当补充测量前沿知识。
（2）利用现代教学手段，改革教学方法
建筑工程测量课程教学中，对测量仪器操作等内容的讲授比较抽象，讲授的内容一般难以理解这也是很多教师普遍反映的教学难点。如果教师利用CAI 课件、录像、工程模型等手段，很多教学内容可以通过声音、视频及图像等形式，生动形象地展现在学生面前，便于理解和接受，提高授课效率和教学效果，有效解决教学新内容增多而课时减少的矛盾。
（二）提高学生实践能力
（1）更新实践教学理念
强调实践技能训练的同时，还要注重实践思维的训练。否则学生为了实践而实践，不理解技能要领，不思考，只是机械地模仿实践，势必大大影响学生的学习兴趣及学习效果。实践教学应突出实践在培养学生的科学思维、科学态度、科学精神等方面的教育功能。因此，实践教学既要重视学生的技能训练，又要重视学生的科学素质培养。
（2）改革实践教学内容
传统的建筑工程测量大多是根据人才培养方案的要求，常年不变地开设某些传统验证性实践，而忽略了实践教学是培养应用型人才的重要环节这一事实，使得刚走出校门的学生无法将理论和实际应用结合起来，所以应该开设开放性实践，以弥补有限课堂上的不足，增强学生实践的自由度和独立性，使学生自由思考问题，自己发现并解决问题。
（3）完善实践教学方法
新型的教学模式是以学生为主体，以教师为主导，遵循认知规律，学生自主、能动、创造性地学习和实践。
（三）深入课程学习评价改革
课程学习评价应以学生综合能力和素质为基准，而不是期末考试成绩。针对建筑工程测量实践性强的特点，采用阶段性集中比赛的方式进行考核，分组分批次进行测量项目的比赛，并将比赛成绩计入期末总成绩，以此培养学生的团队意识和学习兴趣，提高学生的测量理论与技能。另外，在最终操作技能的考核过程中，增加一些测量技术在建筑工程中的应用，以考核学生解决实际问题的能力。
工程测量的基本原理范文3
【关键词】全站仪；测量功能；分析应用
测量工作是煤矿生产建设的一项重要的技术基础工作，良好的测量所得数据能很好的指导安全生产。煤矿井下测量以往主要是使用经纬仪测角，钢尺量边，随着科学技术的发展，测量仪器也越来越先进，全站仪已经被越来越广泛地应用到井下测量工作中。为了充分利用和开发全站仪的功能，提高测量效率，解决实际问题，本文将介绍全站仪的几种专项测量功能及其基本原理，并探讨其在工程测量中的实际应用和应注意的事项，以供测量工作人员参考。
1.全站仪专用测量功能
1.1对边测量（RDM）
对边测量是指间接地测定远处两测点间的水平距离和高差，也称为间接测量，是用来测量两个不可通视点之间的水平距离和高差对边测量，示意图如图1所示，A、B为地面上不能直接测距的两个未知点，在O点处安置全站仪，使仪器与A、B两点能够通视启动全站仪对边测量功能，分别照准A、B两点的反光棱镜，利用全站仪内置的对边测量程序直接间显示出A、B两点间的水平距离D、斜距S和高差。
其原理为：测定O点至A、B两点间的斜距S1、S2，竖直角α1、α2， 水平角β值， 则A、B两点间的水平距离D和高差分别为：
（1）
（2）
（3）
但需指出，按公式（2）计算出的高差即是全站仪上显示出来的高差，并不一定就是地面A、B两点之间的实际高差，实际高差h为：
（4）
式中：
V1和V2分别为A，B两点的目标高。显然， 当V1=V2时，式（4）即变为式（2）。因此，在实际工作中，应尽量使两目标高相等，以简化计算； 否则，应在全站仪显示出的高差中加入改正数（V1-V2） 。
对边测量的精度主要取决于测站点与目标点的远近，越近精度越高，且安置在过两端点垂线上精度较高。因此，在测量时测站点应安置在过两端点垂线上，且尽量靠近待测点。对边测量在施工放样中，可用来检测放样点或红线桩是否正确和满足精度要求。利用这一功能还可以简单测量道路中心桩和路边桩之间的距离和高差等。
1.2悬高测量（REM）
所谓悬高测量是指测定空中某点至特定某个面（一般为地平面） 的高度。悬高测量示意图见图2。图2中，将全站仪置于点A，仪器距目标距离一般以高度1～3倍为宜，反光棱镜应置于目标C点在地面的铅垂投影点B处，量取棱镜高V，起动全站仪悬高测量功能，输人棱镜高V，照准反光棱镜，俯仰望远镜，利用全站仪内置的悬高测量程序可实时显示出悬高值h。
其原理为： 测定仪器与镜站间的斜距S、竖直角α1、α2，则悬高h为：
h=V+Scosα1（tanα1-tanα2） （5）
值得注意的是，要想利用悬高测量功能测出目标点的正确高度， 必须将反射棱镜恰好安置在被测目标点在地面的铅垂投影点处，否则测出的结果将是不正确的。在实际工作中，要将反射棱镜恰好安置在被测目标的天底，仅靠目估是不容易实现的，尤其当目标点离地面较高时。为此，需先投点再进行悬高测量。
1.3坐标测量（CDM）
坐标测量的实质是根据已知点A的三维坐标（XA，YA，HA）， 定向点B的定向方位角（αAB），求待测点P的三维坐标（XP，YP，HP）。将全站仪安置于测站点A上， 选定坐标测量模式后，首先输入仪器高、目标高 以及测站点的三维坐标值（XA，YA，HA）， 然后照准另一已知点B设置定位方位角，接着再照准目标点P上的反射棱镜，按相应功能键，仪器就会按式（5）利用自身内存的计算程序自动计算并瞬时显示出目标点P 的三维坐标值（XP，YP，HP）。
式中：
S—斜距；a—垂直角；αAP—直线AP方位角。其中：αAP= αAB+β，β为AB和AP所夹的水平角。
利用全站仪三维坐标测量功能可以求算图根点的三维坐标，既快捷，又能满足工程精度要求，可提高生产效率。在实际工作中，为了防止操作中的错误，可照准另一已知点D，测定D点的三维坐标并加以比较，在限差之内即可进行未知点的测量。
1.4坐标放样测量（SCM）
坐标放样测量为坐标测量的理想操作。将全站仪置于测站点A上，选定坐标放样模式后，首先输入仪器高i、目标高ν以及测站点A 和放样点P的三维坐标（XA，YA，HA）和（XP，YP，HP），并照准另一已知点B，设置定向方位角αAB，然后将反射棱镜竖立在待放样点P的概略位置P′处；按相应功能键即可自动显示水平角偏差p、水平距离偏差D及高程偏差H。按照所显示的偏差值，移动反射棱镜，当仪器显示为零时，即为设计的位置。
基本原理：仪器首先测定棱镜所在位置P′点的三维坐标，然后按坐标反算公式，利用仪器自身的内存程序反算出设计的水平角和水平距离，最后与测量的水平角和水平距离比较，即可自动计算并显示出测量值与设计值之差R、D和H。
2.应用实例
建筑物放样测量示意图见图3，欲利用控制点A和B放样一建筑物，只需在控制点A上安置全站仪，后视控制点B，先设置定位方位角然后利用三维坐标放样功能即可方便快捷地放样建筑物的四个角点， 从而在实地标定出待建的建筑物各拐点。最后，利用对边测量功能立刻就可测定出建筑物的边长，与设计的已知边长比较，即可在不移动仪器的情况下完成检测工作。这与传统的放样和检测方法相比，不仅方便、快捷，而且因为只需安置一次仪器，所以放样精度也大大提高；同时，即便1、2、3、4点互不通视亦可顺利完成，这是传统方法无法做到的。
3.结 语
全站仪的优点在工程测量工作中已经得到了充分的体现，不仅能自动测距、测角，而且还能进行多种测量和实时计算，可根据现场需要实时求得必要的测量数据。尤其在提高测量精度和降低劳动强度方面的优势是传统的光学经纬仪无法做到的，但全站仪在某些功能上仍然需要进一步的完善和提高，比如井下使用的全站仪必须有点下对中点，且不宜做在手把上，可做在粗瞄器上。但在井下测量中全站仪代替经纬仪是必然的趋势。同时，在实际工作中，还要结合具体情况，灵活、综合地运用各种测量功能，才能获得高质量测量成果。
参考文献
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[3]焦振凡，吴国强.全站仪用于井下基本控制导线测量的探讨[J].中州煤炭2008（6）
工程测量的基本原理范文4
[关键词]数字化技术；水利工程测量；基本原理；优越性；应用
中图分类号：TV 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）05-0287-01
计算机技术随着现代科技的发展，已经得到了广泛应用，数字化技术也在不断地发展，有关图的概念也发生了深刻的变化。数字化技术有着很多技术上的优势，赋予地形图更丰富内涵，它是有关地形的空间信息组合，以图形文件的形式提交给设计人员，在水利工程测量中得到了越来越普遍的应用。
1.数字化技术的基本原理及其优越性
数字化技术是在计算机技术、网络技术、测量仪器设备智能化的基础上，发展起来的新技术，以传统的白纸测图原理为基础， 以全站仪、计算机及设备为工具，采用数字库技术和图形处理方法，实现一套野外数据采集到内业制图的全过程的自动化测量制图系统。它的实质是解析测图，它实现了将图形的模拟量转化为数字量，经计算机对数字量进行处理，得到内容丰富的电子地图。
在数字测图中， 全站仪强制照准棱镜，测量数据自动记录到手簿或全站仪内部存储器中，展点又是计算机自动展点，所以图根点的展绘误差与地物点的展绘误差可忽略不计，其余各项误差也比普通经纬仪测图时大大减小，所以点位精度非常高，同时，数字地图容易存贮，是地理信息系统的重要信息来源。除此之外，数字化测图还大大提高了工作效率，缩短了成图的周期。
它和传统的测量相比，优越性主要体现在以下几点，各类数字化测量仪器在实际使用、维护以及更新上较之传统产品更方便、快捷，可以始终保持仪器设备的先进行，并且能够随时随地进行补充和修改，更有大量的新图供其使用。数字化测量技术能够使测量人员清楚的看到被测对象的具体情况，进一步改变了传统仪器设备只有专业人士才能看懂的缺陷。它还能够根据不同用户的使用需要，进行数据加工，进而获得不同用途的图件，对图形进行随意拼接、放大及缩小，从而使其用途更加广泛。
2.数字地图在水利工程测量工作中的发展进程
2.1 利用微机系统软件扫描矢量化原地形图
利用Mapscan 软件首先将地形原图用扫描仪扫成栅格图像， 然后再对栅格图像进行旋转校准，矢量化、编辑，最终得到数字化地形图。由于地形图原图在被扫描生成影像文件的过程中会有一定的偏移和旋转，在数字化的第一步就要对影像文件进行旋转和校准。在这一过程中，关于旋转基准点及校准基准点的拾取过程中，操作人员会产生一定的误差，同时在矢量化地形、地物的过程中同样有人为因素的影响，它是利用了原有的图纸，它是原有测绘成果向数字化成果转换的必经之路。
2.2 利用地形成图软件，实现内外业一体化
测绘数字化地形图南方公司CASS4.0测量成图软件，利用软件完成对电子地图的编辑与输出，是真正意义上的数字上化测图，在数字测图系统中，计算机要处理几何数据，属性数据以及点与点之间的关系。野外采集数据分为有码作业和无码作业，有码作业方式自动化程度高， 内业工作量小， 但外业工作中，观测量在测站每点都要输入编码，同时还要考虑点与点之间的连接关系，所以，外业速度慢。无码作业方式直观、可靠，提高外业的工作效率，但是内业工作量稍有增加，自动化程度略有降低，在实际工作中会根据实际情况选取不同的作业方式。
2.3 利用全站仪自定义用户程序实现野外数据采集
捷创力600 全站仪具有一个内部存储器， 用来存储原始的数据和相关的点信息，根据野外测图时所要记录的信息，可以在野外采集数据，并利用全站仪上P54 程序完成工作文件从全站仪内存传输到计算机的工作。全站仪采集数据与南方电子手簿采集数据相比，优点在于它是利用内存记录数据，有着多层保护，具有较高的安全性，不会像手簿有时由于低电而造成数据丢失。
3.数字化技术在水利工程测量中的应用
3.1 数字化测图软件的应用
在工程测量中，较为重要的工作之一就是工程图以及大比例尺地形图的测绘。以往传统的绘图方法需要测量人员在野外艰苦、恶劣的环境中工作，对于脑力和体力的消耗相当大。从而使得成图时间较长，并且产品也相对比较单一，很难满足现代化工程建设的需要，而数字化测量技术及仪器的应用，有效地解决了这一问题。
通过全站仪与便携接收机相结合，直接在野外进行数据采集，无需编码，所测数据能够直接输入到电子平板当中，完成详图绘制。同时，还可以在现场进行修改，再由绘图仪将最后成果输出，其具有结果直观、便于修改等特点。此外，还将在测点测到数据利用遥控信号进行转换，再传送至便携接收机中，测点信息能够实时显示的屏幕上，最后完成图形编辑，能够有效地确保成图质量。
使用半站仪或全站仪在野外进行数据采集、编码及草图绘制，再通过微型计算机进行记录，最后，将这些数据信息输入到计算机中进行分析处理以及图形编辑，并由绘图仪绘制成不同比例尺的地形图或是专业工程图，成图还可存储到数据库当中，以备日后使用。
3.2 数字化技术在地籍测量中的应用
当前，随着我国城市化建设进程的不断加快，地籍测量工作开始在各中小城镇中如火如荼的展开，从而使得地籍图的需求量迅速增大。地籍测量最主要的目的是为使有关部门了解，所在地土地的具体属性、面积、位置、经济价值等，并以此作为土地信息管理系统的建立依据。数字化技术在地籍测量中的应用，有效地改善了传统测量技术成图的单一性，通过数字化测量所得的地籍图技术含量更高、产品也更具多样性，并且使用和维护也更为方便。
3.3 地图数字化
数字化成图技术的应用，给处理纸质地图时带来了很大的方便，如果其各方面均符合要求则可直接利用数字化仪将之输入到计算机中，在经过软件编辑后处理后，即可商城数字地图。对于一部分不符合要求的大比例尺地图，则可以采取地面数字测图技术对其进行重新测量，由该方法所得的数字地图最大的特点是精度高。同时，在这一过程中仅需要采取相应的措施，便可以将建筑物与相邻近控制点的精度控制一定范围内。
4.结语
随着科学技术的发展，传统的测绘技术已经逐渐被数字化技术所取代，在数字化技术的应用下，水利工程测量科技进步很大，发展很快，取得了显著的成绩。测量工作在工程建设中是非常重要的，不容许有一点马虎，所以，通过高科技的数字化技术的应用，可以使得测量精度得到最大的保证，从而建设高质量的水利工程。
参考文献
[1] 杜玉娜，袁少博，王亚明.水利工程中对GPS-RTK技术的应用[J]. 科技传播. 2011（12）.
工程测量的基本原理范文5
【关键词】GPS测量技术； 工程测量； 应用
随着科学技术的发展，GPS测量技术已经成了工程测量中的重要工具，为工程测量技术的发展提供了新方法与新技术，提升了工程测量的效率和可靠性。一般来说，GPS测量技术不但测量时间短，而且技术含量和精确度都非常高。在现代工程测量中，研究GPS技术至关重要，它与传统测量技术截然不同，不但提高了工程测量的效率和可靠性，而且降低了作业强度。不过，应用GPS测量技术时，同样避免不了错误，且难以察觉，这就要求从事工程测量的技术人员不断摸索和总结GPS技术的运用方法，从而充分发挥GPS测量技术的应用价值。
以下就工程测量中的GPS测量技术应用进行分析。
一、GPS测量技术的概述
GPS定位技术的精准度高，自动化程度高，且潜力很大，这种优点使得它倍受各国测量人士的无比青睐。一般来说，GPS定位具备静态相对定位的作业模式，比如：待定点安装GPS接收机，以此对某组卫星进行续同步观测，随后再处理观测数据，并获取待定点间的基线向量。
伴随着研究的深入，快速静态定位开始成了一种新的短基线测量作业，从而提高了GPS的测量效率。同时GPS全站仪（RTK或者RTK GPS）应运而生，GPS测量技术的主要特点包括：测站间无需通视；定位精确度高；观测时间较短；提供三维坐标；操作相当简便；全天候作业等等。
在发展过程中，GPS测量设备和测量理论知识不断成熟，逐步提升着GPS测量技术的应用水平。也就是说，GPS测量功能在逐步完善，测量范围在逐步扩展，测量设备低廉又好用，所以GPS测量的自动化和实用化程度将会越来越高。自从1980年开始，GPS定位技术在不断完善的过程中，进一步变革着测绘定位技术，为现代化工程测量提供了许多先进的技术手段，GPS测量技术正在取代传统定位技术，特别是静态定位方法也在朝动态定位方向发展，同时将大大拓展其定位的服务范围。
二、关于GPS的工作原理
当前在工程测量过程中，GPS测量技术的应用较为普遍，这就对测绘工作者提出了更高要求，而了解GPS的工作原理则是至关重要的。通常来讲，GPS测量技术定位的实现，主要根据测量中的距离交会定点原理。首先，假设在待测点某处，设置一个GPS接收机，然后于某一时刻，同时接了三颗或三颗以上卫星所发出的信号，依次为：卫星S1、卫星S2、卫星S3 等的信号。其次，通过计算和处理数据，就可以知道此时接收机天线的中心到卫星之间的距离：分别为P1、P2、P3。最后，再根据卫星星历，得出卫星的三维坐标。
三、GPS测量技术在工程测量中的应用
3.1 GPS定位技术应用
关于GPS定位技术在工程测量中的应用，其应用原理突出体现为：将物理和几何学科的相关基本原理进行有效结合，利于GPS系统的地面接收装置和空间卫星，多角度地定位测量对象。至今为止，在工程测量的实践中，GPS定位技术主要包括两个方面：一种是实时动态相对定位；另一种是静态相对定位。具体地讲，静态相对定位主要由多台地面接收装置排列而成一条基线，同步观测目标对象，整个观测时间大约持续45分钟，最后由专业技术人员来统计和处理测量结果。具体地讲，静态相对定位的操作流程比较简单，实时动态相对定位则要根据载波相对观测量，然后选取比较精确的控制点位，以此作为工程测量的控制基站，安装地面的连续接收装置，连续观测不同角度所传送的实时动态信息。
通常情况下，对于一个GPS接收机而言，需要准确的三维定位，且要同时接收四颗或四颗以上的卫星信号。不过，如果将定位精度设在厘米级，这时就需要接收五颗及五颗以上的卫星信号。大体上讲，一般GPS系统都拥有24颗环绕地球运动的卫星，而且在十度以上的水平角观测点时，可以接收到7颗卫星信号。然而，如果接收站附近存在遮挡物时，接收装置观测到的卫星就会变少，这时的接收机很难定位。因此，在必要的条件下，GPS定位技术结合惯性导航技术，这样有利于实现更好的测量效果。
3.2虚拟现实技术应用
在工程测量中，关于虚拟现实技术的应用。对于传统的工程测量而言，需要工作人员进行实地测量，一旦遇到较差的地质条件，极容易发生安全事故；而利于GPS虚拟现实技术测量时，可以有效解决这一问题，它能够测绘地质条件相对复杂的地区，由GPS虚拟现实技术创建的测绘环境，常常具有交互作用、逼真等优点。同时，在GPS系统中，不只是虚拟现实技术，还有计算机绘图技术，都可以高效率地描绘出清晰的三维图像，从而建立科学的工程测绘流程，准确地指出重点测量项目，以及需要注意的安全事项。除此以外，采用工程测绘合理地分析模拟流程，可以有效地解决传统测绘技术应用效率低的问题，而且可以增强测量方案的安全性、技术性和可操作性。比如：现阶段，在我国矿井工程测绘工作中，应用较广泛测量技术就是GPS系统虚拟现实技术，通过运用GPS虚拟现实技术，可以及时地监测出测绘方案中存在的问题与弊端，以便尽快组织相关人员进行修改与完善，最大限度地确保工程测绘中GPS测量技术的合理运用。
3.3施工水准点的测定
GPS测量技术在工程测量中的应用，关于施工水准点的测定。一般来说，用传统技术进行工程水准测量时，设计单位几乎都没有进行实地考察和严密预算，以至于水准点的距离普遍较大，比如：设计单位会给出距离在500-100m范围内的水准点，因距离偏大，所以不便于施工。而利用GPS接受机收集卫星信号，进而测量和确定临时的水准点，可以更加地协调工程观测的进程，确保测量结果的精确度，而且能够提高工程测量的工作效率，大致的作业步骤表现为：安置天线――操作接收机――观测记录。进行测量时，需要严格按照技术设计制定的观测计划来观测，比如在大型公路项目中，进行实地测量时，可以采用GPS测量技术，然后观察卫星同步图片，全面分析路基高度，再根据地貌和地形，沿公路线每隔200m左右，设置一个施工临时水准点。实际上，临时水准点可以设置于附近的机井台、房基等，这些地方一定要坚固；埋设过程中，需要详细记录每一个加密的临时水准点位置。
四、结束语
对于GPS技术而言，它主要由接收装置和环球通讯卫星组合而成，属于一种无线电导航定位系统，可以为用户提供十分精确的时间信息、导航及三维坐标。因此，伴随着数字化进程的不断加剧，GPS测量技术的应用是不言而喻的，它将成为工程测量中不可缺少的重要技术，对于工程测量事业的持续发展有着深远的积极影响。
参考文献：
[1]张莉.GPS 技术在工程测量中的应用探讨[J].计算机技术与信息发展.2011，（9）：64.
工程测量的基本原理范文6
关键词：水利工程 三角高程测量法
Pick to: trigonometric elevation measurement method is a not by topography ups and downs limit, speed of indirect measuring the court, wide application. Along with the ranger, the popularity of the tachometer use, traditional triangle leveling shows limitations, and the new triangulated height surveying method in search and summarizing produce. In the old and new method on the basis of the comparison of the water conservancy project in triangulated height surveying the principle and method of use the correct judgement.
Keywords: water conservancy project triangulated height surveying method
中图分类号：TV文献标识码：A 文章编号：
引 言：在工程的施工过程中，常常涉及到高程测量。传统的测量方法是水准测量、三角高程测量。两种方法虽然各有特色，但都存在着不足。水准测量是一种直接测高法，测定高差的精度是较高的，但水准测量受地形起伏的限制，外业工作量大，施测速度较慢。三角高程测量是一种间接测高法，它不受地形起伏的限制，且施测速度较快。在大比例地形图测绘、线型工程、管网工程等工程测量中广泛应用。但精度较低，且每次测量都得量取仪器高，棱镜高。麻烦而且增加了误差来源。
随着全站仪的广泛使用，使用跟踪杆配合全站仪测量高程的方法越来越普及，使用传统的三角高程测量方法已经显示出了他的局限性。经过长期摸索，总结出一种新的方法进行三角高程测量。这种方法既结合了水准测量的任一置站的特点，又减少了三角高程的误差来源，同时每次测量时还不必量取仪器高、棱镜高。使三角高程测量精度进一步提高，施测速度更快。
1 三角高程测量的原理
通过观测两点间的水平距离和天顶距（或高度角）求定两点间高差的方法。它观测方法简单，不受地形条件限制，是测定大地控制点高程的基本方法。
三角高程测量的基本原理如图1，A、B为地面上两点，自A点观测B点的垂直角为α1.2，S0为两点间水平距离，i1为A点仪器高，i2为B点觇标高，则A、B两点间高差为 h1.2＝S0tga1.2＋i1－i2
图1 三角高程测量基本原理图
2三角高程测量的传统方法
如图2所示，设A，B为地面上高度不同的两点。已知A点高程HA，只要知道A点对B点的高差HAB即可由HB=HA HAB得到B点的高程HB。
图 2三角高程测量的传统方法
图中：D为A、B两点间的水平距离。а为在A点观测B点时的垂直角。i为测站点的仪器高，t为棱镜高。HA为A点高程，HB为B点高程。V为全站仪望远镜和棱镜之间的高差（V=Dtanа）。
首先我们假设A，B两点相距不太远，可以将水准面看成水准面，也不考虑大气折光的影响。为了确定高差hAB，可在A点架设全站仪，在B点竖立跟踪杆，观测垂直角а，并直接量取仪器高i和棱镜高t，若A，B两点间的水平距离为D，则hAB=V i-t
故 HB=HA Dtanа i-t （1）。
这就是三角高程测量的基本公式，但它是以水平面为基准面和视线成直线为前提的。因此，只有当A，B两点间的距离很短时，才比较准确。当A，B两点距离较远时，就必须考虑地球弯曲和大气折光的影响了。这里不叙述如何进行球差和气差的改正，只就三角高程测量新法的一般原理进行阐述。我们从传统的三角高程测量方法中我们可以看出，它具备以下两个特点：
1）全站仪必须架设在已知高程点上
2）要测出待测点的高程，必须量取仪器高和棱镜高。
3 三角高程测量的新方法
如果我们能将全站仪象水准仪一样任意置点，而不是将它置在已知高程点上，同时又在不量取仪器高和棱镜高的情况下，利用三角高程测量原理测出待测点的高程，那么施测的速度将更快。如图2，假设B点的高程已知，A点的高程为未知，这里要通过全站仪测定其它待测点的高程。首先由（1）式可知：
HA=HB-(Dtanа i-t) （2）
上式除了Dtanа即V的值可以用仪器直接测出外，i,t都是未知的。但有一点可以确定即仪器一旦置好，i值也将随之不变，同时选取跟踪杆作为反射棱镜，假定t值也固定不变。从（2）可知：
HA i-t=HB-Dtanа=W （3）
由(3)可知，基于上面的假设，HA i-t在任一测站上也是固定不变的.而且可以计算出它的值W。
这一新方法的操作过程如下：
1）仪器任一置点，但所选点位要求能和已知高程点通视。
2）用仪器照准已知高程点，测出V的值，并算出W的值。（此时与仪器高程测定有关的常数如测站点高程，仪器高，棱镜高均为任一值。施测前不必设定。）
3） 将仪器测站点高程重新设定为W，仪器高和棱镜高设为0即可。
4）照准待测点测出其高程。
下面从理论上分析一下这种方法是否正确。
结合（1），（3）
HB′=W D′tanа′ (4)
HB′为待测点的高程
W为测站中设定的测站点高程
D′为测站点到待测点的水平距离
а′为测站点到待测点的观测垂直角
从(4)可知,不同待测点的高程随着测站点到其的水平距离或观测垂直角的变化而改变。
将（3）代入（4）可知：
HB′=HA i-t D′tanа′ （5）
按三角高程测量原理可知
HB′=W D′tanа′ i′-t′ (6)
将（3）代入（6）可知：
HB′=HA i-t D′tanа′ i′-t′ (7)
这里i′,t′为0,所以：
HB′=HA i-t D′tanа′ (8)
由(5),(8)可知,两种方法测出的待测点高程在理论上是一致的。也就是说我们采取这种方法进行三角高程测量是正确的。
结束语：
综上所述：将全站仪任一置点，同时不量取仪器高，棱镜高。仍然可以测出待测点的高程。测出的结果从理论上分析比传统的三角高程测量精度更高，因为它减少了误差来源。整个过程不必用钢尺量取仪器高，棱镜高，也就减少了这方面造成的误差。同时需要指出的是，在实际测量中，棱镜高还可以根据实际情况改变，只要记录下相对于初值t增大或减小的数值，就可在测量的基础上计算出待测点的实际高程。
参考文献：
[1]覃辉.建筑工程测量[M].北京：中国建筑工业出版社，2007.
[2]陈学平，周春发.土建工程测量[M].北京：中国建材工业出版社，2008.
