王铭
上海建岸建筑应用技术有限公司 上海市 200030
摘要：全球卫星导航系统（GNSS）建立的测量平差网，是以检验合格的基线值及其协方差值作为平差元素，通过约束GNSS控制网中某一点或几点的三维坐标或二维坐标进行严密的数学模型计算，以消除或合理配置各基线间或基线与已知坐标之间的不符值，最终给出GNSS各网点坐标及其精度的运算过程。
关键词：全球卫星定位系统;工程测量;实践运用;
引言
全球卫星定位系统（GNSS）凭借其自身高精度、操作便捷、设备便携、全天候工作等优势，近年来在工程测量中获得了广泛的运用，并且取得了良好的工作成果。对全球卫星定位系统在工程测量中的实践运用进行探索，可以更好地了解系统运行原理，明确其在工程测量中的应用优势，进而提高系统应用水平，进一步改善工程测量技术环境，提高工程测量效率与质量，为工程建设奠定良好的地形数据参数基础。
1ＧＮＳＳ技术原理与发展
ＧＮＳＳ技术是各国以及区域进行导航定位应用于军方和民用的方法，也是在当前阶段空间领域技术的对抗，是ＧｌｏｂａｌＮａｖｉｇａｔｉｏｎＳａｔｅｌｌｉｔｅＳｙｓｔｅｍ缩写，现行运行的系统主要包括美国的ＧＰＳ、俄罗斯的Ｇｌｏｎａｓｓ、欧洲的Ｇａｌｉｌｅｏ、中国的ＢＤＳ以及部分商业卫星系统，日本的基于多功能卫星的星基增强系统（ＭＳＡＳ）和印度的ＧＡＧＡＮ系统属于ＧＰＳ星基增强系统，由多个卫星导航定位及其增强型系统所拼凑组成的大系统。主要应用于导航定位、技术研究、工程服务、各种工程测绘、灾害救援与重建、各类移动设备导航、智能通信、物联网大数据、智能物流、人工智能、无人机领域等。
2全球卫星定位系统（GNSS）在工程测量中的应用优势
全球卫星定位系统在进入商业领域以后，一时之间掀起了运用浪潮，其根本组成包括空间卫星群和地面监控系统两大模块，实际使用者还需要配备专门的卫星信号接收装置，以此实现全球卫星定位的功能。全球卫星定位系统已经被广泛应用于工程测量领域中，并且具有很多应用优势，对工程测量事业的发展和进步做出了巨大的贡献。
2.1导航定位准确，测量精度高
全球卫星定位系统的运行是依托于空间卫星群、卫星信号接收装置进行工作的，将其应用在工程测量中，可以对测量对象的空间位置、尺寸等主要参数进行快速确定，工程两侧人员只需对收集到的各种测量参数进行分析、校准即可，与传统的人工测量相比，定位更加准确，并且操作简单。另外，使用全球卫星定位系统进行工程测量的时候，具有很好的适用性，可以对各种地势险要或者测量条件很差的地方进行工程测量，无需测量人员到达测量现场，可以实现远程操控，工程测量难度有所降低，测量成本也比较低[3]。另外，目前全球卫星定位系统的运用已经十分成熟，在工程测量中的运用可以实现高精度测量，对于动态定位可以达到厘米级，静态定位已经实现了毫米级，避免了人工测量带来的误差，在大区域精密工程中的运用具有很高的价值。
2.2可以进行三维坐标显示
在工程测量中应用全球卫星定位系统，可以实现三维坐标显示，不仅可以很好地完成平面位置观测和定位工作，而且可以在大地高程方面进行有效运用，精准测量各种定位数据参数，实现高程拟合测量。并且在实际应用过程中无需考虑时间和地点的干扰，进行全天候测量，以此保证工程测量的连续性，实时监测测量对象的微小变化，并通过三维仿真地形图进行呈现，为工程建设提供有效依据。
3全球卫星定位系统（GNSS）在工程测量中的实践运用
3.1工程变形监测
在工程建设的过程中，受到地形、技术、人为施工操作等因素的影响，经常会发生工程变形问题，导致工程空间位置出现移动，影响工程建设质量。所以，为了做好工程变形监测，就可以在工程建设施工和竣工验收的时候，合理应用全球卫星定位系统进行工程变形监测，以便及时发现建筑物移位、建筑物变形等问题，及时采取有效措施进行补救，避免出现大的工程事故，或者导致建筑物无法通过验收。全球卫星定位系统具有三维定位的典型应用优势，是目前工程变形监测中使用十分广泛的一种技术手段，获得了良好的监测效果。尤其是在建筑物地下空间得到有效开发以后，超深基坑的设计和应用逐渐多了起来，基坑深度往往都超过了10m，在施工的过程中必须做好支护工作，基坑支护效果直接决定了工程建设的成败，因此需要特别注意深基坑支护结构的变形监测，例如水平位移监测和沉降监测等。
3.2GNSS控制网基线处理
①利用时间线工具条可看到各卫星观测时间的长短、观测到的卫星个数、观测过程中是否存在周跳等信息；②充分利用残差图，可随时发现健康状况不好的卫星或观测质量不理想的观测时段，再通过时间线工具栏将该卫星或时间段删除；③对于测站间距超过5km的基线，处理时应进行电离层改正；④在确保观测时段的条件下，适当提高或降低卫星观测截止角，可减小噪声对GNSS信号的影响，也是提高基线质量的有效途径之一。
3.3地形图测绘以及施工放样
全球卫星定位系统的具体应用过程，经常会利用到载波相位差分技术（RTK），可以对两个测量站点之间的载波相位监测量进行实时处理，进而辅助施工放样和地形图测绘。载波相位差分系统是由已知坐标的基准站和用户接收机组成的，在进行地形图绘制或者施工放样的时候，基准站会将获得的载波相位实时发送到用户接收机上，测量人员就可以根据得到的准确信息数据进行差分计算，求解得到用户接收机的位置坐标。在使用全球卫星定位系统进行地形图测绘时，可以实现单人作业，操作简单、快速，可以实时将测定好的数据反馈到计算机上，例如地形、地物特点，使用专业的制图软件进行地形图绘制，得到最终的成果图。
3.4铁路施工
我国的铁路工程平面测量系统一般在框架网（CP0）的基础上分3级布设，分别为基础平面控制网（CPⅠ）、线路平面控制网（CPⅡ）和轨道控制网（CPⅢ）。CPⅢ控制点布设于线上，以便轨道施工和精调，且要求每隔约600m联测一个上级控制点，而线下的CPⅠ、CPⅡ控制点因遮挡很难被全站仪观测到，因此为满足CPⅢ的观测需求，通常在线下工程完工并通过沉降评估后再将CPⅡ控制点加密至线上。一般桥梁、路基段加密CPⅡ采用GNSS观测，隧道段采用导线或自由测站法观测。桥梁段加密点左右交替设置在固定支座上方的防撞墙上，路基段加密点沿线路左右交替布设在限界内便于CPⅢ控制网联测的位置，隧道段加密点设置在电缆槽顶面，这样既有利于点位的保护，又便于CPⅢ控制网的联测。
结束语
综上所述，全球卫星定位系统（GNSS）是目前广泛应用于工程测量的先进技术之一，具有诸多应用优势，例如定位准确、测量精度高、操作简单、便于携带以及全天候工作等，大大提高了工程测量的效率与质量。随着科学技术的不断发展，全球卫星定位系统（GNSS）的应用也会越来越成熟，系统功能也会逐渐丰富和拓展，适用范围不断扩大，促进技术发展的同时，进一步改善工程测量工作环境和条件，提高整体工作效果。
参考文献
[1]段廷魁.全球卫星定位系统（GNSS）在工程测量中的实践运用探索[J].科技创新与应用,2021(05):182-184.
[2]廖才明,方玉林.如何利用北斗卫星系统和ECDIS实施航道内船位监控[J].中国船检,2020(11):79-85.
[3]王居易.全球卫星定位系统在车辆管理中的运用探讨[J].农家参谋,2020(18):124.
[4]顾和伟.基于卫星定位的远程监控航标灯设计[D].浙江海洋大学,2019.
[5]徐浩,曾芳玲.卫星导航定位P码直接捕获算法研究[J].电光与控制,2018,25(10):57-61.