GPS靜態測量

伴隨着信息技術和數字化技術的深入發展，在實踐中得到了廣泛應用，測量技術和空間科學取得了前所未有的進步和發展。其中，GPS技術具有精準、快速、高效和全天候等顯著的特點，已經被應用到了現代社會經濟中的很多領域中，尤其是在軍事、交通、測量等方面和領域取得了顯著的成效，凸顯了重要的應用價值。在工程測量和城市中，靜態GPS測量技術受到了廣大測繪工作者的普遍歡迎和信任，日益成為了城市工作中的一個重要的技術。

GPS相對定位原理，是以若干台的GPS接收機來跟蹤GPS衞星信號，就所觀測的載波相位觀測的數值，使用求差的方法，從而得出各個觀測站之間的基線向量也就是座標差。再以已經知道的基線向量和座標來對其他各個觀測點的座標進行計算。使用這種GPS相對靜態的定位方法不僅可以消除誤差，還能大幅削弱誤差，比如對流程延遲、電離層延遲和衞星種差等這些誤差，所以獲得的位置是相對精度很高的。可以將GPS相對定位分為動態相對定位和靜態相對定位兩種，在實際的控制測量工作中，靜態相對定位獲得了廣泛應用 ^[1]  。

GPS靜態測量是利用測量型GPS接收機進行定位測量的一種，如《GPS接收機定位原理圖》所示。主要用於建立全球性或國家級大地控制網，建立地殼運動監測網、建立長距離檢校基線、進行島嶼與大陸聯測、鑽井定位及精密工程控制網建立等。進行GPS靜態測量時，認為GPS接收機的天線在整個觀測過程中的位置是靜止，在數據處理時，將接收機天線的位置作為一個不隨時間的改變而改變的量，通過接收到的衞星數據的變化來求得待定點的座標。在測量中GPS靜態測量的具體觀測模式是採用兩台（或兩台以上）接受設備，分別安置在一條或數條基線的兩個端點，同步觀測4顆以上衞星，每時段長45min至2h或更多。基線的定位精度可達5mm+1×10^-6.D，D為基線長度（km）。測量時，所有已觀測基線應組成一系列封閉圖形，有助於進一步提高定位精度 ^[2]  。

傳統的測量技術已經日益無法滿足現代信息社會的要求。比如在較大的範圍內測量要利用傳統的技術和設備進行測量會有很多轉點，有誤差，還會造成時間和人力的浪費，使資源沒有得到最大限度的利用。因此，在現實的靜態GPS測量中，需要在這幾個方面尤其注意。

為了使衞星信號有所保證，在監測站的選擇上要選擇那些視野比較開闊，最好是高度角有十五度以上的，不要有成片的遮擋物和障礙物的區域，比如高層建築。在監測站的大面積選擇上最好是遠離平靜的水面，一些大功率的無線電信號的發射源、山坡和高壓輸斷線等一些信號反射物，這樣可以來消除和削弱多路徑的誤差。另外，為了方便觀測，還需要考慮一些地質條件比較好和交通便利的因素，這些都是重要的考慮因素。

靜態GPS基線，是向量網的等級來依據相應的國家規範和測量標準，按照各個行業的測量任務和規範來決定等級的。採用多形邊網具有很大的優點，比如工作量會相應減少很多，節約了時間和人力，只需要對多邊形的邊數加以控制就可以，而且多邊形網具有一定的幾何強度。這種觀測作業的方式，就是在觀測時對相鄰的同步的圖形之間進行單邊連接，這樣一來，當有儀器共同作業時，就會觀測到一定時段的一個數據，有很好的作業效平和圖形強度。

在已經選好的觀測點上安裝好一定的GPS接收機，這樣採取的觀測是分為兩個時段的，觀測一小時後到第一時段告一段落，再檢查對中、整平的再次測量，去天線高和開機前所取得天線高作一比較，兩次比較的高度誤差不能大於3mm ^[1]  。

1、靜態GPS 測量站之間不需要通視

很多測量站間是需要通視的，相較而言，GPS測站間就不需要通視，這是GPS定位的一個顯著的優點。這是因為，要保持很好的通視條件，要保障好則量控制網的圖形良好，這都是以往傳統的測量技術棘手的問題，是比較突出的矛盾。但是GPS測量由於不要求測量站之間相互需要通視，因此，在點位的選擇方面自由度很高，方便靈活操作，這樣就使得控制網的圖形有了良好的保障。

2、靜態GPS定位的精準度高

在短距離測量中，靜態GPS定位的精度可以以毫米級來計算，是在15km之內的短距離。而中長距離，一般是幾十千米甚至是幾百幹米的範圍內，測裏的相對精確度可以達到10^-7~10^-8。這是比以往的測量技術高出了很多的精確準度，由此可見，使用GPS定位的精準度是很高的，具有突出的優點。

3、能夠進行全天候的作業

由於GPS衞星的定位數目很多，並且分佈很均勻，因此這樣可以保證任何地點和任何時間都能進行連續的觀測。這樣就可以保障很好的三位定位，而且一般也不會變到天氣交化所帶來的影響：

4、GPS測量技術容易操作

GPS接收機是自動化程度很高的設備，一般在外業觀測中僅需要對整平、中、量取天線高，開機後需要設置參數，至於其他的只需要工作儀器自己完成，這是一台具有很高的工作效率的設備和機器，體現了自動化技術和數字化技術在實際中得到了很好的運用：GPS測量還能提供精確度很高的測定的測站點三維座標。

5、所需要觀測的時間短

伴隨着GPS測量技術的發展和完善，靜態的GPS相對測量只需要30min左右的時間，動態的GPS定位技術則更短，只需要幾分鐘甚至數秒鐘的時間即可以實現高達釐米級，甚至是毫米級的精確度，具有極高的效率 ^[1]  。