摘 要：近年来随着科学的快速发展，传统测量技术也在逐步的被新的技术所替代，GNSS测量技术就是代替了传统测量技术之一，现如今GNSS测量技术发展较快，并且在实际的应用中也取得了较好的成果，当前的技术能够准确的为工程建设提供精准的数据，且GNSS测量技术还具有自动化程度，使用起来办事效率高，精度准确，对操作人员的数量要求低，这是它与传统测量的差别，所以现GNSS测量技术的使用是普遍性的是完全能够去满足常会的测量要求，而且还能降低施工的成本投入。该文从GNSS测量技术入手，并进-步对GNSS测量技术在工程测量的中应用进行了具体的阐述。
关键词：GNSS网；全球定位系统；约束平差；GNSS静态定位测量
前言
导航在人类历史中扮演着一个比较重要的角色，无论是从最初的天文导航（即借助于星象角度实现导航），到中国古代时期发明的司南和指南针，还是近现代时期随着航海技术发展而出现的六分仪、陀螺仪，到无线电导航等，其本质都在于如何在不能明确自身位置的情况下通过外界的手段来找回位置，但是由于使用条件的限制以及现代高科技技术的发展，古老的导航工具显然已经不能够适应现在的需求。
20世纪20-30年代，从航海和航空领域的无线电导航发展开始，以及雷达导航的相继出现，证明了地理信息开始对导航发展越发重要，再到人造地球卫星的成功发射，使得卫星导航的出现以及发展成为了必然趋势。现代全球卫星导航系统（Global Navigation Satellite System，简称GNSS）是全球利用卫星实现导航定位功能的系统的总称，目前为止，做到覆盖全球的卫星导航定位系统主要有四个，分别是美国的GPS，欧盟的Galileo，俄罗斯的GLONASS以及中国的BDS，除此之外还包含着区域性地基和空基增强系统，如美国的广域增强系统（Wide Area Augmentation System，简称WAAS），日本的准天顶卫星系统（Quasi-Zenith Satellite System，简称QZSS）和欧盟的欧洲近地导航重叠系统（European Geostationary Navigation Overlay System，简称EGNOS）等。
姿态测量作为一种广泛应用于航空、航海及雷达测量等领域的一种技术，在卫星导航系统技术不断发展并日趋成熟之后得到了更加广泛的关注。在GPS出现之前，更加早期的姿态测量技术主要依靠惯性导航系统（Inertial Navigation System，简称INS）进行实现，通过传感器的惯性特性来求取并反映载体的位置、速度以及姿态等信息，主要包括一些陀螺仪和加速度计，但由于只受到传感器本身的物理特性的影响，具有完全的隐蔽性和自主性，因而获得的姿态信息的精度比较高，适用范围也比较广，但是由于该系统导航信号在时间上具有连续性，使得其最为突出的问题就是误差会随着时间进行积累，直接影响姿态测量信息的持续精度，并且考虑到惯性器件本身一般体积较大、结构复杂、造价高昂、初始化及后续操作处理比较复杂，因而在原有的基础上想要再提高姿态测量的精度比较复杂。
近年来，随着GNSS技术的发展以及载波相位差分技术的解算精度的提高，使得基于INS的姿态测量有了新的发展方向，相比较INS而言，GNSS能够提供全天候高精度的观测数据，除了设备体积小便携、功耗低、成本低、无需初始化及操作比较简单之外，更是避免了误差随时间进行积累，因而基于GNSS技术的姿态测量得到了快速的发展，并且随着载波相位差分技术的出现和技术发展，使得通过差分技术处理就可以很大程度上消除卫星信号在传播过程中的一些误差，例如大气延时误差，卫星和接收机钟差等等，大大提高了姿态测量的精度和姿态信息的可靠性。
GNSS测量通过接收卫星播发无线电信号和接收机接收信号进行处理来完成的，一定程度上，观测卫星数量越多，得到的测量精度也就越高。由于测量的精度会受到观测环境以及接收设备的精度等客观条件影响，因而在保证精度可以提高的前提下，适当提高接收设备精度，选取更加适宜的观测环境是有必要的。此外，除了提升硬件条件，还可以通过多系统的组合实现不同系统之间的相互补充和融和，例如通过不同卫星导航系统的组合，如GPS/BDS，或者卫星导航系统和惯性导航系统的组合，如GPS/INS，BDS/INS等，来达到姿态测量系统功能上最优。从长远来看，随着我国BDS在全国范围内的信息覆盖，基于GNSS技术的姿态测量会成为必然趋势。
第一章 地籍测量技术概述
地籍测量具有较强的专业性，为满足土地管理工作的需要，其成果需具备较高的精度；由于地籍测量数据具有一定的法律效力，所以地籍测量的成果资料必须具备真实性；同时应对地籍测量成果资料进行及时更新，保证数据资料的时效性。现阶段主要采用的测量方法有：
1.1 GNSS 测量技术
全球导航卫星系统（global navigation satellite system, GNSS）测量技术是目前地籍测量中使用最广泛的测量技术，是“卫星测时测距导航/全球定位系统”的简称。是由美国国防部批准开发的一套以卫星为基础的具有全能性，全球性、全天候、连续性和实时性的导航定位和定时功能的无线电导航定位系统，它具有良好的抗干扰和保密性，能为用户提供精密的三维坐标，速度和时间，GNSS技术在大地测量工程测量.导航定位等方面得到了广泛的应用。
该方法已经覆盖大部分测量区域。在GNSS信号正常区域，可依据载波相位差分技术，实时解算出地籍要素的坐标信息，此时待测点的定位精度可达到厘米级。但在实际测量过程中，卫星信号容易受到房屋、树木遮挡。因此，GNSS 测量技术主要用来布设测区范围内的平面和高程控制网，为测区各类地籍要素的测量提供控制依据。
GNSS系统组成：GNSS系统主要包括三大部分：空间部分，地面控制部分和用户设备部分。
空间部分：GNSS卫星星座由21颗工作卫星和3颗备用卫星组成。它们均匀分布在6个倾角为55度的平面轨道上，各轨道面之间的夹角为60度，卫星高度为20200km，卫星运行周期约为12个小时。无论在地球表面的任何地点、任何时刻，在高度角为15度以上，平均都可同时观测到6颗卫星，最多时可达11颗。
地面控制部分：地面监控系统，主控站位于美国本土科罗拉多，能够收集各监测站送来的跟踪数据，计算卫星轨道和钟差参数，并发送至注入站，由注入站转发至各卫星。主控站还起监控站的作用，并能够诊断卫星的工作状态，进行必要的调度。
用户设备部分：-GNSS信号接收机等GNSS信号接收机能够捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号，并跟踪这些卫星的运行，对所接收到的GNSS信号进行交换，放大和处理，再通过计算机和相应的数据处理软件，经过基线解算，网平差等，求出测站点的三维坐标。
1.2 户外数字测量技术
利用全站仪、电子记录簿和专门的图形绘制软件等配套设备组成的户外数字测量技术，在地籍测量中具有较高的应用价值。在通视条件良好的区域，全站仪能够高精度、快速的测量出角度、距离以及高度信息。由于全站仪是利用光学原理进行测量的，所以在通视条件不好的区域，在测量路径上存在地势起伏或者障碍物，则需变换控制点进行测量。另外，由于地籍的碎部测量众多，采用全站仪进行测量时需要频繁设站，严重降低了测量效率[8]。
1.3 数字摄影测量和遥感技术
数字摄影测量和遥感技术是目前地籍测量中应用比较广泛的技术。数字摄影测量，通过在飞机上安装的高分辨率摄像机，对设定的测量区域进行全面的拍摄，能够一次性获取较大范围多种比例尺的空间地理信息图。但由于受区域航空管制多、天气影响大、费用高等因素，实际应用普及率低。
遥感定位技术，通过在卫星、飞机等空间运载平台上安装电子、光学等远距离探测仪器，探测远距离目标的电磁波特性，通过对探测到的信息进行修正识别，实现对目标的定位。但是遥感技术和 GNSS 测量技术相类似，电磁波信号在传播的过程中容易受到干扰，因此存在测量盲区，另外遥感技术还存在费用高、周期长和安全性差等特点。因此，在目前的地籍测量中，通常采用对数字摄影测量和遥感技术进行优势互补，使得地籍测量的精度和准确度进一步提升。
第二章 GNSS测量技术
2.1 GNSS测量
2.1.1 GNSS技术的应用
GNSS工程测量应用中的最新技术，从开始的只有少部分方面会使用，到现在普遍性的使用是因为它比传统测量更加适合使用的特点：①GNSS是全球性都适合使用的，它不受气候环境的影响，不需要通视也可以测量，不受时间的限制，夜间测量也不会影响测量的精度，传统测量既需要通视，又受到了时间上的限制，夜间是不能开展测量工作的，夜间视线模糊测量出来的数据误差较大，通常情况是夜间不开展测量工作。②GNSS的点位测量精度也是可以到达厘米级，而且在使用的方面也是比传统测量要方便很多，这样就大大的提高了工作的效率，并且精度不会受到任何的影响。③GNSS还可以连续高精度的测量，还能随时观看测量的数据了解点位精度，达到了要求的精度就可以结束测量，传统的测量需要是外业工作结束了，在进行内业计算的时候才知道数据是否达到了精度要求，时常会因为在处理野外数据的时候发现精度达不到测区的要求，还需要返侧，GNSS测量技术常用于公路控制测量，矿山测量，地形测量，工程测量等各方面。④GNSS的操作简单一人就能完成测量的任务，减少了人力劳动而且成本还低，常规的测量至少需要二人才能完成效率低成本高，一个测点的测量从开始的架设仪器到完成一个测点的测量最少需要十几分钟才能完成，还需要不断的去搬仪器，架仪器，这是一个非常费力的操作，但是现在使用了GNSS测量基本能控制在一个测点的数据采集也就是1分钟之内就能完成了，同时还能实时知道点位的精度误差，野外的测量结束了只需要通过手簿把数据导出来然后连接蓝牙就能把数据直接输送到了电脑上进行数据的处理。GNSS测量技术与传统的测量方法比起来真的是有太多的优点了，所以GNSS测量技术是社会上普遍的在使用。
2.1.2 GNSS技术基站测量
GNSS实时相位差分，一台接收机固定在已知点上做基准站，基准站是相当于用来做一个信号塔的，它把从卫星上接收到的数据，通过自身的转化最后都通过通讯系统传送到移动站，移动站在接收卫星数据的时候，也是在接收基站的数据，移动站在输入控制点数据后进行校正后，就可以进行数据测量，并且能在手簿上直接显示出来。
第三章 程测量中GNSS技术的具体应用
3.1 在公路测量中的运用现
GNSS测量技术在公路测量中随着时代的发展与进步现在公路的设计也实现了三维模拟化，这样能更加直观的看出设计的效果，一条公路从最开始的规划到施工最后投入使用是需要很长的一段时间，然而测量工作就是在最早的规划时期就开始开展工作了，公路测量的时候需要建立起控制网，确保数据的精准性，公路测量对精度要求是比较高的，误差会直接影响到公路的施工，传统的测量方法因为受到通视要求的影响会直接影响了施工的进度，GNSS是不受时间的影响随时都能开展工作，也没有通视的要求，所以现在公路测量方面还是使用GNSS测量技术比较多，精度也能达到相应的要求。
3.2 矿山测量方面
GNSS测量技术在矿山测量中有很大的优势但是也会存在着不足，在矿山测量由于地形的复杂性，传统的测量是需要在通视的要视线的影响导致测量的数据不够准确，不高效，测量一条剖面一个月都做不下来，工程的进度非常的满，会严重的影响到矿山开采等方面，但是现在利用了GNSS是可以快速提高测量的进度，因为GNSS不要求通视这就大大的降低了测量的难度，并且也更快捷，更高效，精度也是完全能满足了矿山的要求，更精准的数据能够给矿区工程在建设的时候更有效的安全性，不足就是GNSS是在接收卫星的信号时在树木非常茂盛的地方偶尔会在天气不好卫星信号弱会影响GNSS的接收数据，
3.3 GNSS技术在房产测量的应用
房产测量之前是使用着传统方法，随着GNSS测量技术的广泛使用，现在GNSS测量技术也加入到了其中，房产测量是为了保证给土地与房产的管理提供准确的比例尺平面图与房屋测量面积相所以在精度方面也是有着较高的要求，在传统的测量要求是通视，但是是房产的测量就存在了不通视的现象，所以需要不停的搬仪器精度也会受到一定的影响，然而使用GNSS测量就不会有这一项的担心，应为GNSS不要求通视，只是需要在测点上站几秒钟就能得到相应的数据，而且还能看到精度是否符合要求，这样的方法简单方便，成本还降低了并且还能保证了测量的精度，施工的进度也得到了相应的提高，所诉现在GNSS测量技术是非常受欢迎。
总结
GNSS测量技术具备了操作简单，定位精度可以随时看，不要求测量点之间通视，一个人就能使用，对测区的控制范围广因此在工程测量中具备十分关键的作用。鉴于此，无论是在国内，还是在国际上，GNSS测量技术都具备非常大的发展潜力，从而能够推动测量定位技术的飞跃。
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