高角度信號(hào)遮擋區(qū)域GPS測(cè)量控制網(wǎng)精度控制

周瑞卿

(南京信息工程大學(xué)信息與控制學(xué)院,江蘇南京 210044)

高角度信號(hào)遮擋區(qū)域GPS測(cè)量控制網(wǎng)精度控制

周瑞卿

(南京信息工程大學(xué)信息與控制學(xué)院,江蘇南京 210044)

隨著科技技術(shù)的不斷發(fā)展,新型的技術(shù)手段被廣泛的應(yīng)用于社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域。GPS技術(shù)是促進(jìn)工程技術(shù)信息采集的重要的技術(shù)手段,但是在實(shí)際的使用當(dāng)中,信號(hào)可能會(huì)被高山峽谷所屏蔽,限制了GPS的可用范圍。本文針對(duì)高角度信號(hào)遮擋區(qū)域GPS監(jiān)測(cè)控制網(wǎng)精度控制進(jìn)行實(shí)際的研究,并提出合理的精度控制的方法,提高我國(guó)GPS檢測(cè)精度。

信號(hào)遮擋 GPS檢測(cè) 精度控制

隨著檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，GPS定位系統(tǒng)已經(jīng)逐漸的出現(xiàn)在社會(huì)工程檢測(cè)項(xiàng)目當(dāng)中，適用范圍的不斷擴(kuò)張，使得高山峽谷對(duì)于信號(hào)的遮擋作用會(huì)造成GPS檢測(cè)出現(xiàn)問題。文章針對(duì)我國(guó)的境內(nèi)的某一處水電站樞紐區(qū)進(jìn)行實(shí)際的研究，并且該區(qū)域的地勢(shì)較為復(fù)雜和陡峭，通過(guò)對(duì)于該區(qū)域的實(shí)際信號(hào)的研究，分析增強(qiáng)信號(hào)以及提升數(shù)據(jù)質(zhì)量的辦法。

1 提高數(shù)據(jù)采集的質(zhì)量方法

1.1 該項(xiàng)目測(cè)量的主要問題

在進(jìn)行項(xiàng)目檢測(cè)的過(guò)程中，對(duì)于該水電站進(jìn)行實(shí)際的檢測(cè)過(guò)程中，由于地勢(shì)的問題以及制備的覆蓋面積的影響，使得在實(shí)際的檢測(cè)過(guò)程中GPS技術(shù)面臨著相應(yīng)的難題。

第一，在屬牛當(dāng)中的控制點(diǎn)不能夠準(zhǔn)確的避開陡峭峽谷的信號(hào)遮擋，并且由于制備的覆蓋面積廣闊，導(dǎo)致GPS信號(hào)在實(shí)際的接受對(duì)空信號(hào)的過(guò)程中，實(shí)際的信號(hào)傳輸出現(xiàn)危險(xiǎn)，導(dǎo)致信號(hào)遮擋面積過(guò)大，影響精準(zhǔn)的測(cè)量。

第二，該項(xiàng)工程的實(shí)際建設(shè)地點(diǎn)是森林的保護(hù)區(qū)，樹木嚴(yán)禁看法。這就導(dǎo)致了該項(xiàng)目工程的實(shí)際監(jiān)測(cè)點(diǎn)檢測(cè)受到限制，衛(wèi)星在實(shí)際的成像過(guò)程效果相對(duì)較差。同時(shí)對(duì)于觀測(cè)衛(wèi)星對(duì)于信號(hào)控制點(diǎn)的檢測(cè)受到影響，使得對(duì)于整個(gè)項(xiàng)目的數(shù)據(jù)采集受到影響，信息采集不能夠精準(zhǔn)準(zhǔn)確[1]。

1.2 實(shí)際的數(shù)據(jù)采集結(jié)果

對(duì)于項(xiàng)目的實(shí)際的檢測(cè)過(guò)程中，控制網(wǎng)的觀測(cè)過(guò)程出現(xiàn)了相應(yīng)的問題，下面通過(guò)實(shí)際的檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。主要對(duì)于實(shí)際觀測(cè)衛(wèi)星檢測(cè)結(jié)果GS030842以及GS050725進(jìn)行實(shí)際的情況觀測(cè)，并進(jìn)行實(shí)際的分析通過(guò)對(duì)于實(shí)際的檢測(cè)結(jié)果與數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)際的計(jì)算，可以看出，在實(shí)際的運(yùn)行的過(guò)程中。GS03在實(shí)際的數(shù)據(jù)采集的過(guò)程中，僅能夠收集到四顆衛(wèi)星的實(shí)際數(shù)據(jù)，并且在實(shí)際的數(shù)據(jù)采集過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)中斷的現(xiàn)象，導(dǎo)致數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確性。同時(shí)GS05進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的過(guò)程中，信號(hào)的接受以及信號(hào)的采集同樣的出現(xiàn)中斷的現(xiàn)象，不能夠提供實(shí)際完整的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集與檢測(cè)，不能夠完成實(shí)際的計(jì)算模式。

圖1 衛(wèi)星跟蹤記錄數(shù)據(jù)

通過(guò)對(duì)于數(shù)據(jù)的采集能夠發(fā)展，在進(jìn)行實(shí)際的采集過(guò)程中，該項(xiàng)目當(dāng)中的北部區(qū)域受到嚴(yán)重的遮擋，導(dǎo)致信號(hào)的采集的準(zhǔn)確性受到影響。同時(shí)在進(jìn)行地點(diǎn)選擇的過(guò)程中，應(yīng)該按照理想的方式進(jìn)行實(shí)際的工作的開展。該工程當(dāng)中的南部區(qū)域地勢(shì)較為平坦，對(duì)于數(shù)據(jù)的采集以及信號(hào)的檢測(cè)會(huì)相對(duì)的準(zhǔn)確。同時(shí)應(yīng)該對(duì)于該區(qū)域進(jìn)行遮擋區(qū)域的實(shí)際研究，實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星運(yùn)行圖運(yùn)行路線的最優(yōu)化策略，判斷出衛(wèi)星實(shí)際運(yùn)行最好的時(shí)間段以及運(yùn)行過(guò)程中最好的采集數(shù)據(jù)的效果。經(jīng)過(guò)實(shí)際的位置的檢測(cè)，以及控制點(diǎn)的選擇，明確了整個(gè)控制網(wǎng)的分布情況。并且在實(shí)際的衛(wèi)星活動(dòng)的區(qū)域布置控制點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性。通過(guò)對(duì)于實(shí)際各個(gè)控制點(diǎn)的控制手段，通過(guò)GS03以及GS05的再次觀測(cè)，進(jìn)行實(shí)際的數(shù)據(jù)的檢測(cè)，必對(duì)結(jié)果。數(shù)據(jù)采集狀況如下圖1所示。經(jīng)過(guò)再次的檢測(cè)，相對(duì)于上一次的數(shù)據(jù)的采集，這一次的數(shù)據(jù)較為準(zhǔn)確，說(shuō)明這個(gè)方法可行[2]。

2 提高采集數(shù)據(jù)的處理精度

2.1 提高基線結(jié)算精度

在進(jìn)行實(shí)際的結(jié)算的過(guò)程中，極限結(jié)算是指在GPS當(dāng)中，理應(yīng)具體的觀測(cè)值進(jìn)行計(jì)算，并通過(guò)相應(yīng)的計(jì)算模型進(jìn)行同步觀測(cè)點(diǎn)之間的向量計(jì)算模式，最終實(shí)現(xiàn)觀測(cè)結(jié)果的實(shí)際計(jì)算。在進(jìn)行基線計(jì)算的過(guò)程中，人為控制的計(jì)算內(nèi)容主要的體現(xiàn)在以下的幾個(gè)方面。主要是調(diào)整衛(wèi)星高度截止角、調(diào)整采樣間隔、提高基線起算點(diǎn)精度以及改變基線結(jié)算參考衛(wèi)星等方式進(jìn)行實(shí)際的計(jì)算。在進(jìn)行采集數(shù)據(jù)的過(guò)程中，人文控制因素也是控制采集精準(zhǔn)度的重要的體現(xiàn)。在進(jìn)行實(shí)際的調(diào)節(jié)過(guò)程中，衛(wèi)星高度截止角控制為15°，采樣的間隔時(shí)間是16秒，對(duì)于參考衛(wèi)星數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)際的選擇，應(yīng)該選用觀測(cè)數(shù)據(jù)較為準(zhǔn)確并且數(shù)據(jù)采集實(shí)踐較長(zhǎng)的衛(wèi)星為參考衛(wèi)星，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。在起算點(diǎn)的實(shí)際的選擇中，應(yīng)該重視起算點(diǎn)坐標(biāo)的準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)誤差的最小化。對(duì)于基線計(jì)算的實(shí)際過(guò)程中，通過(guò)精密星歷進(jìn)行實(shí)際的解算開展，通過(guò)平均值的方式進(jìn)行實(shí)際的結(jié)算工作的開展。

2.2 提高平差精度

提高平差精度是在高角度信號(hào)遮擋區(qū)域GPS測(cè)量控制網(wǎng)精度控制當(dāng)中的重要的組成部分，并且是提升精度的重要的方式之一。在這一措施的實(shí)際實(shí)施當(dāng)中，人工干預(yù)主要的體現(xiàn)在二維無(wú)約束的平差環(huán)節(jié)當(dāng)中。對(duì)于該水電工程當(dāng)中主要的使用平差方式是單點(diǎn)計(jì)算，實(shí)際投影采用的是高斯的投影法，經(jīng)過(guò)實(shí)際的子午線測(cè)量以及控制網(wǎng)的實(shí)際邊長(zhǎng)進(jìn)行尺度比的計(jì)算，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的程度。

在進(jìn)行平差精度計(jì)算的過(guò)程中，控制投影區(qū)域的中央子午線之分重要，通過(guò)大地的坐標(biāo)實(shí)現(xiàn)子午線的精準(zhǔn)的控制以及被測(cè)區(qū)域的選擇。使得其成為對(duì)稱的投影的方式進(jìn)行實(shí)際計(jì)算的開展。經(jīng)過(guò)這樣的投影面高程值計(jì)算，才能夠保證計(jì)算的準(zhǔn)確性[3]。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在實(shí)際高角度遮擋區(qū)域GPS測(cè)量控制網(wǎng)精度控制有著重要的意義，完善測(cè)量的精準(zhǔn)程度對(duì)于實(shí)際工程的開展有著促進(jìn)作用。在實(shí)際的數(shù)據(jù)采集以及測(cè)量的過(guò)程中，應(yīng)該重視對(duì)于高角度信號(hào)遮擋進(jìn)行實(shí)際的處理，通過(guò)人工控制實(shí)現(xiàn)測(cè)量誤差的最小化，有效的解決GPS信號(hào)覆蓋問題。

[1]汪亮.南水北調(diào)中線GPS精密控制網(wǎng)復(fù)測(cè)的研究[D].西安科技大學(xué),2013.

[2]洪劍,王朔.淺析海島水運(yùn)工程控制測(cè)量技術(shù)[J].港工技術(shù),2013,10(02)：170-174.

[3]孫文君,熊先鋒.淺談平面控制網(wǎng)精度控制措施[J].中國(guó)水運(yùn)(下半月),2011,11(11)：242-243.