GPS 靜態測量在控制測量中的應用

■黃小華，曾 龍 ■江西省地質礦產勘查開發局物化探大隊，江西 南昌 330002

以往在外業觀測過程中采取傳統的測量方法存在較多的問題，如測量精度偏低、測量工作量大等。而GPS 靜態測量很好地借助了GPS技術，使得外業測量的精密度得到有效提高，同時避免了測量難等問題。本文將對該技術進行分析與探究。

1 GPS 靜態測量簡要概論

對于GPS 靜態測量而言，主要對測量型GPS 接收機加以應用，進一步完成定位測量。在全球性控制網與國家級大地控制網的構建當中，GPS 靜態測量具有廣泛的應用價值。同時，對于地殼運動監測網以及鉆進定位的建立，其應用價值也非常顯著?；贕PS 靜態測量過程中，將GPS 接收機的天線處于觀測期間是靜止的。針對數據進行處理過程中，把接收機天線的方位視為不會跟隨時間的變化而產生變化的量，主要將所接收的衛星數據的變化情況作為依據，進一步對待定點的坐標進行求解?；诰唧w測量過程中，將2 臺或者超過2 臺的接收設備作為觀測的有效憑據。其接收設備主要在1 條基線或者多條基線的2 個端點位置加以安裝，對數顆衛星進行觀測，并且其觀測是同步進行的。另外，基于測量過程中，需將全部已經觀測都的基線形成有秩序的封閉圖形，以此使定位的精度得到有效提升。

2 GPS 靜態測量在控制測量中的實際應用分析

以某地實訓基地GPS 靜態測量作為例子，下面本人就GPS 靜態測量在此項工程控制測量過程中的具體應用進行論述:

2.1 外業的選點及觀測

在外業GPS 測量工作當中，觀測是尤為重要的一個環節。在平面連接測量過程中，主要應用了GPS 接收機進行靜態相對定位模式的測量;其中，GPS 接收機共有5 臺。然后以《GPS 規范》當中的E 級網標準為依據，確保整體GPS 準則的規范性。上述提及的5 臺接收機均為雙頻模式，并且無論在數量上還是精準度上都與E 級GPS 測量相符合。GPS 觀測網主要由兩部分組成:其一為基準點，共2 個;其二為山南新區，共13 個點。其選點及觀測的主要內容如下

(1)在選點過程中，需充分考量幾大內容:首先，所選取的每一個點倘若能夠和某一點通視，則能夠為后面測量的優化提供保障依據。其次，對于選點來說，其周圍高度角超過15°需控制障礙物，以此使信號的穩固得到有效保障。再則，選點位置需與高壓電線保持一定距離，同時與大功率無線電發射源也需保持一定的距離，進而使信號遭遇電磁場干擾的現象得到有效避免。最后，需將交通便利、空間延展性良好以及存儲方便的位置作為選點的具體位置，以此為觀測提供有效保障?；谶x點完成之后，需對選點的相關信息，如方位、周圍環境以及優勢等進行詳細記錄。

本項目所在區域都將道路中心位置作為選點處，每一個測站基于空間上均顯得較為寬闊。在所選取的點位附近兩百米內沒有高壓輸電線及大功率無線電發射設施存在，以此使各類電磁波對GPS 衛星信號產生的干擾得到有效減弱。

(2)觀測。將監測網布置完善之后，將以上提及的GPS 接收機投入應用，將GPS 接收機安裝在已經選取完備的觀測點當中，進一步基于中、整平以及量三方面做好天線高的選取工序，2 個方向量之間的差距需≤3mm，然后采取開機測量措施，將采樣間隔時長控制在5 秒鐘，將衛星截至高度角控制在10°。在對數據進行觀測過程中，投入應用的5臺接收機需進行同步記錄。除此之外，在觀測過程中，需將中海達隨機軟件HDS2003 作為數據處理的軟件，進一步對數據處理過程加以規范:其一，起始階段，進行數據的傳輸，把接收機所觀測的數據向計算機系統中傳輸。其二，進行格式轉換，主要將所采集的原始數據格式向RINEX 格式轉換。其三，進行基線解算。在基線解算過程中，主要應用到廣播星歷，從而使基線向量解求解出來。其四，對所獲取的基線解算是否合格進行判定，倘若不合格，則重復上述操作;倘若合格，則經網平差將最終成果輸出，或者經網平差再經約束平差，最后將最終成果輸出。

3 有關GPS 靜態測量在控制測量中應用的幾點理性思考

3.1 傳統測量技術與GPS 靜態測量優劣比較

現代社會在測量方面提出了越來越高的要求，比如需要滿足便捷性及高效性等。顯然，傳統測量技術難以滿足這樣的高標準及高要求。例如:對于地域范圍大的測量，采取傳統全站儀進行測量，在面對很多轉折點的情況下，不但會浪費大量的時間，還會造成較大誤差。倘若采取GPS 靜態測量，在通過強有力的GPS 數據處理軟件對相應的數據加以處理之后，便能夠使所測量的數據的精度大大提升。兩者相比，GPS靜態測量無論是在便捷性還是高效性方面，均具備顯著優勢。不單單局限于測量上，在其他領域，如國土監測等，采取GPS 靜態測量技術，也有顯著價值作用;尤其是在3S 技術(GPS、GIS、RS 三種技術)融合的情況下，使得國土監測的工作效率大大提升。不但能夠實現動態監測，而且還對耕地起到了保護作用。上述優勢，都是傳統測量技術所不具備的。因此，鑒于GPS 靜態測量具備多方面的優勢，便可以將其合理、科學地應用到控制測量項目當中。

3.2 基于控制測量中GPS 靜態測量存在的缺陷及解決措施

在上述分析中，我們了解到GPS 靜態測量的諸多優勢。與此同時，GPS 靜態測量也存在一些缺陷，主要體現在誤差方面。經研究證實:衛星信號的傳播過程、GPS 衛星信號的傳統過程以及地面接收設備等均會有誤差產生。倘若是進行高精度的GPS 測量，則還需要考慮除上述因素以外的其他因素，如地球潮汐因素、符合潮因素等。要想使GPS 測量的精準度得到有效提升，合理科學地處理周跳是極為關鍵的。從整體層面來說，采取一些方法是可以使控制測量中GPS 靜態測量存在的缺陷實現有效控制的。例如參數法、回避法等。以參數法為例，主要指的是對參數估計方法加以應用，進而把系統性偏差求解出來。另外，還可以對誤差改正模型加以構建，進而對模型加以應用，從而實現對觀測值的改進。

4 結語

通過本文的探究，認識到GPS 靜態測量與傳統測量技術比較，具備多方面的優勢。在控制測量過程中，科學、合理地應用GPS 靜態測量，能夠保證測量的便捷性及高效性，進一步使測量質量得到有效提升。與此同時，由于測量誤差是難以避免的，為了使測量誤差得到最大限度的控制，可采取參數法、回避法以及借助誤差改正模型等方法。從整體層面而言，GPS 靜態測量在控制測量中價值作用顯著，值得推廣應用。

［1］葉文龍，熊牧野.芻議控制測量中GPS 靜態測量的應用［J］.江西建材，2014，18∶228.

［2］杜菊平.工程控制測量中GPS 技術的應用［J］.山西交通科技，2015，01∶11-12.