趙永剛
摘要:隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展,GPS技術(shù)在許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用,例如航空領(lǐng)域、導(dǎo)航領(lǐng)域、工程領(lǐng)域等。在工程技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用,主要是為了提高測量的精度和準(zhǔn)度,對高程誤差進(jìn)行修正。本文將從GPS技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用出發(fā),分析它的應(yīng)用現(xiàn)狀和經(jīng)常出現(xiàn)的一些問題,提出相應(yīng)的解決策略,提高測量技術(shù)的質(zhì)量,從而保證工程質(zhì)量。
關(guān)鍵詞:工程測量;GPS控制;測量平面;高程精度分析
1.工程測量中GPS技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀
在我國的工程項(xiàng)目建設(shè)中,GPS技術(shù)有著廣泛的應(yīng)用,例如在路橋工程建設(shè)中測量技術(shù)中的應(yīng)用等。它具有多方面的技術(shù)優(yōu)勢,測量效率高、定位非常快。準(zhǔn)確性高。在我國工程建設(shè)中發(fā)揮了重要的作用,尤其是在野外進(jìn)行勘察時(shí),采用便攜式的GPS設(shè)備,非常方便實(shí)用,加強(qiáng)了測量工作的可操作性。在一般情況下,該技術(shù)主要是通過衛(wèi)星定位技術(shù)和遙感技術(shù)來進(jìn)行技術(shù)操作的,因此在測量中要考慮衛(wèi)星的運(yùn)行軌道和信號的接收情況,但是這個(gè)方法在測量高程的時(shí)候,由于大氣層中的干擾因素比較多,會(huì)對信號的接收產(chǎn)生一定的影響,直接了測量結(jié)果的準(zhǔn)確性,
2.工程測量技術(shù)中GPS技術(shù)產(chǎn)生誤差的一些原因
2.1GPS大地高的測量精度
只有得到精準(zhǔn)的GPS測量數(shù)據(jù),才有可能推出精準(zhǔn)的大地高的數(shù)據(jù)。通常情況下,影響大地高測量精準(zhǔn)度因素有以下幾種:衛(wèi)星鐘差、相對論效應(yīng)等;與信號相關(guān)的誤差有對流層延遲、電離層延遲、多路效應(yīng)等:與接受設(shè)備有關(guān)的誤差有天線對中誤差、整平誤差、量取天線高產(chǎn)生的誤差等;在有已知坐標(biāo)的影響下,選擇會(huì)產(chǎn)生誤差的模型,直接影響最終的測量處理數(shù)值。所以在利用該數(shù)據(jù)進(jìn)行靜態(tài)測量時(shí),要保證控制網(wǎng)各網(wǎng)點(diǎn)定位的準(zhǔn)確性,保證接收設(shè)備的數(shù)量,滿足測量的要求。同時(shí)測量方法也要使用到位,明確衛(wèi)星的截止高度角和天線的具體高度,對這些因素的嚴(yán)格要求在一定程度上會(huì)減少誤差,提高測量的精準(zhǔn)度。
2.2公共點(diǎn)幾何水準(zhǔn)測量精度
通常情況下,在進(jìn)行測量結(jié)果的匯總時(shí),進(jìn)行大地高和高程異常值的差值,從而得到正常的數(shù)值。通過數(shù)學(xué)擬合的形式,進(jìn)行一定的計(jì)算,可以得到高程異常值,并且數(shù)值與大地高和相應(yīng)的水準(zhǔn)高程測量值的差值有關(guān)系。因此,在實(shí)際的測量中,要注意大地高和相應(yīng)的水準(zhǔn)高程的測量,要注意水準(zhǔn)測量點(diǎn)起算點(diǎn)的精確度,嚴(yán)格水準(zhǔn)測量的精度等級,符合測量技術(shù)要求的標(biāo)準(zhǔn),從而提高整個(gè)的測量質(zhì)量。
2.3GPS高程擬合的方法
高程異常是通過大地高和正常高的差值確定,該數(shù)值經(jīng)過高程擬合,得出似大地水準(zhǔn)面。通過采用合理的結(jié)算方式,解出未知點(diǎn)的高程異常,這是高程擬合方法的基本應(yīng)用。相對而言,傳統(tǒng)的測量方式對精度的測量還是有一定優(yōu)勢的,但是測量的工程量過大,耗費(fèi)的工作時(shí)間長,設(shè)備攜帶不方便。對于一些施工環(huán)境比較復(fù)雜的地區(qū),進(jìn)行傳統(tǒng)的測量很耗費(fèi)精力、財(cái)力,拖延了施工進(jìn)程。GPS技術(shù)可以減少工作量,用水準(zhǔn)測量的方式進(jìn)行一部分的高程檢測,可以通過這些高程測量的數(shù)值,進(jìn)行高程擬合,得出其他部分的高程值。
3.提高GPS高程測量精準(zhǔn)度的措施
3.1選擇高精度的GPS接收儀
在實(shí)際測量中,信號的傳輸和接收質(zhì)量是非常重要的,是進(jìn)行數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)。對于一些精準(zhǔn)度不是很高的接收儀器來說,對各種信號的感知能力差,敏感程度低,造成對信號的分類處理不明確,信號接收的不全面,這會(huì)對最終的結(jié)果產(chǎn)生很大的影響。尤其是在施工環(huán)境比較復(fù)雜的地區(qū),干擾因素比較多,產(chǎn)生的磁場會(huì)直接影響接收設(shè)備的工作。所以,要選擇高精度的接收儀器,能夠?qū)π盘柈a(chǎn)生精密的處理和分類,對于不同的信號能夠進(jìn)行甄別。選擇有用的信息,消除干擾信號,從而提高測量的精度。
3.2選擇合適的天氣
GPS技術(shù)的應(yīng)用,對天氣條件比較敏感。在實(shí)際的操作中。天氣條件是個(gè)不確定的因素,需要進(jìn)行防控。大氣中的對流層會(huì)產(chǎn)生各種類型的干擾因素,產(chǎn)生輻射和磁場。空氣對流比較嚴(yán)重,風(fēng)比較大的天氣,干擾因素愈加強(qiáng)烈,對信號接收來說更加困難,即便是接收到信號,也會(huì)造成信號的失真。所以,在進(jìn)行工程測量中,一般要選擇天氣條件比較好的狀況下進(jìn)行施工,減少外界干擾,保證信號接收工作正常進(jìn)行。
3.3對電離層進(jìn)行修正
電離層會(huì)對衛(wèi)星信號產(chǎn)生吸收、反射、折射的作用,導(dǎo)致接收儀器接收到的信號容易產(chǎn)生一定的偏差,在實(shí)際的測量中,要采用各種合適的觀測而方式對電離層進(jìn)行修正。第一,多頻觀測。指的是在同一個(gè)地點(diǎn)對多個(gè)偽距進(jìn)行測量,然后根據(jù)在不同頻率下,測量的數(shù)值存在一定的折射率差異,然后根據(jù)出各種差異進(jìn)行修正。第二,建立電離層模型。在使用單頻進(jìn)行測量時(shí),一般可以采用電離層模型進(jìn)行修正,可以將實(shí)際測得的數(shù)值與電離層模型中的參數(shù)進(jìn)行比對,根據(jù)出現(xiàn)的差異進(jìn)行修正。第三。采用同步觀測的方式,在同一個(gè)測量地點(diǎn),可以設(shè)置多個(gè)接受儀器,通過兩者基線觀測的差值對電離層進(jìn)行修正,保證后期測量工作的精確性。
3.4合適的高程擬合模型
在該技術(shù)的應(yīng)用中,高程擬合的方法比較常用,所以要選擇合適的高程擬合模型。由于涉及到大量的計(jì)算,所以要提高數(shù)學(xué)計(jì)算的精度,可以采用平面擬合、二次曲面擬合等方式,其中二次曲面擬合方式計(jì)算精度相對較高,能夠減少誤差,但是也會(huì)受地形條件的限制。因此在操作中,要根據(jù)實(shí)際需要選擇合適的方法,保證測量的精準(zhǔn)度。
4.結(jié)語
GPS技術(shù)的應(yīng)用,改善了傳統(tǒng)測量方式的弊端,提高了工作效率。但在高程測量等方面還存在一定的不足,需要加以改進(jìn),提高測量的精準(zhǔn)度,保證工程的質(zhì)量。