提高GPS控制平面測量高程精度的措施

倪星航

摘 要：在工程測量中應(yīng)用GPS技術(shù)，有效的提高了工程測量的效率和測量精度。為了更好的發(fā)揮GPS技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢。本文基于提高GPS控制平面測量高程精度的措施展開論述。

關(guān)鍵詞：提高；GPS控制；平面測量；高程精度；措施

中圖分類號：P228 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

引言

GPS控制測量技術(shù)在工程測量應(yīng)用過程中，需要控制好平面測量和高程測量的精度，積極采取有效的措施來保證測量數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性。

1 GPS技術(shù)的主要概念

GPS技術(shù)本身有著非常高的應(yīng)用率，不論在日常生活之中還是在國家大規(guī)模科技研發(fā)項(xiàng)目之中，GPS技術(shù)都是其中十分重要的一項(xiàng)技術(shù)形式。究其原因主要是GPS技術(shù)可以在一整天之內(nèi)持續(xù)展開定位工作，同時(shí)有著很高的精確性以及工作效率。正是這一原因，GPS技術(shù)也被用在礦山測量工作之中。而伴隨GPS技術(shù)的進(jìn)步，對于工作人員自身的綜合素養(yǎng)也有了更高的要求。測量團(tuán)隊(duì)的工作人員必須具備較強(qiáng)的基礎(chǔ)素養(yǎng)，同時(shí)工作效率也要足夠高，從而可以確保GPS技術(shù)本身的作用可以全部發(fā)揮出來，進(jìn)而確保測量工作順利進(jìn)行。2GPS技術(shù)的具體構(gòu)成一般來說，GPS技術(shù)主要可以分成三個(gè)不同的部分，分別是GPS衛(wèi)星星座、地面監(jiān)控系統(tǒng)以及GPS信號接收機(jī)。GPS主要通過互聯(lián)網(wǎng)的方式進(jìn)行定位，以此為基礎(chǔ)創(chuàng)設(shè)網(wǎng)絡(luò)。而對于GPS網(wǎng)絡(luò)而言，其又能分成兩個(gè)部分，分別是外業(yè)作業(yè)和內(nèi)業(yè)作業(yè)。外業(yè)作業(yè)主要是在野外區(qū)域進(jìn)行操作，同時(shí)也能完成測量方面的工作。而內(nèi)業(yè)工作主要是技術(shù)方面的工作以及信息的交流，二者在本質(zhì)層面存在非常大的差異。

2影響GPS測量誤差的主要因素

（1）信號傳播誤差：電離層折射影響。GPS衛(wèi)星信號在大氣電離層進(jìn)行傳播的過程中會產(chǎn)生不同程度的延遲。一方面，GPS衛(wèi)星信號的傳播延遲程度與衛(wèi)星有著較為緊密的聯(lián)系，另一方面，GPS衛(wèi)星信號的傳播延遲程度與用戶接收機(jī)視線方向上的電子密度之間也有著十分緊密的聯(lián)系，因此就會引起測量誤差。（2）觀測誤差。GPS測量儀器是觀測與接受衛(wèi)星信號的主要載體，其中觀測誤差主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面，一方面是GPS測量儀器硬件，另一方面是GPS測量儀器軟件的分辨率。除此之外，影響該觀測誤差的因素還包括接收天線的安裝精度。（3）接收機(jī)時(shí)鐘誤差。在正常的情況下，GPS接收機(jī)內(nèi)時(shí)鐘都具備較高的穩(wěn)定性。但在其整體運(yùn)行的過程中一旦出現(xiàn)任何異常情況就會降低其自身的穩(wěn)定度。在這種情況下，如果GPS接收機(jī)內(nèi)時(shí)鐘可以達(dá)到1S，由其引發(fā)的等效距離誤差就會大于300m，并會造成嚴(yán)重的后果與較大的損失。（4）接收機(jī)的位置誤差。在一般情況下，利用GPS對礦山運(yùn)輸軌道進(jìn)行測量的過程中，其實(shí)際觀測值都是由相關(guān)工作人員的精心計(jì)算而得出的，雖然其測量準(zhǔn)確度比較高，但其計(jì)算結(jié)果仍舊會受到衛(wèi)星信號接收過程的影響，例如，接受衛(wèi)星信號時(shí)衛(wèi)星信號的強(qiáng)度以及具體方向等，這些問題均會在一定程度上受到接收機(jī)位置的影響，最終造成一定的測量誤差。（5）多路徑效應(yīng)的影響。在對礦山材料運(yùn)輸軌道進(jìn)行GPS測量期間，測站四周反射物反射回來的衛(wèi)星信號，也就是反射波，其不僅會二次進(jìn)入接收機(jī)天線，同時(shí)也會在一定程度上對GPS衛(wèi)星信號造成直接的干擾，最終導(dǎo)致所測量值與實(shí)際值相偏離。

3 提高GPS控制測量高程精度的有效方式

3.1合理設(shè)置高程測量控制點(diǎn)

在具體工程測量時(shí)，當(dāng)工程項(xiàng)目范圍較大時(shí)，地表曲率所帶來的影響較大，容易出現(xiàn)測量誤差。在這種情況下，需要嚴(yán)格按照國家規(guī)定的工程測量標(biāo)準(zhǔn)對測量區(qū)域進(jìn)行具體劃分，對地表曲率帶來的影響進(jìn)行有效控制，有效的減少測量誤差的發(fā)生，確保GPS控制測量的精度。還需要在小范圍內(nèi)建立高程數(shù)據(jù)擬合模型，為高程擬合時(shí)獲得高精度的測量數(shù)據(jù)奠定良好的基礎(chǔ)。由于高程測量需要以高程數(shù)據(jù)作為起算的依據(jù)，因此要保證高程起算點(diǎn)位置精度達(dá)到規(guī)定的等級，同時(shí)起算位置也要與相關(guān)的規(guī)范要求相符，為高程測量控制點(diǎn)的合理設(shè)置奠定良好的基礎(chǔ)。

3.2保證其可靠性

（1）增加觀測的期數(shù)。對GPS網(wǎng)進(jìn)行布設(shè)時(shí)，應(yīng)對觀測期數(shù)予以適當(dāng)?shù)脑黾樱@對保證可靠性是十分有效的。這是因?yàn)榘殡S期數(shù)不斷增加，實(shí)測基線數(shù)將明顯增加，使可靠性大幅提升。（2）使重復(fù)設(shè)站次數(shù)達(dá)到要求。這樣能有效提高可靠性。首先，在同一測站進(jìn)行多次觀測，能確定所有人為誤差；其次，增加次數(shù)后，觀測期數(shù)也將明顯增加。然而，應(yīng)注意，在同一接收機(jī)對同一測站對應(yīng)的多個(gè)時(shí)段實(shí)施連續(xù)觀測時(shí)，各時(shí)段之間應(yīng)重新進(jìn)行設(shè)備安置，有效消除誤差及錯(cuò)誤。（3）使各測站有不少于6條獨(dú)立基線連接，以此提高測站準(zhǔn)確性與可靠性。對GPS網(wǎng)進(jìn)行布設(shè)的過程中，點(diǎn)可靠性和點(diǎn)位沒有直接關(guān)系，受點(diǎn)上相連基線數(shù)影響，如果基線數(shù)相對較多，則可靠性將明顯提高。（4）布網(wǎng)過程中，應(yīng)使各最小異步環(huán)實(shí)際邊數(shù)處在6條以內(nèi)。對GPS網(wǎng)進(jìn)行布設(shè)的過程中，確定實(shí)測值質(zhì)量的有效方式為檢查異步環(huán)的閉合差，但伴隨基線向量數(shù)的不斷增加，質(zhì)量檢驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性將明顯降低。（5）GPS定位的誤差源。GPS定位中出現(xiàn)的各種誤差從誤差來源來說大體可分為三類：與GPS衛(wèi)星有關(guān)的誤差、與信號傳輸有關(guān)的誤差和與接收機(jī)有關(guān)的誤差。（6）GPS測量儀器設(shè)備。為保證測量精度，我們選擇的與工程項(xiàng)目相匹配型號的GPS設(shè)備。

結(jié)束語

目前隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，需要不斷加強(qiáng)GPS對控制測量平面與高程精度方面的應(yīng)用的研究，以此來推進(jìn)工程測量行業(yè)的健康、持續(xù)發(fā)展。GPS控制測量技術(shù)在不斷發(fā)展和完善過程中，其在工程項(xiàng)目中必然會發(fā)揮出更重要的作用，具有更好的發(fā)展前景和空間。

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（作者單位：中國石油工程建設(shè)有限公司西南分公司）