GPS定位技術(shù)在精密工程測量中的應(yīng)用研究

蒲正川

（重慶水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院，重慶 永川 402160）

引言

GPS技術(shù)是在美國研制開發(fā)的衛(wèi)星定位系統(tǒng)，GPS系統(tǒng)有著全球性、全天候和連續(xù)性的定位功能，能夠為用戶提供精密的坐標(biāo)[1]。當(dāng)前，在工程測量中，施工部門應(yīng)該使用全站儀進(jìn)行施工測量和檢測，這是確保工程測量和放樣進(jìn)度，實現(xiàn)工程質(zhì)量目標(biāo)的重要保證。因為GPS因為其擁有的優(yōu)勢，在精密工程測量中也得到了重視。GPS在精密工程測量中的一般使用的是雙頻接收機(jī)載波進(jìn)行定位測量。對于GPS在定位上的精確性是在其設(shè)計以及數(shù)據(jù)處理等方面上來決定的。而GPS設(shè)計的好壞在其中也發(fā)揮著關(guān)鍵性的作用。文章對于精密工程控制網(wǎng)的技術(shù)特點以及其應(yīng)用進(jìn)行了討論。

1 、精密工程控制網(wǎng)的技術(shù)特點

1.1 高精度特性

可以說，精密工程測量在工程測量時的精度能夠到毫米級，而且其相對測量也能夠達(dá)到10Lm。而且，一般在特殊的情況之下，精密工程測量一般是使用先進(jìn)的儀器和設(shè)備進(jìn)行測量的工作?？梢哉f，高精度是精密工程測量的一個最基本的特點。

1.2 不均勻的起算點分布

對于起算數(shù)據(jù)的誤差，精密工程測量對其的要求是最大限度的要小。在選擇方案時，一般都是先建立工程的坐標(biāo)系統(tǒng)。同其他控制網(wǎng)相比，精密工程測量對于原來坐標(biāo)上的控制點一般都不能把其作為開始計算的點。因而，精密工程測量網(wǎng)的起算點是不均勻分布的。

1.3 靈活的起算數(shù)據(jù)

對于國家以及地方的測量控制網(wǎng)來說，通常其布置的區(qū)域是比較大的，無論是什么等級的控制點其絕對的定位精度也不能確保精密工程測量的定位能夠達(dá)到毫米量級的要求。因此，精密工程控制網(wǎng)中沒有上下級控制網(wǎng)，其所謂的高精度要求是指項目的相對精度。精密工程測量對于起始數(shù)據(jù)的要求是基于點位以及相對精度的條件能否滿足工程需求的，有著一定的靈活性。

2.、GPS在精密工程測量中的應(yīng)用

2.1 應(yīng)用

精度設(shè)計：從工程需要出發(fā)，選擇城市GPS網(wǎng)為控制網(wǎng)。平均邊長一般要低于1千米，最弱變差一般要低于 1/10 000，固定誤差要低于15毫米，b比例誤差一般要低于20×10－6

基準(zhǔn)、網(wǎng)形設(shè)計：12個控制網(wǎng)點，使用3臺接收機(jī)，布設(shè)網(wǎng)形時呈邊連式。

觀測時段選擇：一般而言，對于觀測時段的確定主要根據(jù)天氣來。如果衛(wèi)星的分布越好，那么測量時的精度也就越好。通常來說是以衛(wèi)星顆數(shù)以及分布為依據(jù)，4顆以上以及分布比較均勻時可安排作業(yè)。

選點：站點間可不通視，選點靈活，方便布網(wǎng)。

觀測：從其作業(yè)調(diào)度出發(fā)安排觀測，采用靜態(tài)相對定位。3點上需要安置3臺接收機(jī)天線來測量氣象，指標(biāo)達(dá)到要求以后，根據(jù)接收機(jī)的知識輸入數(shù)據(jù)，其會自動記錄。根據(jù)外業(yè)數(shù)據(jù)加以處理，解算基線的向量，并且合格的向量構(gòu)成的基線加以解算，得出網(wǎng)點坐標(biāo)。在測量的過程中要避免誤差可通過限制無線電波實現(xiàn)。具體的避免誤差的措施下文將進(jìn)行分析。

2.2 減少誤差的措施

2.2.1 建立觀測值改正模型，修正誤差

采用觀測值改正模型一般有四種，一種是表征微信軌道偏差模型，該模型能夠在較短的時間內(nèi)把偏差作為常量[2]。一種是電離層模型，該模型主要提供導(dǎo)航電文，改正率為75%。一種是對流層模型，該模型是通過大氣資料解算的。最后一種是接收機(jī)鐘差模型。

2.2.2 雙頻觀測

電離層對于GPS信號的影響主要體現(xiàn)在其信號的頻率上，通過不同的頻率的電測波觀測可以確定該影響，進(jìn)而修正觀測值。

2.2.3 精密衛(wèi)星歷

可通過選擇觀測方案和時段，最大程度的降低GDOP值和PDOP值，而且還可以減少電離的折射和信號等誤差的影響[3]。

2.2.4 多時段、長時間觀測

為了減少或者是削弱路徑效應(yīng)以及信號的誤差和載波相位周跳，可以通過使用相對靜態(tài)定位來對一條基線上的定位，因精度不同其觀測的時間一般在一個小時到三個小時間，通過2個時段來加以觀測。

結(jié)論：采用GPS進(jìn)行精密工程測量，對于誤差的消除有著積極的意義。本文基于其在工程測量中的具體應(yīng)用進(jìn)行了探討，發(fā)現(xiàn)其前景較好，且具有低成本、高效率的優(yōu)勢。

[1]鄭因志,徐嘉漢,馬風(fēng)山,等.GPS在露天礦邊坡變形監(jiān)測中的應(yīng)用[J].人民長江, 2008, (4):4-5

[1]楊光. GPS和偽衛(wèi)星組合定位技術(shù)及其在形變監(jiān)測中的應(yīng)用研究[D].河海大學(xué),2009,7(6):36-37

[2]柳光魁,杜明成,王進(jìn),李鳳斌. GPS定位技術(shù)在核電站精密工程水平控制網(wǎng)測量中的應(yīng)用、研究[J]. 現(xiàn)代測繪,2008,01:3-7.