工程測(cè)量中GPS技術(shù)的精度控制措施分析

李雪

【摘 要】現(xiàn)代工程建設(shè)的多元化需求，促進(jìn)了當(dāng)前工程測(cè)量技術(shù)的創(chuàng)新與研發(fā)。GPS在工程測(cè)量當(dāng)中得到普遍應(yīng)用，GPS具有較高的精準(zhǔn)度，操作方便，受到了工程測(cè)量人員的青睞。在實(shí)際應(yīng)用中，加強(qiáng)GPS測(cè)量技術(shù)的精度控制對(duì)于提高工程測(cè)量水平具有重要意義?；诖?，文章主要對(duì)工程測(cè)量中GPS技術(shù)的精度控制措施進(jìn)行了分析，以供參考。

【關(guān)鍵詞】工程測(cè)量 GPS技術(shù) 精度控制

隨著工程測(cè)量工作中GPS技術(shù)愈發(fā)廣泛的應(yīng)用，測(cè)量誤差等問(wèn)題也逐漸暴露出來(lái)。為了適應(yīng)經(jīng)濟(jì)和建設(shè)的實(shí)際需求，應(yīng)該重視提升工程測(cè)量的精度，為工程建設(shè)提供精確的基礎(chǔ)性信息與數(shù)據(jù)，滿足各類復(fù)雜和大型工程的需求。應(yīng)該從工程測(cè)量的方案制定、控制網(wǎng)精確度控制、放樣精度控制和實(shí)測(cè)控制等關(guān)鍵環(huán)節(jié)出發(fā)，有針對(duì)性地防范和處理工程測(cè)量存在的問(wèn)題，有效地提升工程測(cè)量的質(zhì)量與精度，高效的完成工程測(cè)量任務(wù)。

1 GPS測(cè)量技術(shù)的特點(diǎn)及應(yīng)用

GPS技術(shù)是指主要借助地面的衛(wèi)星以及接收設(shè)備等科技手段，在全球的范圍內(nèi)進(jìn)行實(shí)時(shí)的導(dǎo)航和定位的系統(tǒng)，其主要包含：地面控制、空間星座以及用戶設(shè)備三個(gè)部分。GPS技術(shù)作為現(xiàn)代化信息技術(shù)發(fā)展的必然產(chǎn)物，體現(xiàn)了社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展。通過(guò)運(yùn)用GPS技術(shù)，可以高效、快速并準(zhǔn)確的對(duì)點(diǎn)、線以及面的精確三維坐標(biāo)以及相關(guān)信息進(jìn)行捕獲。由于其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，在工程測(cè)繪領(lǐng)域中被廣泛的推廣與應(yīng)用。

目前，GPS技術(shù)與現(xiàn)代化的通訊技術(shù)相結(jié)合，把GPS測(cè)量的三維坐標(biāo)技術(shù)從靜態(tài)領(lǐng)域發(fā)展到動(dòng)態(tài)領(lǐng)域，從智能進(jìn)行數(shù)據(jù)后期處理發(fā)展到實(shí)時(shí)的定位技術(shù)，擴(kuò)大了GPS應(yīng)用的深度與廣度。此外，再加上RTK技術(shù)的應(yīng)用，GPS的定位精確度達(dá)到厘米級(jí)別，GPS測(cè)量技術(shù)可以再各種等級(jí)的實(shí)測(cè)工程中進(jìn)行廣泛的應(yīng)用。

GPS技術(shù)得到迅速發(fā)展的原因是因?yàn)槠洫?dú)特的優(yōu)點(diǎn)，具體表現(xiàn)為：

1.1 定位精確度高

由于GPS技術(shù)在工作過(guò)程中不受到環(huán)境與距離的影響，在實(shí)時(shí)的定位過(guò)程中可以對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的速度與三維位置進(jìn)行準(zhǔn)確的定位，其精確度可以達(dá)到厘米級(jí)。

1.2 自動(dòng)化水平高

目前GPS技術(shù)接收機(jī)已經(jīng)向小型化、簡(jiǎn)單化以及自動(dòng)化的方向發(fā)展，觀測(cè)人員只要通過(guò)自動(dòng)的觀測(cè)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)的處理，就能夠獲得所測(cè)點(diǎn)的三維目標(biāo)。

1.3 觀測(cè)時(shí)間短

因?yàn)?GPS 技術(shù)的觀測(cè)站之間不需要進(jìn)行通視，降低其外部條件對(duì)技術(shù)的影響，降低了觀測(cè)的時(shí)間與費(fèi)用，提高了測(cè)繪的工作效率。

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，在現(xiàn)代化市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)激勵(lì)的競(jìng)爭(zhēng)過(guò)程中，我國(guó)的工程測(cè)繪工作面臨著巨大的挑戰(zhàn)，測(cè)繪工程想要在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)一席之地就必須對(duì)工程技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)。在測(cè)繪工程技術(shù)改革創(chuàng)新過(guò)程中，GPS技術(shù)得到了廣發(fā)的應(yīng)用。

而更高一級(jí)的 GPS技術(shù)結(jié)合RTK技術(shù)可以對(duì)工程實(shí)行動(dòng)態(tài)的定位。可見(jiàn)，GPS在工程測(cè)繪中的應(yīng)用前景十分廣泛。但是現(xiàn)階段的GPS技術(shù)也有一定的局限性，在地鐵站磁場(chǎng)作用下、高壓線下以及城市高程建筑物的遮擋下等沒(méi)有衛(wèi)星信號(hào)的區(qū)域，無(wú)法進(jìn)行工作，所以需要通過(guò)對(duì)經(jīng)緯儀、測(cè)距儀以及全站儀等測(cè)量工作的應(yīng)用，對(duì)其測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)充，才能保障繪圖的準(zhǔn)確性以及完整性。

2 工程測(cè)量中GPS技術(shù)的精度控制措施

2.1 提高測(cè)量人員的技術(shù)水平

絕大多數(shù)時(shí)候，測(cè)量出的結(jié)果有問(wèn)題都是因?yàn)槿硕皇莾x器本身造成的，所以對(duì)測(cè)量人員的管理必須規(guī)范而且嚴(yán)格。首先，選拔測(cè)量人員必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的程序和考核，必須要確保測(cè)量人員的專業(yè)素質(zhì)和較強(qiáng)的操作能力。要求測(cè)量人員掌握牢固的建筑基本知識(shí)和專業(yè)的測(cè)量知識(shí)，掌握細(xì)致的測(cè)量技術(shù)，能夠熟練使用各種測(cè)量用儀器設(shè)備以及熟悉其發(fā)展趨勢(shì)，能夠很快接受新的儀器設(shè)備的出現(xiàn)并使用。此外，選拔之后要對(duì)測(cè)量人員進(jìn)行培訓(xùn)，必須培養(yǎng)和提高測(cè)量人員的技術(shù)水平和思想意識(shí)，要求測(cè)量人員做到用最大的耐心和細(xì)心完成每一個(gè)測(cè)量細(xì)節(jié)完成。

2.2 檢定接收設(shè)備的質(zhì)量

檢定接收設(shè)備是GPS定位測(cè)量順利完成的重要保證是制訂GPS作業(yè)計(jì)劃的依據(jù)。因此，GPS接收設(shè)備必須進(jìn)行作業(yè)前的檢驗(yàn)，充分了解接收設(shè)備的性能、工作特性及其可能達(dá)到的精度水平。需要對(duì)天線相位中心穩(wěn)定性、野外作業(yè)性能及不同測(cè)程精度、頻標(biāo)穩(wěn)定性和高低溫性能等項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)測(cè)檢驗(yàn)。

2.3 確定GPS的衛(wèi)星軌道

區(qū)域性的GPS跟蹤網(wǎng)將對(duì)GPS衛(wèi)星軌道予以確定。在精度較低的實(shí)時(shí)單點(diǎn)定位工作中，從導(dǎo)航電文中所獲得的衛(wèi)星軌道信息為準(zhǔn)，不再考慮衛(wèi)星軌道實(shí)際存在的誤差。在衛(wèi)星運(yùn)行過(guò)程中，因?yàn)楦鞣N不同的攝動(dòng)力對(duì)其產(chǎn)生影響，衛(wèi)星就會(huì)產(chǎn)生繁瑣的運(yùn)行軌道。要注意跟蹤站地心坐標(biāo)的精度，通過(guò)強(qiáng)約束全球站松弛軌道的加權(quán)約束基準(zhǔn)的辦法，取得的相對(duì)坐標(biāo)值將在5cm以上。因此只要能夠?qū)⒏櫥具M(jìn)行數(shù)據(jù)分析，就能夠?qū)④壍赖恼`差修改成正值。

2.4 提高測(cè)量技術(shù)

（1） 在使用GPS進(jìn)行外業(yè)測(cè)量定位之前，要先對(duì)建設(shè)工程周邊的情況進(jìn)行調(diào)查，并收集相關(guān)的資料，準(zhǔn)備好工程測(cè)量所需要的器材以及人員，制定好觀測(cè)計(jì)劃，對(duì)GPS進(jìn)行檢校，編寫(xiě)好技術(shù)設(shè)計(jì)書(shū)。

（2） 創(chuàng)建工程控制測(cè)量網(wǎng)絡(luò)。工程控制測(cè)量網(wǎng)絡(luò)是工程管理、維護(hù)工作開(kāi)展的基礎(chǔ)，同時(shí)也是提高工程測(cè)量精度的重要措施。通常狀況下，工程控制測(cè)量網(wǎng)絡(luò)的覆蓋面積相對(duì)較小，占位密度相對(duì)較大，對(duì)測(cè)量的精度要求相對(duì)較高，采用邊角網(wǎng)的方式，創(chuàng)建工程控制網(wǎng)絡(luò)，在采用GPS定位技術(shù)時(shí)，能夠充分的體現(xiàn)GPS技術(shù)精度高、作業(yè)時(shí)間短、工程耗費(fèi)低等優(yōu)勢(shì)。

（3） 觀測(cè)時(shí)機(jī)要選好，依據(jù)實(shí)際的工作經(jīng)驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn)在上午進(jìn)行觀測(cè)取得的效果比較好，因?yàn)樯衔缧l(wèi)星的信號(hào)比較好，盡量不要在陰天進(jìn)行觀測(cè)。

（4） 如果工程的范圍比較大，GPS網(wǎng)不僅點(diǎn)數(shù)比較多而且規(guī)模也比較大，但是接收機(jī)的數(shù)量卻不多，當(dāng)?shù)氐耐ㄓ嵑徒煌ㄒ膊环奖?，則可以進(jìn)行分區(qū)觀測(cè)。但是在相鄰的兩個(gè)分區(qū)之間應(yīng)該具有公共的觀測(cè)點(diǎn)，這樣才能提高網(wǎng)的精度，每一個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的數(shù)量要大約等于3個(gè)，最少要進(jìn)行6次觀測(cè)。

2.5 做好碎部測(cè)量

2.5.1 RTK碎部測(cè)量以及放樣

RTK技術(shù)，即載波相位差分技術(shù)，采用RTK技術(shù)對(duì)相位的測(cè)量進(jìn)行處理，能夠?qū)⒒鶞?zhǔn)站收集的載波相位信息傳輸給用戶，用戶通過(guò)對(duì)基準(zhǔn)站差分信息進(jìn)行求差解算，能夠準(zhǔn)確的找到用戶的位置坐標(biāo)，并將定界標(biāo)點(diǎn)標(biāo)出，采用RTK碎部測(cè)暈和放樣，能夠提高測(cè)量精度和標(biāo)定的準(zhǔn)確性。

2.5.2 區(qū)域差分網(wǎng)絡(luò)的碎部測(cè)量以及放樣

當(dāng)碎部測(cè)量出現(xiàn)在區(qū)域性的GPS的差分系統(tǒng)中時(shí)，基準(zhǔn)網(wǎng)和放樣會(huì)對(duì)所有基準(zhǔn)站提供差分信息的權(quán)，并實(shí)現(xiàn)差分的定位，提高RTK接收機(jī)標(biāo)稱精度，能夠提高RTK測(cè)量點(diǎn)的精度，進(jìn)而提高測(cè)量精度。

2.6 測(cè)量精度評(píng)定

采用平面平差基線相對(duì)精度統(tǒng)計(jì)、基線殘差統(tǒng)計(jì)、環(huán)閉合差統(tǒng)計(jì)進(jìn)行GPS定位中誤差統(tǒng)計(jì)，100%的點(diǎn)位精度控制在1cm以內(nèi)，甚至控制在0.5cm以內(nèi)，如果測(cè)量數(shù)據(jù)合格，則表明基線解算質(zhì)量良好，GPS技術(shù)的測(cè)量精度能夠滿足工程測(cè)量的實(shí)際要求。

3 結(jié)語(yǔ)

總而言之，GPS技術(shù)在工程控制測(cè)量中具有測(cè)量精度高、自動(dòng)化程度高、適用范圍廣、費(fèi)用低等眾多優(yōu)點(diǎn)，致使其被廣泛的推廣和應(yīng)用在工程控制測(cè)量中。但是，GPS技術(shù)在工程控制測(cè)量的實(shí)踐應(yīng)用中，對(duì)操作要求相對(duì)較高。隨著現(xiàn)代工程測(cè)量對(duì)精度要求的不斷提高，工程控制測(cè)量人員應(yīng)該熟練的掌握GPS技術(shù)在工程控制測(cè)量中的應(yīng)用流程，并采取有效的措施提高測(cè)量精度，進(jìn)而為工程的控制測(cè)量提供更好的服務(wù)。

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