淺析GPS控制測(cè)量在機(jī)場(chǎng)中的應(yīng)用

林友恩

摘 要：GPS測(cè)量技術(shù)具有高精度、時(shí)間短、全天候、操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，在諸多工程測(cè)量中有著中重要作用。在機(jī)場(chǎng)施工及擴(kuò)建工程中GPS發(fā)揮著不可替代的作用。該文將結(jié)合GPS系統(tǒng)原理及特點(diǎn)進(jìn)行分析，并結(jié)合某機(jī)場(chǎng)工程建設(shè)實(shí)例對(duì)GPS控制測(cè)量展開具體分析。旨在通過(guò)該文論述促進(jìn)GPS技術(shù)在機(jī)場(chǎng)工程控制測(cè)量中更有效應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：GPS 機(jī)場(chǎng) 控制測(cè)量

中圖分類號(hào)：TB22 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）06（c）-0070-01

GPS技術(shù)具有高度自動(dòng)化和高精度定位優(yōu)勢(shì)，在各工程測(cè)量有著重要作用。GPS控制測(cè)量技術(shù)能夠提供精準(zhǔn)的三維坐標(biāo)，并能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)，無(wú)需進(jìn)行監(jiān)測(cè)站聯(lián)絡(luò)。GPS技術(shù)憑借不可替代優(yōu)勢(shì)在機(jī)場(chǎng)工程測(cè)量中發(fā)揮著不可替代的作用。該文將以GPS系統(tǒng)原理及特點(diǎn)為切入點(diǎn)，著重分析GPS技術(shù)在機(jī)場(chǎng)控制測(cè)量中的應(yīng)用。旨在通過(guò)本文理論分析促進(jìn)GPS技術(shù)更好應(yīng)用。

1 GPS系統(tǒng)

GPS系統(tǒng)即全球定位系統(tǒng)，是一種高精度、高效率的導(dǎo)航定位系統(tǒng)。GPS系統(tǒng)主要有三個(gè)部分組成：（1）空間部分。這一部分主要是24顆衛(wèi)星構(gòu)成的空間部分，21顆為導(dǎo)航衛(wèi)星，3顆為備用衛(wèi)星。24顆衛(wèi)星分布在55 °傾角軌道上圍繞地球運(yùn)行。24顆衛(wèi)星運(yùn)行周期為11h58 min，高度在20 km到200 km之間。（2）控制部分。GPS控制部分主要是指地面監(jiān)控站部分，包括1個(gè)主控站，5個(gè)監(jiān)測(cè)站，3個(gè)注入站。主控站主要負(fù)責(zé)對(duì)GPS獲得數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，以獲得各項(xiàng)參數(shù)，并傳給注入站，注入站再對(duì)主控站傳來(lái)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器中。（3）用戶部分。GPS用戶部分通過(guò)GPS接收機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)接收，通過(guò)計(jì)算機(jī)處理軟件對(duì)數(shù)據(jù)處理，得到所需信息。

GPS系統(tǒng)定位原理主要是依據(jù)測(cè)量中的距離交會(huì)定點(diǎn)實(shí)現(xiàn)。如下圖1所示，設(shè)置3顆（或3顆以上）衛(wèi)星，設(shè)置GPS接收機(jī)天線，同時(shí)接收衛(wèi)星S1、衛(wèi)星S2、衛(wèi)星S3發(fā)出的信號(hào)。在完成數(shù)據(jù)計(jì)算和處理后，得出GPS接收機(jī)坐標(biāo)（y，z）。

2 GPS技術(shù)特征

在進(jìn)行GPS測(cè)量過(guò)程中，與常規(guī)測(cè)量?jī)?nèi)容與形式相比較，其具有十分明顯的特點(diǎn)。

2.1 測(cè)量精度方面

GPS觀測(cè)能夠提供的精度相對(duì)更高于常規(guī)測(cè)量?jī)?nèi)容，尤其是在50 km范圍內(nèi)的基線位置，GPS測(cè)量形成的相對(duì)定位精度能夠達(dá)到12×10-6，相對(duì)于此，GPS測(cè)量滿足100～500 km條件的基線則能夠達(dá)到10-6-10-7。

2.2 GPS測(cè)量站點(diǎn)不存在通視情況

該測(cè)量站建設(shè)并不需要形成通視，只要根據(jù)實(shí)際的需求進(jìn)行定位就能夠選定具體的工作點(diǎn)，這樣能夠提升工作效率。

2.3 GPS測(cè)量觀測(cè)時(shí)問(wèn)短

由于GPS測(cè)量相關(guān)技術(shù)在發(fā)展過(guò)程中不斷更新?lián)Q代，軟件開發(fā)層次不斷提升，在開展具體測(cè)量工作過(guò)程中，需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行具體測(cè)量。不通觀測(cè)站點(diǎn)的測(cè)量時(shí)間往往達(dá)到30～40 min之間。測(cè)量的方法主要采用的是靜態(tài)定位法。這個(gè)過(guò)程中所產(chǎn)生的時(shí)間相對(duì)較短，動(dòng)態(tài)能夠達(dá)到的相對(duì)定位也只是需要短短幾秒鐘。

2.4 儀器操作方面

當(dāng)前社會(huì)科技發(fā)展過(guò)程中，GPS接受裝置自動(dòng)化的程度與水平越來(lái)越高，智能化的操作方式令觀測(cè)人員可以對(duì)天線高以及開機(jī)的參數(shù)設(shè)定。

2.5 全天候作業(yè)

GPS測(cè)量所提供的衛(wèi)星數(shù)量越大，分布情況良好，就能夠確保在任何時(shí)間與地點(diǎn)上進(jìn)行連續(xù)的觀測(cè)，且同樣不會(huì)受到天氣因素的影響。

3 GPS控制測(cè)量在機(jī)場(chǎng)中的運(yùn)用

以斯里蘭卡漢班托塔機(jī)場(chǎng)工程為例，在機(jī)場(chǎng)測(cè)量中主要采用GPS控制技術(shù)，選擇4臺(tái)GPS測(cè)量接受機(jī)進(jìn)行同步測(cè)量工作，并及時(shí)記錄觀測(cè)數(shù)據(jù)。

3.1 GPS測(cè)量控制網(wǎng)精度影響因素與主要辦法

對(duì)GPS控制網(wǎng)精度產(chǎn)生影響的要素包括幾個(gè)方面的內(nèi)容：廣播星歷誤差以及精密星歷誤差，除此之外還包括衛(wèi)星鐘誤差以及地球自轉(zhuǎn)因素的影響，另外，還包括相對(duì)論效應(yīng)以及電離層折射等情況也會(huì)對(duì)GPS測(cè)量控制網(wǎng)產(chǎn)生影響。

為了能夠進(jìn)一步滿足機(jī)場(chǎng)工程建設(shè)與測(cè)量方面的精度要去，需要針對(duì)能夠影響精度的相關(guān)因素采取必要的措施，具體包括：增加觀測(cè)時(shí)常與段數(shù)，選擇多套GPS接收機(jī)完成觀測(cè)同步進(jìn)行，確保觀測(cè)數(shù)據(jù)真實(shí)可靠，采用相對(duì)靜態(tài)進(jìn)行定位，保證天線以及測(cè)點(diǎn)的準(zhǔn)確定位。除此之外，為能夠降低路徑誤差觀測(cè)點(diǎn)的選定還需要被設(shè)置在低反射特性的物體環(huán)境周圍，并在此基礎(chǔ)上還可提升天線高度。

3.2 網(wǎng)形選擇

基于GPS網(wǎng)點(diǎn)控制系統(tǒng)可以避過(guò)通視且網(wǎng)本身精度受觀測(cè)衛(wèi)星以及布設(shè)影響?？尚纬尚切捂溄?、點(diǎn)鏈?zhǔn)健⑦呮準(zhǔn)揭约熬W(wǎng)鏈?zhǔn)降?。如圖2。

星形網(wǎng)的幾何圖形簡(jiǎn)單，直接觀測(cè)邊之間不構(gòu)成任何閉合圖形，所以檢查和發(fā)現(xiàn)粗差的能力較差。這種圖形廣泛應(yīng)用于精度較低的工程測(cè)量、邊界測(cè)量、地籍測(cè)量和地形測(cè)圖等。點(diǎn)連式布網(wǎng)所構(gòu)成的圖形幾何強(qiáng)度較弱，沒(méi)有或極少有非同步圖形閉合條件，一般在作業(yè)中不單獨(dú)使用。邊連式布網(wǎng)有較多的重復(fù)基線和獨(dú)立環(huán)，有較強(qiáng)的幾何強(qiáng)度。網(wǎng)連式作業(yè)需要4臺(tái)以上的接收機(jī)，采用這種布網(wǎng)方式所測(cè)設(shè)的GPS網(wǎng)具有較強(qiáng)的圖形強(qiáng)度和較高的可靠性，但作業(yè)效率低，花費(fèi)的經(jīng)費(fèi)和時(shí)間較多，一般僅適用于要求精度較高的控制網(wǎng)測(cè)量。

4 結(jié)語(yǔ)

GPS系統(tǒng)不斷發(fā)展完善，為各工程測(cè)量帶來(lái)關(guān)鍵作用。隨著GPS定位更加精準(zhǔn)、傳播速度更快，該技術(shù)在機(jī)場(chǎng)測(cè)量、航空測(cè)量以及海洋測(cè)量等領(lǐng)域中應(yīng)用更加廣泛。隨著我國(guó)技術(shù)的不斷發(fā)展和突破，GPS技術(shù)將更加創(chuàng)新和完善，在機(jī)場(chǎng)擴(kuò)建工程中打破除傳統(tǒng)測(cè)量束縛，有效提升測(cè)量質(zhì)量和工作效率，為機(jī)場(chǎng)工程建設(shè)做出積極貢獻(xiàn)，同時(shí)工程建設(shè)企業(yè)帶來(lái)更多經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1] 王小俊，周宗華.淺析GPS控制測(cè)量在城鎮(zhèn)土地調(diào)查中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)業(yè)月刊，2012（8）：1112-1115.

[2] 馮國(guó)濤，王衛(wèi)勇，段方東，等.GPS快速靜態(tài)測(cè)量在農(nóng)村地籍調(diào)查控制測(cè)量中的應(yīng)用探討[J].科技資訊，2014（15）：28-29.

[3] 萬(wàn)里紅.“3S”技術(shù)在西藏阿里機(jī)場(chǎng)工程地質(zhì)勘察中的應(yīng)用研究[D].成都理工大學(xué)，2011.