GPS定位技術(shù)在精密工程測量中的應(yīng)用研究

陳 帥,袁順新

(1.山西水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院,山西 運(yùn)城 044000；2.中國石油管道局工程有限公司設(shè)計(jì)分公司,河北 廊坊 065000)

1 GPS定位技術(shù)在精密工程測量中的應(yīng)用特點(diǎn)

1.1 缺少規(guī)范的管理制度

GPS定位技術(shù)在我國的起步時(shí)間較晚,這導(dǎo)致其在精密工程測量工作中的應(yīng)用還不夠完善和規(guī)范,并且尚未形成標(biāo)準(zhǔn)的管理制度。此外,現(xiàn)階段市面上銷售的GPS定位產(chǎn)品也沒有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),這導(dǎo)致其中搭載的電子地圖更新快慢不一,在具體的應(yīng)用過程中,可能會出現(xiàn)不兼容的問題,可能還會影響到測量工作,由此可見,我國的GPS定位技術(shù)應(yīng)用水平和規(guī)范程度還需要提高。

1.2 應(yīng)用會受到環(huán)境因素的影響

GPS定位技術(shù)的應(yīng)用會在一定程度上受到外界環(huán)境因素的影響,這主要是因?yàn)槠鋺?yīng)用需要接收衛(wèi)星信號才能完成,因此在野外和非建筑區(qū)域內(nèi),GPS定位技術(shù)能夠得到充分的應(yīng)用[1]。如果建筑物相對較為密集或者古老,可能不能良好的接收衛(wèi)星信號,導(dǎo)致信號處于浮動的狀態(tài),這會影響測量工作開展的精確性和規(guī)范性。

1.3 規(guī)范了方格網(wǎng)應(yīng)用方式

方格網(wǎng)測量方式在傳統(tǒng)的測量工作中并不能得到有效的應(yīng)用,而GPS定位技術(shù)則能夠簡化方格網(wǎng)的測量結(jié)構(gòu),并且測量人員可以結(jié)合實(shí)際情況來選擇測量的邊長和測量點(diǎn)的密度,即使測量點(diǎn)之間距離較遠(yuǎn),也可以實(shí)現(xiàn)有效的銜接。并且應(yīng)用了GPS定位技術(shù)的方格網(wǎng)測量工作效率會提高將近一倍,同時(shí)還能夠減少工作人員的工作量,而其中的流動站也不需要基站進(jìn)行指揮,只需要一個(gè)工作人員便可以完成整體的測量工作。

1.4 GPS定位技術(shù)應(yīng)用的測量精度較高

在精密工程測量工作中,應(yīng)用GPS定位技術(shù),可以獲得測量精確更高的數(shù)據(jù)和信息,并且如果測量人員選擇的測量方式和觀測方式較為規(guī)范和合理,再應(yīng)用一些技術(shù)含量較高的測量技術(shù)和數(shù)據(jù)分析調(diào)整技術(shù),再經(jīng)由網(wǎng)平差后,通過GPS定位技術(shù)獲得的定位精確程度便可以達(dá)到毫米級別,甚至用更加精確的測量設(shè)備能夠?qū)⒍ㄎ痪_程度提高到亞毫米級別,這在極大程度上滿足了精密工程測量工作對測量精確程度的要求[2]。

1.5 可以實(shí)現(xiàn)自動化觀測

GPS定位技術(shù)在精密工程測量工作中的應(yīng)用,具有極高的自動化程度,進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)全天的自動化觀測,這主要是因?yàn)榇钶d了GPS定位技術(shù)的測量工具中只有一種測量系統(tǒng),這表示在開展測量工作時(shí),測量人員只需要負(fù)責(zé)接收衛(wèi)星發(fā)射信號即可。

2 GPS定位技術(shù)在精密工程測量中的應(yīng)用分析

2.1 測量誤差來源分析

在實(shí)際的精密工程測量工作中,GPS定位技術(shù)的應(yīng)用也會造成一定的測量誤差,主要可以分為以下幾種類型：第一種,衛(wèi)星之間產(chǎn)生的誤差,主要有衛(wèi)星運(yùn)行軌道的偏差；第二種,衛(wèi)星信號在傳輸過程中產(chǎn)生的誤差,主要有載波相位、周跳和多路經(jīng)效應(yīng)影響產(chǎn)生的誤差[3]；第三種,衛(wèi)星和信號接收設(shè)備之間產(chǎn)生的誤差,主要有信號觀測中的分辯誤差,和接收天線相位中心位置誤差。想要實(shí)現(xiàn)GPS定位技術(shù)在精密工程測量工作中的良好應(yīng)用,測量人員需要盡量的減少測量誤差,以此來提高測量工作的精確程度。

2.2 控制測量誤差的方式

2.2.1 應(yīng)用多臺接收機(jī)進(jìn)行同步測量

應(yīng)用多臺接收機(jī)進(jìn)行同步測量,可以消除在相同時(shí)間內(nèi)或者是較為相似的誤差,這種誤差消減方式適合應(yīng)用在基線邊相對較短的精密工程測量工作中,并且能夠起到十分顯著的應(yīng)用效果。此外,多臺接收機(jī)進(jìn)行同步測量方式的應(yīng)用,可以有效的縮短衛(wèi)星和信號接收設(shè)備之間產(chǎn)生的誤差和衛(wèi)星運(yùn)行軌道的偏差。

2.2.2 構(gòu)建測量值的改正模型

構(gòu)建測量值的改正模型的主要目的是實(shí)現(xiàn)對部分測量誤差的進(jìn)一步修正,目前,應(yīng)用在精密工程測量工作中的改正模型主要有衛(wèi)星軌道偏差改正模型,電離層模型,對流層模型,接收機(jī)鐘差改正模型[4]。

2.2.3 應(yīng)用雙頻測量方式

GPS衛(wèi)星信號會受到來自電離層的影響,并且這種影響可以通過信號頻率變化方式來表現(xiàn),為此,測量人員在從事精密工程測量工作時(shí),可以應(yīng)用頻率不相同的電磁波信號來完成測量工作,具體便是雙頻測量方式,進(jìn)而對電離層對GPS衛(wèi)星信號的影響進(jìn)行進(jìn)一步的確定,并以此為依據(jù)來修正測量值,提高測量數(shù)值的精確程度。

2.2.4 應(yīng)用精密衛(wèi)星星歷

測量人員為了能夠結(jié)合實(shí)際測量需求,需要選擇更加適合的測量方案,并且需要確定相對較好的衛(wèi)星信號接收時(shí)間段,以此來減量減少縮短衛(wèi)星和信號接收設(shè)備之間產(chǎn)生的誤差和衛(wèi)星運(yùn)行軌道的偏差。為此,測量人員可以選擇應(yīng)用精密衛(wèi)星星歷,來判斷觀測時(shí)間[5]。

2.2.5 進(jìn)行長時(shí)間且多時(shí)段的測量

按照正常情況而言,在相對靜止的情況下想要完成對一條基線的定位測量工作,其所需要的時(shí)間是需要測量精度來決定的,通常需要1-3小時(shí)左右的時(shí)間,為了確保測量工作能夠在正常時(shí)間范圍內(nèi)完成,測量人員可以進(jìn)行長時(shí)間且多時(shí)段的測量,以此來提高測量精確程度,進(jìn)而確保測量時(shí)間的正常。,避免長時(shí)間測量受到外界環(huán)境因素的影響。

2.2.6 合理選擇觀測點(diǎn)

選擇規(guī)范合理的觀測點(diǎn)是GPS定位技術(shù)在精密工程測量中的應(yīng)用質(zhì)量的保障,為此,測量人員需要選擇好測量點(diǎn),并且無論是數(shù)據(jù)檢查工作還是其他細(xì)節(jié)工作都需要按照規(guī)定原則來進(jìn)行。

3 結(jié)束語

總之,GPS定位技術(shù)在精密工程測量中的應(yīng)用,具有高度的測量精確性和適用性,因此能夠提高精密工程測量工作的質(zhì)量和效率,而GPS定位技術(shù)的應(yīng)用也能為精密工程測量工作的進(jìn)一步開展提供技術(shù)支持和更多的應(yīng)用優(yōu)勢,但是現(xiàn)階段的GPS定位技術(shù)應(yīng)用還不夠成熟和完善,相關(guān)人員還需要加大研究力度。