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)?？萍佳邪l(fā)項目之中，GPS技術(shù)都是其中十分重要的一項技術(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。測量團隊的工作人員必須具備較強的基礎(chǔ)素養(yǎng)，同時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，進而確保測量工作順利進行。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。GPS主要通過互聯(lián)網(wǎng)的方式進行定位，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)域進行操作，同時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）接收機時鐘誤差。在正常的情況下，GPS接收機內(nèi)時鐘都具備較高的穩(wěn)定性。但在其整體運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接收機內(nèi)時鐘可以達到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）接收機的位置誤差。在一般情況下，利用GPS對礦山運輸軌道進行測量的過程中，其實際觀測值都是由相關(guān)工作人員的精心計算而得出的，雖然其測量準(zhǔn)確度比較高，但其計算結(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)星信號時衛(wèi)星信號的強度以及具體方向等，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。在對礦山材料運輸軌道進行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，其不僅會二次進入接收機天線，同時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

在具體工程測量時，當(dāng)工程項目范圍較大時，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)域進行具體劃分，對地表曲率帶來的影響進行有效控制，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位置精度達到規(guī)定的等級，同時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)進行布設(shè)時，應(yīng)對觀測期數(shù)予以適當(dāng)?shù)脑黾?，這對保證可靠性是十分有效的。這是因為伴隨期數(shù)不斷增加，實測基線數(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)達到要求。這樣能有效提高可靠性。首先，在同一測站進行多次觀測，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，在同一接收機對同一測站對應(yīng)的多個時段實施連續(xù)觀測時，各時段之間應(yīng)重新進行設(shè)備安置，有效消除誤差及錯誤。（3）使各測站有不少于6條獨立基線連接，以此提高測站準(zhǔn)確性與可靠性。對GPS網(wǎng)進行布設(shè)的過程中，點可靠性和點位沒有直接關(guān)系，受點上相連基線數(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)實際邊數(shù)處在6條以內(nèi)。對GPS網(wǎng)進行布設(shè)的過程中，確定實測值質(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）