工程测量中GPS控制测量平面与高程精度研究 蒋洪春

发表时间:2020/7/27   来源:《基层建设》2020年第9期   作者:蒋洪春
[导读] 摘要:随着科学技术的发展,我国的GPS技术有了很大进展,并在工程测量中得到了广泛的应用。
        四川省地质矿产勘查开发局一一三地质队  四川省泸州市  646000
        摘要:随着科学技术的发展,我国的GPS技术有了很大进展,并在工程测量中得到了广泛的应用。GPS在工程测量当中的应用也呈现出越来越广泛的态势。GPS就是全球定位系统,在地图导航定位中被广泛使用,现今在工程测量中也开始应用起来,它可以根据卫星定位数据快速采集当地空间数据并且进行快速数据转化,在工程测量中能够实现快速定位、地质勘测、地貌图像的相关采集等,且都能确保较高的精度,本文针对GPS的使用进行一些探讨。
        关键词:工程测量;GPS控制测量;平面;高程精度
        引言
        伴随着科学技术的进步发展,在工程测量中应用了大量的新技术、新设备,其中GPS控制测量技术的应用更是有着明显的优势,能够大大提高测量效率和测量精度,且测量成本也比较低廉,因而得到了广大工程测量人员的青睐。然而GPS控制测量技术的应用还会受到一些因素的影响,比如说高程拟合模型选择不当、信号传播和接收受到干扰、水准测量点精度较低等等,给工程测量工作质量提升造成了一定的制约。对此,工程测量人员必须要切实加强对GPS控制测量技术的研究,充分把握这一先进技术应用要点和注意事项,确保GPS控制测量技术在工程测量工作中能够有效发挥作用,进而真正实现对平面和高程测量精度的严格控制。
        1 GPS的概述
        GPS由空间部分、地面监控部分以及用户接收三个部分共同组合而成,最初主要是运用于情报收集、应急通信和核爆监测等一些军事的应用,后来经过发展开始在各个行业使用,各个领域在运用了GPS后都相继进行技术改革,随着整体GPS技术的不断加强,其在军事和经济方面都有了非常大的成就,随着多年来向消费市场发展的势头,GPS已经成为信息时代中国家基础建设的重要设施。
        2工程测量中GPS控制测量误差原因分析
        所谓GPS控制测量技术就是利用卫星进行定位和计算的一种先进技术手段,在地面接收站安装有GPS接收装置,可以与数颗卫星建立联系,将卫星采集到的信息进行接收、分析和计算,为工程测量的开展提供了数据方面的有力支持。然而在GPS控制测量技术运用过程中误差问题是比较普遍的,导致这一现象发生的原因归根究底在于以下几个方面:第一,GPS控制测量技术与传统测量技术的一个重要区别在于对大地高的测量,需要实施水准测量、高程拟合等一系列操作,在此过程中对于拟合模型的选择通常是不够合理的,使得高程误差普遍超过了规定要求,测量数据不能够应用到工程测量工作中。第二,对于大地高的测量还会受到气候因素、卫星因素和天线因素的影响,给信号接收造成干扰,使得接收设备得到的信号不够准确,高程误差也会随之增大。第三,高程测量精度还有一个重要影响因素就是公共点几何水准测量精度,若二者之间的差值较大,就会造成控制测量坐标精度较低,无法保证工程测量的质量。
        3工程测量中GPS控制测量平面与高程精度的提升对策
        3.1优先选择精度高的GPS设备
        在工程测量中,如果GPS精度达不到要求,那么卫星传输的高程信息质量以及卫星传输高程信息的效率都会受到严重的影响,其测量准确性将得不到保证。所以要想提高GPS控制测量平面与高程精度,就必须要优先选择精度高的GPS设备。首先,精度高的GPS设备,可以有效识别卫星传输的各种信息,如果卫星传出的信息与实际情况存在误差,那么GPS设备就会自动修正。如果工程测量工作的开展地点有着非常复杂的地质条件,那么卫星传输信息的质量将会受到影响,尤其是测量区域存在的磁场会对卫星传输信号产生严重的干扰。如果使用精度高的GPS设备,那么卫星传出信息的准确性就可以得到有效的保证。其次,精度高的GPS设备的数据处理效率很高,可以实现卫星传输信息的精密化处理,并结合测量区域的地质条件,进行相关图像的转换,减少图像失真问题的出现。而且,精度高的GPS设备还可以对外界的各种干扰因素进行抵抗,进而对测量平面与高程精度进行合理的控制。


        3.2大地高程测量的注意事项
        在GPS控制测量中,要注意大地高程测量不仅会受到外部环境的影响,还可能会受到操作人员操作习惯的影响,尤其要注意的是测量天线的高度要符合GPS控制测量的标准,测量天谴的高度能够直接影响到GPS控制测量所得数据的准确性,一般情况下需要设立三个不同位置的测量天线高度,从而活动三个标准下状况下的数据情况,计算出天线高数据的平均值后还要确保天线高产生的误差不能超过3mm。在应用GPS控制测量的过程中也要选择合适的测量站点进行有效的测量,确保数据能够按照标准进行有效接受,这就要求GPS控制测量时要选择合适的地理环境进行GPS信号的接受工作。
        3.3电离层误差修正
        卫星信号在接受过程中容易受到气候条件的影响,另外,大气电离层也是影响信号传输的重要因素,它不仅会影响信号的接收,还会导致卫星信号反射回去,工程测量人员应采取电离层误差修正措施来防范和控制这类问题。通过构建电离层修正模型,运用多频观测修正的形式,在同一个测量点进行多个伪距离的测量,计算其折射率,并添加到相应频率修正模型中,即可将接收环节出现的误差进行修正处理,保证修正卫星信号频率精度得到有效控制。针对地下介质密度分布不均而产生的GPS定位测量精度误差,可在合适位置设置测量点、测量基站,能够将区域磁场对卫星信号接收设备的影响削减到最低。
        3.4重视工程测量误差的修正与校对
        对工程测量误差的修正与校对有足够的重视,可以有效提高GPS控制测量平面与高程精度。而针对工程测量误差的修正与校对,主要使用以下三种方法:①通过使用双频接收机采集GPS数据,利用不同频率的观测值组合进行电离层延迟改正、利用电离层模型加以改正、利用同步观测值求差来进行改正,以削弱电离层误差的影响。②减小接收机位置误差,将多台GPS数据接收仪设置到测量平面上,通过对多台数据接收仪接收的信息进行比对和研究来提升工程测量数据的质量。③通过计算机网络技术进行数据参数的修正。
        3.5GPS控制网图形设计注意
        在控制图形的设计中需要注意其关系着控制网的用途,并且要注意其是否能够满足用户的需求,所以,在设计中除了注意保证所测数据的精准性、GPS控制网基准,还需要注意GPS控制网的图形设计,一般是采用闭合图形提高可靠性,从而保证与原有地面控制网的重合点数大于3个并且容易确定转换参数,并且在不同级别的控制网点中会有1~2个方向通视,只有设计出合格的GPS控制网图形才能够节约成本又保证数据质量。另外,在GPS控制网的选择中也不能一味地套用同类案例,而是需要根据实际情况选用不同的模式和不同的控制网。
        结语
        综上所述,GPS控制测量技术在工程测量中的应用具有着十分积极的意义,能够对平面和高程的测量精度予以严格控制,使得工程测量工作的开展能够收获更为可观的社会效益和经济效益。但是GPS控制测量技术的应用会受到多种因素的影响而呈现出成效不佳的现象,需要工程测量人员能够对这一问题予以妥善处理,采取有效措施来提高平面和高程的测量精度,从而促进GPS控制测量技术的推广应用,为工程测量工作的保质保量开展增添助力。
        参考文献:
        [1]杨心力,徐其民.工程测量中GPS控制测量平面与高程精度研究[J].工程技术(全文版),2017.
        [2]陶诚.工程测量中GPS控制测量平面与高程精度研究[J].华东科技(学术版),2017(8):22-22.
        [3]符小俐.研究工程测量中GPS控制测量平面与高程精度[J].低碳世界,2017(25):82-83.
        作者简介:
        蒋洪春,1984.4,男,汉族,四川大竹人,大学本科,研究方向为测绘工程。
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