工程测量中GPS控制测量平面与高程精度的研究 尹建军

发表时间:2020/10/12   来源:《基层建设》2020年第16期   作者:尹建军
[导读] 摘要:随着现代科学技术的发展和演化,GPS技术已经从单纯的作地图导航技术拓展到了更加广阔的领域当中,尤其是在工程测量领域,GPS控制测量技术已经可以完善很多一般测量手段难以完成的事,而且还能有效降低测量成本、保障测量人员的人身安全,但是在现今的测量技术环节还有一些测量精度稍显不足,需要相应的方式解决这些问题。
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        摘要:随着现代科学技术的发展和演化,GPS技术已经从单纯的作地图导航技术拓展到了更加广阔的领域当中,尤其是在工程测量领域,GPS控制测量技术已经可以完善很多一般测量手段难以完成的事,而且还能有效降低测量成本、保障测量人员的人身安全,但是在现今的测量技术环节还有一些测量精度稍显不足,需要相应的方式解决这些问题。
        关键词:工程测量;GPS控制;测量平面;高程精度;研究
        1GPS系统的概念
        GPS系统,即全球定位系统,最早主要是应用于无线导航中,为交通工具或者个人用户提供全天候、全球性、续航性高的实时精准三维坐标服务。现今GPS不断地发展,除了导航也开始拓展到其它各行各业中,比如现今各种运输交通工具中的定位以及路线查找;勘探行业中观测周边环境,了解需要装备的各项物品;地址海洋变化的实时监控;对于国界以及领土海洋边间的确定和标记;测算大地的水准面等等,都可以用到GPS系统,尤其是在工程测量方面,不仅能够精准测量,还能够有效降低测量成本。
        2工程测量中GPS控制测量平面与高程精度存在的问题
        2.1GPS精度达不到相关要求
        在工程测量中,大地高程的测量对于GPS精度有着非常苛刻的要求。但是在测量过程中很容易受到相对效应以及卫星的时差影响,其中还包括量取天线高所引起的误差、天线整平误差、天线对中误差等,并且在工程测量过程中,还会因为GPS接收设备出现误差而导致精度下降。因此,只有经过严谨的计算和预估,才能够充分发挥GPS控制测量技术的优势,对测量平面与高程精度进行有效的控制。然而,部分技术人员没有使用符合要求的GPS精度,使得卫星输送信息、设备接收信息的质量达不到预期。经常因为图像失真而影响大地高程测量精度,进而无法科学地选择测量平面和控制点位置。
        2.2选择测量平面的标准不明确
        在工程测量中,对于测量平面的选择以及控制点位置的选择都有着非常严格的要求,只有经过严谨的计算,才能够保证测量平面与控制点位置选择的科学合理性。但是部分技术人员在运用数学方法拟合得到高程异常值的过程中,并没有严格按照相关标准控制水准测量的精度等级,导致高程起算点的精度无法满足相关部门的要求,GPS的功能发挥也受到限制。
        2.3没有意识到工程测量中的误差控制的重要性
        技术人员不重视工程测量中存在的误差,也会对GPS控制测量技术的应用效果产生影响。而且,大多数的工程测量的工作环境都十分恶劣,卫星接收信号很容易受到空气对流层、海拔高度等因素的影响,从而产生对流层延迟、电离层延迟、多路径效应等误差。所以,技术人员必须要结合实际情况修正工程测量中的误差,才能保证工程测量的工作质量。如果技术人员没有意识到这一点,那么工程测量中差生的误差将无法在第一时间得到修正。


        3提高GPS控制测量平面及高程精度的对策
        3.1高程拟合法的优化
        为提高GPS控制测量精度,可以通过以下几个方面对高程拟合法进行优化来实现:1)要充分对项目区域进行考察,控制点数量要根据测量项目的实际情况确定,例如,当作业区域面积开阔的时候,可以根据测量区域的特点以及项目要求,对该区域进行划分测量并建立拟合模型,为后面的测量作业做好准备。2)为了保证精度的准确性,作业初要对高程的起算点的合理性与点位的稳定性进行细致考量,测量作业的流程以及实际操作要严格按照规定和标准进行。除此之外还要严格控制测量区域的水准点数,尽量多的均匀布置,最低数量也要不低于6个。3)要充分了解并掌握各个高程拟合模型特点,认真分析各个高程拟合模型在工程项目中应用的情况,科学论证后才能确定最终方案。常用的拟合法有两种,分别是平面拟合法与二次曲面拟合法,这两种方法都是基于几何学,能够准确计算控制范围内的控制点与待定点。在作业时如果能够综合使用两种方法,将可以很大程度的降低测量数据的误差,提高测量精度。
        3.2高程拟合法的合理选择
        高程测量精度控制过程中,高程拟合法的合理选用特别重要。在实际测量作业中要对数学曲面模拟数据进行水准面模型换算,当数学模型的计算精度有偏差的时候,就会对高程精度产生影响。另外,数学模型的建立也非常重要,数学模型出现偏差会造成测量点高程与待测点高程出现差异。除此之外还有多面函数法也可以对高程精度进行准确定位,多面函数法是通过对测量点高程与待测点高程的函数值进行处理计算,从而提高高程的精度。通过上面的叙述可以知道,计算高程精度的方法很多,而每个测量作业任务必须要根据工程的实际情况经过科学论证后才能确定最终选择什么方法。
        3.3大地高测量的优化
        对大地测量进行优化可以从以下几方面进行:1)首先要从操作人员下手,组织作业人员积极学习,进行专业的系统培训,不断提高综合素质,巩固工作基础,严格操作流程,学习新的方法。2)在测量天线高度时,要建立4个点进行分区测量,然后对测量数据平均取值,保证误差小于5mm。3)科学布置测量站点。因为GPS测量会受到各种因素的影响,选择站点的时候首先要保证站点位置能够保证GPS信息能够正常稳定的接收。测量站点极易受自然因素的干扰而影响到测量精度,因此在测量时可以采用同步求差法,可以对测量区域进行同步实际测量,有效减少星历及电流层影响,尽可能的保障测量精确度。4)对测量精度影响的还有一个重要因素就是电离层误差,为避免这一因素,测量的时候要关注天气情况,避免在恶劣天气进行作业,还要对参数进行对比,及时修正参数精度,对不同观测点的实际差值进行核算,最后还要应用同步观测修正法对参数进行实时修正,有效降低误差值。
        4结语
        由于GPS测量技术应用的强大优势,在各种工程中被广泛应用,其应用设备携带方便,与传统测量方式相比大大提升了效率。GPS测量技术是在综合利用卫星定位技术与遥感技术得以实现的,在进行作业操作时,要计算卫星的运行轨迹,还要考虑大气层情况以及发射与接收设备等因素的影响,如果大气对流层中反射的物质比较多,就会干扰到信号的传输,从而影响到高程测量数据的准确性。而且大部分工程测量具有的已知点相对较少,已知点位置分布不合理、网状不佳等情况,使其水准测量很难进行,这就使得GPS测量时,难以保障控制网的精准度,在测量过程中,高程精度误差相对比较明显。
        参考文献:
        [1]官庆辉.工程测量中GPS控制测量平面与高程精度的研究[J].西部探矿工程,2019,31(02):154-155+158.
        [2]路凯.工程测量中GPS控制测量平面与高程精度分析[J].工程建设与设计,2019(02):277-278.
        [3]周万香.工程测量中应用GPS控制测量平面及高程精度[J].现代物业(中旬刊),2018(12):18.
        [4]亓峰.工程测量中GPS控制测量平面与高程精度[J].居舍,2018(29):151.
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