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分析GPS工程测量网数据处理与质量评估

发表时间：2021/9/3 来源：《建筑科技》2021年9月中作者：刘斌

[导读] 随着现代科技的快速发展，工程测量领域新技术的应用，进一步推动其自动化、数字化发展。其中，GPS技术是工程测量中常用的定位技术之一，其具有受外界环境影响小、测量精度高、全天候作业等重要优势，适用于各类工程测量，应用范围广泛。

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摘要：随着现代科技的快速发展，工程测量领域新技术的应用，进一步推动其自动化、数字化发展。其中，GPS技术是工程测量中常用的定位技术之一，其具有受外界环境影响小、测量精度高、全天候作业等重要优势，适用于各类工程测量，应用范围广泛。在工程测量中应用GPS技术，能够充分利用其技术优势，对工程各方面参数进行测量，从而帮助工程施工顺利开展。
关键词：GPS工程测量网；数据处理；质量评估
        引言
        GPS定位技术在工程测量中应用广泛，具备定位精度高、观测效率高、操作简单等优势。为了进一步提升GPS工程测量网数据处理效率，强化质量评估，，需要不断发展其变形监测理论、测量技术等，以提升数据处理水平，特别是GPS技术的应用和发展对工程监测来说有着积极意义。
        1GPS工程测量网工作原理
        作为一种全球定位技术，GPS技术工作的主要原理就是距离交会法，这种新型的定位技术在实际应用中发挥了巨大优势。在GPS系统正常工作状态下，卫星装置在对数据信息传递过程中会转换成信号形式，在地面需要安装一定型号的接收装置，从而接收和处理相应的卫星信号。在这种情况下，可利用这些特定地区、特定位置上的接收装置处理卫星信号，通过计算，有效地获取发出信号卫星与信号接收装置之间的距离，利用这些距离信息和距离交会法准确计算出信号接收装置所处的具体位置，进而生成所谓的三维立体坐标。
        2GPS工程测量网数据处理模式
        2.1数据处理模式一
        这种模式在数据处理方面，就是将GPS基线向量转化到指定平面，使其成为二维基线向量，在此平面上联合平差。在此平面上需进行合理变换，以实现具体数据处理。在具体处理过程中，要先根据基线向量的具体观测值，对各点实际三维空间直角坐标计算，获得其近似值。然后根据GPS具体基线向量位置信息，将其中一个端点固定，并根据该基线向量观测值，对另一个端点进行计算。然后利用高斯投影正算公式计算各相应点平面坐标，以计算其平面上基线向量，可求得相应方差-协方差阵变换过程。经过转换，将之前观测值、方差-协方差阵转换到工程坐标体系中，进而获得误差方程，要考虑到已知点数据误差，将其作为虚拟测值来得到误差方程，然后求取按照最小二乘法得到的方程，以获得各点坐标、控制网质量指标。
        2.2数据处理模式二
        该模式是将纯粹的GPS数据实行三维无约束化平差，将其三维坐标、方差-协方差阵整体转换到指定平面，以得到一个平面上二维坐标及其方差-协方差阵，将求取的实际坐标作为联合平差，根据最小二乘法原理对GPS虚拟观测值和地面其他观测值进行平差处理。
        3GPS工程测量网质量评估要素与方法
        3.1基线运算方法评估要素
        （1）准确校核重复基线的长度。针对同一基线边多个时段进行综合观测，能够准确获得多个基线边，又常被人们称作重复基线，重复基线中存在粗差，通过对重复基线进行综合评价，能够提高GPS工程测量网质量评估效率。（2）进行方差比值。方差比值能够准确反映出整个周末未知数的可靠度，比值大小和可靠度呈现正比例关系，若比值小，则表明可靠度差，比值大，说明可靠度好。（3）计算同步环与异步环闭合差。GPS工程测量网精度评估的核心指标是计算同步环与异步环闭合差，进而准确判断出组成环路基线内部是否存有粗差。

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        3.2基线解算类型
        所谓基线解算，主要指的是结合几个测站GPS同步观测数据信息，通过分析这些观测信息，合理确定出各个测站间的坐标差，确定基线向量，找到误差产生原因。第一，单基线解。GPS接收机经过一段时间的同步观测之后，相邻两台接收机间会形成基线向量，开展同步观测，相关人员能够精确选出同步观测基线，在选择独立基线的过程中，每条基线不能形成闭合环即可。简单来讲，就是构成闭合环同步基线之间存在函数关系，经过同步观测后，独立基线虽不具备函数特性，但是其误差呈现一定关联，采用同步观测方式，每条基线的误差均呈现一定关联。单基线解算法比较简单，但是采用此种解算方法，最终所获得的解算结果无法完全反映基线之间的误差特性，对后续的网平差处理影响较大，在普通等级的GPS网测设当中应用较多。第二，多基线解。多基线解算能够反映出同步观测基线误差的相关性，基线解算过程中，相关人员能够对同步观测所获得的独立基线进行统一解算。采用多基线解方式，能够帮助相关人员进一步了解各个观测基线之间的误差相关性，更为严谨。第三，多站整体解。相关人员结合GPS工程测量网，构建数据模型，将独立的基线组成整网，模型结构更加严密，基线间互相约束，结构性更强。
        3.3质量评价
        对于相关工作人员来讲，利用Gpsadj软件能够清晰地看到测量控制网内部各条重复基线，当基线边差值小于相同级别对应精度时，可对存在粗差基线进行改进。利用Gpsadj软件可以帮助相关人员更好地判断基线相对误差，以及三个不同方向的闭合差与边长闭合差等，这些误差能够体现在同步环与异步环当中。针对不满足规定标准要求的同步环坐标分量，要求相关人员进行妥善处理。另外，相关人员也可以利用解类型评价方法进行评价，结合测量技术相关规范要求得知，针对双差固定解与三差解。若基线与基站距离比较短，可以采用双差固定解。若误差出现在基线范围30km之内，在可以采取固定解与浮点解方式，提高处理结果的精确度。若基线范围超过30km，在解算的过程中，可采用三差解。
        3.4基线运算方法优化措施
        改进基线运算处理方法，在基线解算前，相关人员要合理设定项目相关参数，比如控制网的等级与坐标系等参数，然后利用软件当中的缺陷参数，合理确定解算结果，根据结算数据，准确评价基线结果质量，并改进基线运算处理方法，（1）科学确定卫星高度截止角。根据软件提供的截止角、选择范围以及观测时间，进行有效核实，若同步观测的卫星数量超过6颗，同步观测时间超出45min，则可增加高度截止角度，将低空历元数据直接剔除，并采用抗干扰能力较强的高空历元来解算。（2）采用模糊度分解法。在解算整周模糊度的过程中，采用整数最小二乘法原理较多，模糊度分解方法主要包括四种，分别是模糊函数方法、模糊度求解方法、最小二乘原理去耦调节方法与快速模糊求解法等，在这些解算方法中，最小二乘原理指导去耦调节方法应用较多，若基线较短，同时需观测的数据量较小，采用此为种方法，能够取得较好效果。（3）将无效历元剔除。针对无效的卫星信号，可直接剔除，相关人员需要点击左侧边框“观测数据前面”的“+”符号，此时全部观测数据文件会完全展开，双击一个观测文件，点击鼠标左键，拉住历元中断部位，将无效历元彻底剔除，然后进行基线解算，提高数据处理效果。
        结束语
        综上所述，通过对GPS工程测量网质量评估要素与方法进行全方位分析，例如明确基线运算方法评估要素、基线解算类型、质量评价、基线运算方法优化措施等，可以保证GPS工程测量网数据处理与质量评估效果得到明显提升，提高数据准确率。
参考文献
[1]陈苗苗.探究GPS技术在工程测量中的应用[J].建材与装饰，2019（34）：237-238.
[2]蔡庆文.GPS技术在建筑工程测量中的应用分析[J].居舍，2019（33）：52.
[3]邱明.GPS测量技术在工程测绘中的运用分析[J].中国管理信息化，2019，22（10）：84-85.