工程测量中应用GPS控制测量平面及高程精度分析

工程测量中应用GPS控制测量平面及高程精度分析

河北省煤田地质局物测地质队河北邢台054000

摘要:我国经济的快速发展,推动了我国科技的进步,从而实现了在工程测量领域的极大发展,比如,GPS测量技术的应用等。当然,在实际调查中也发现了很多问题,例如,用GPS进行工程测量发现了其与平面和高程度的精度不相符,使得我国的GPS技术不能满足大部分工程建设的需要。

关键词:工程测量;GPS控制测量;高程精度

引言

随着科技的发展,我国的工程测量技术被运用和推广,尤其是GPS测量技术在工程中被大量使用。目前为止,我国的大部分工程都在运用GPS控制测量技术,相对比较,这项技术有4大优点:高效率、精度高、操作方便而且费用少。但是在实际运用中,GPS测量技术也有5大缺点,例如:已知点了解程度低、分布不规则,已知点位置不准确、控制效果不佳和难以在水下进行操作等。这些缺点在修改时,不能用一些常规的办法进行修改,必须要用一些科学的平差技术来改正。文章重点对GPS控制测量技术在工程测量中的应用问题进行讨论,研究其影响高程和平面精度的影响因素,并提出科学的修改意见和策略。

1工程测量中应用GPS控制测量的概述及意义

GPS的工作原理主要是基于卫星定位技术以及遥感技术的条件之下,并且运用测量仪器获取相关的数据以及数据的计算过程。与此同时,在对相关工程项目进行测量时应注意大气层以及卫星的运行轨迹和接受设施等因素带来的不利影响。特别是存在于对流层中的放射物质,如果这种反射物质一旦增多,那么势必会干扰卫星中的信号,从而给测量的结果带来了一定的影响。

2工程测量中GPS测量技术的影响因素

2.1GPS高程模型因素

GPS高程拟合模型的合理选择,能够保障GPS测量技术的精度,若选择不当,会造成高程误差。GPS测量技术的应用,可以有效的避免测量时间与地形等的影响,在高程测量时,需要GPS高程拟合模型的支撑,因此模型选择的是否合理,直接影响着GPS测量技术的应用质量。

2.2GPS大地高测量精度

GPS大地高的测量精度直接影响着GPS技术的精度,受到公共点几何水准测量精度的影响。加之卫星钟差与星历误差等的影响,使得大地高的测量精度受到影响。除此之外,还受到卫星信号的影响。GPS主要是通过卫星定位,是基于卫星信号实现。若卫星数量较多或者位置图形较好,则天线接收信号较好,测量精度就越好,反之测量精度较差。

2.3公共点几何水准测量精度

除了GPS高程拟合模型对测量精度有影响之外,公共点几何水准测量精度也会对其造成影响,而出现影响的原因就是因。公共点几何水准测量精度与GPS大地高测量精度在测量时存在较大差异,这种差异的存在就造成了共点几何水准测量点与大地高的GPS技术高程测量将受到较大的差距的影响。

3在工程测量中高程精度控制的具体措施

3.1高程控制点

在工程测量中如果所测量的区域范围较广泛,且为了能够更好的使测量精准度有所提高,通常情况下会将测量区域分为几个小区域,并且建立拟合模型来进行测量。而通过建立拟合模型所得出的高程点必须是高精度的,尤其是针对高程的起算点要求更为严格。而高程起算点却又和点位的稳定性以及测量精度等级息息相关。另外在拟合的过程中应确保水准点均匀的排列在测量的区域范围之内,其点数不能低于6个。

3.2选用高精度的GPS接收仪

当工程中运用GPS技术进行测量的时,一定要保证GPS接收仪的质量和精准度,因为在测量时,卫星信号的接收质量是影响测量精准测量的重点。如果接收仪信号质量差,那么就会对测量精度带来重大影响,尤其是在户外进行测量时,一定要注意信号质量和地形地质等因素带来的影响,否则就会导致信号质量差,工程测量结果不准确。不仅如此,我国在使用GPS接收仪进行工程测量时,都是采用高精度的测量方式,如果因为信号质量问题对测量参数产生偏差,那么就一定会对结果产生重要影响,为此,我们一定要减少信号偏差,对测量结果进行科学的计算。

3.3对电离层误差进行修正

不仅如此,大气电离层也会对卫星信号造成影响,它具有折射、反射信号源的作用,使卫星信号在到达地球便面的GPS接收仪的时候出现偏差,使测量结果存在差距,为此,要对接受仪进行升级,让它符合多变的要求。具体分为3个方面:

(1)多频观测。通过一个固定频道对多个不同频道进行测量,根据不同频道测得的数值,统一进行处理分析然后得出准确的数值,用词来提高工程测量精度。

(2)电离层模型。通常情况下,在用单频道GPS接收仪进行测量的时候,可以使用导航电文给出的电离层模型进行参数计算,通过测量我们可以计算出数值然后与导航电文提供的电离层模型中来数值进行比较,然后得出科学的精确度。

(3)同步观测。我们在同一个地方设置多个GPS接收测量仪,通过对两者之间的数值差来准确的对电离层测量精度进行分析,然后对测量数值进行修改。

3.4大地高测量

(1)由于测量人员在测量的过程中会受到来自自身测量习惯以及外界环境因素的影响而影响。特别是在测量天线高的工作上表现得尤为不重视。而天线高的准确度将会直接影响着高程数据计算值的精准度,因此,相关技术人员必须要引起足够重视。在日常的GPS测量工作之中为了确保天线高的精准度往往需要从3个点分别进行测量,测量后所得出的数值需从中取平均值且误差值需控制在3mm的范围。(2)测量站点的选择。由于GPS在控制测量的过程中会受到环境因素的影响,从而进一步的影响信号的接受,所以在测量前应对项目附近的环境进行测量以寻找出最为合适的测量站点。(3)同步求差法测量。在进行同步求差法测量的过程中其距离必须在20km的范围之内,这种测量法也是GPS测量中最为常用的方式,其优点是在小范围内进行测量不会受到卫星星历、对流层以及电流层的影响,且误差小、准度高等,但是必须要确保同步进行观测。

3.5修正电离层误差

在应用GPS测量技术进行测量时,其会受到大气电离层的影响从而使得工程平面和高层精度的数值受到影响,所以在电离层误差修正中,技术人员可以采用同步观测修正以及多频观测修正和电离层模型修正等方式,来确保工程测量的精准度。但是在实际工程应用中绝大多数的单位会采用同步观测修正的方式,其优点明显且误差系数较小甚至可以忽略不计。

3.6合适的高程拟合数学模型

我们国家当建立高程模拟数学模型的时候,由于对于数据的换算主要就是模拟水准面的情况,并且把这样的情况展现在模型中,由于存在数学计算精度这样的影响因素,就会使得正常点和待测点存在比较大的偏差。进行计算的时候,会使用这样的几种形式。其中包括:平面拟合法、二次曲面法、样条函数法和多面函数法。通过有关的比较可以看出,二次曲面模拟形式得出的结果更加准确,并且不会存在比较大的误差。不过因为地质地形情况比较复杂以及有关的拟合计算工作比较复杂,进而使得计算结果出现误差,这样也就增加了工作量。

结语

在工程测量中,应用GPS控制测量技术,虽然获得了不错的效果,但是还存在着误差问题,是因为多种因素的影响。可以结合运用RTK测量技术,借助计算性能较好的软件,控制测量平面与高程精度,以确保测量结果的准确性与质量。

参考文献

[1]刘玮.GPS技术在道路工程高程控制中的应用研究[D].南京:南京理工大学,2016.

[2]刘丽,吕继书.GPS控制测量已知点检校的两种方法[J].天然气与石油,2016(01):107~110,14.

[3]罗毅.GPS测量技术在工程测量中的应用[J].工程技术研究,2017,(2):48+50.

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