GPS在物理大地测量中的应用

GPS在物理大地测量中的应用

内蒙古科技大学内蒙包头014010

摘要:我国经济的不断发展,使得我国的科学技术水平得到了迅速的提高,在我国的军事领域中GPS技术的应用相对来说比较广泛,在大地测量服务方面需要更高的精度要求,但是GPS网络建设在我国还不是非常的完善,传统的GPS网络已经无法满足当今社会的要求,因此加大GPS网络的建设能力就变得非常重要和突出,在大地测量方面要进一步提高GPS技术的服务能力,本文通过介绍GPS测量技术的原理以及它所存在的测量局限性,对GPS技术在大地测量方面提出了几条建议和措施。

关键词:GPS技术;大地测量;技术原理;技术应用

一、引言

在我国的军事领域中GPS技术的应用相对来说比较广泛,随着GPS技术的不断发展,它也被用在了大地测量方面,并且取得了很好的效果。GPS技术拥有先进的观测和数据处理设备,在测量大地时候可以满足高精度的要求,但是随着社会的不断发展进步,传统的GPS网络已经无法满足当今社会的要求,所以必须要增加网络的层次,进行技术升级改造来提高GPS网络在大地测量方面的精准度要求。

二、使用GPS技术进行大地测量的必要性

大地测量工作是一个整体的工作,具有相当大的复杂性,在测量的时候不仅要考虑地形地势,还要考虑建筑物带来的影响,加大了测量工作的难度。除此之外,地面测量所涉及的范围非常的广,如果只是靠人力来回跑动来测量地面是相当费人费力的,并且这个进程也相当的慢,得依靠工作人员来一点点的进行勘测,也不能保证地面测量的精准度,因此这些测量的数据对接下来的工作并没有很大的用处,总之,这种靠人力进行测量的行为是不合理的,需要改变和提高测量方式。

三、GPS大地测量技术局限性的分析

3.1多路径效应的影响

多路径效应所带来的影响既有直接的也有间接的,对三维坐标产生的影响就是直接影响可以产生分米量级,对整周模糊度求解产生影响的就是间接影响。在充足的观察时间内,改变卫星的几何位置可以通过平均计算的方式来实现,如果观察的时间不够,比较短,那么这种平均效应就会逐渐的削弱,会逐渐增加多路径的效应。就技术方面来看,虽然可以适当的减弱多路径效应的影响通过使用有关的软件和设备,但是选择对应的点站来对多路径效应进行削弱和控制也是一个很好的选择。

3.2大地水平面模型的影响

椭球高度这种数据是经过GPS网络测量得到的,因此为了得到更加精准的高度通常会通过测量高程的异常指数来获得。当测量的距离比较长,尽管大地的水准面和高程基准面会对其产生影响,但是GPS测量还是可以获得非常精准的椭球高度,减小误差的发生,全球重力场模型是唯一一个可以使用大地水准面模型的,可以将它进一步的拓展成球体模型,对半度范围内的问题可以很好的控制。但是当实际测量的时候,国家级的网络模型会对绝对的精度和相对的精度有一定的限制,因此通常是对当地的大地高程模型进行测量计算并且配合内插技术,通过这种方式来提高高程测量的精度,重力值是不是可靠对精度的高低有着很重要的影响,随着地区的高差增加,大地的水准面模型精度会降低。

3.3高程基准面的影响

在很多的地区,都可以用正常的高度和正高来定义高程基准面。但是也会存在一些地方不止定义了一个高程基准面,在这些高程基准面中也会有自己对应的源点来推算,通常通过一个或者多个潮汐的平均海水平而值来对此源点的高程值进行确定,因为存在一些不确定的因素,所以不论是海洋测量还是水准测量都会出现一些误差,对高程基准面的参考价值会有直接的影响,对于当前的高程基准面来说,可以通过在大地水准面模型中增加一个曲面来解决这个问题,对高程信息管理进行改造的时候,在数据库中大多数只是存储了正常高或者正高,但是高程基准会和正常高或者椭球高进行结合,那么大地水准高度就需要使用非常严格的观测需求。一定要严格对观测的操作过程进行管理,通过这种方式使不同的数据类型减小成为负面的可能,这样才会让问题更加的清晰简单明了,才能让高程基准面的难度进一步降低。

四、增强GPS技术在大地测量中应用的主要措施

4.1补充原有的GPS网络,使其更加完整

对之前的网络骨架做出补充和加密是提高GPS技术在大地测量应用方面的有效方法之一,那些地面上已经存在的控制网络,不能对处理本身的观测点进行大密度的要求,与此同时也会受到一些人为的干扰,因此在对某些城市或者地区的基础建设方面存在的问题进行了解的时候,通常会对重点地区的控制点位使用GPS技术对其做出补充和加密,对建立有效的地区级GPS网络使用这种方法是非常有利的。

4.2检测己有网络的有效性

对地面控制网络进行检测的时候传统的观测手段会存在一定的局限性,并且定位分布和精度指标己经不能满足目前的经济发展和城市建设,由于网络建设在当今社会是非常有必要的且经济性也很高,所以在提高网络服务质量的时候可以使用新技术来对传统的网络系统进行升级和改造,这也是非常有效的办法,也就是说通过使用高精度GPS技术来对之前的地区性网络进行完整的升级改造,与此同时也要设置合适的GPS网点,对之前网络的有效性进行检测,让它和之前的网络达到完美的结合,接着对GPS数据和经典控制网络进行并联和平差处理,然后对旧网络进行完善和改造,进一步将网络的服务能力提高。

结语

综上所述,随着GPS技术的不断发展,它也被用在了大地测量方面,并且取得了很好的效果。GPS技术拥有先进的观测和数据处理设备,在测量大地时候可以满足高精度的要求,但是随着社会的不断发展进步,传统的GPS网络已经无法满足当今社会的要求,所以必须要增加网络的层次,进行技术升级改造来提高GPS网络在大地测量方面的精准度要求。

参考文献:

[1]牛刚.GPS在物理大地测量中的应用及GPS边值问题[J].黑龙江科技信息,2017

[2]唐元义,许厚泽.物理大地测量边值问题的自然边界元解法[J].武汉理工大学学报(交通科学与工程版),2008

[3]李斐.大地测量基础理论与方法研究进展[J].地球物理学进展,2000

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