GPS土地测绘技术中测绘精度的影响因素研究

GPS土地测绘技术中测绘精度的影响因素研究

江苏省测绘新技术开发应用中心南京市210000

摘要:随着人们生活水平的提高,随着我国土地资源开发工作的大量展开,土地测绘工作越来越多,全面增强土地测绘精度非常关键。其中在土地测绘工作中,GPS土地测绘技术取得了较好的应用效果。文中从GPS土地测绘技术及特点分析入手,重点研究了GPS土地测绘技术中测绘精度的影响因素,并以某测绘工程为实例,针对性提出了增强GPS土地测绘技术中测绘精度的相关对策。

关键词:GPS;土地测绘技术;测绘精度;影响因素;研究

引言

当前土地测绘规模越来越大,影响测绘精度的因素越来越多,为了更好增强GPS土地测绘技术在测绘工作中的测绘精度,确保测绘工作质量,对GPS土地测绘技术中测绘精度的影响因素进行分析有着较为重要的意义。

1GPS土地测绘技术及特点

GPS是全球定位系统的简称。GPS土地测绘技术主要以导航卫星为依据,在进行定位的过程中,GPS卫星到信号接收机之间的距离为基本测量量。当测量接收机锁定了四颗以上的卫星之后,就可通过伪距离测量进行时间测算,通过分析与研究,就能够得到测量三维坐标。众多GPS土地测绘实践表明,在土地测绘的过程中,使用GPS土地测绘技术具有4个方面的特点:首先,GPS土地测绘技术定位精度较高,在五万米的范围内其误差在五米之内;其次,GPS土地测绘技术观测时间较短,例如,其对两万米范围内的静态定位在短时间内就能够完成,同时对于每个站点,均可进行随时定位,所消耗的观测时间也在几秒左右;第三,GPS土地测绘技术在具体使用的过程中,两个测站之间不需要通视,仅需要保证在进行测量时,观测站上方的空间较为开阔即可,这在很大程度上也降低了测绘成本;第四,整个操作较为简单,特别是随着新装备的不断出现,GPS土地测绘信号接收器的体积在不断减少,整体的自动化程度不断提升,这在很大程度上增强了GPS土地测绘的便捷性,特别是在进行野外测绘时,GPS土地测绘技术总体的适应性非常强。

2使用GPS进行土地测量的误差来源

2.1来源于GPS卫星的误差

2.11人为的信号干扰

GPS系统的定位,主要是通过其所传输出来的基准信号来实现的。一些国家往往会优先考虑到本国的利益,而对于其他用户的定位精度进行干扰。通常所采用的方法是将高频抖动信号加入到GPS的基准信号当中,从而通过广播星历的精度降低来实现干扰。

2.12星历误差

出现星历误差,体现在计算卫星的位置上,其往往不会与实的位置相吻合,而这些星历数据正是卫星轨道参数所必须的。在某一时,都会对应相应的星历,从而计算出卫星运行到这个位置时的参数。

2.13卫星钟差

在GPS上面会安装有原子钟。当钟面上所显示的时间与GPS标准时间有所不同的时候,就是出现了卫星钟差。

2.14卫星发射天线相位中心偏差

在GPS卫星上面都会安装有信号发射天线。当其标称相位中心位置与实际的位置不相符合,就说明出现了卫星信号发射天线相位中心偏差。

2.2来源于信号传播途径的误差

2.2.1电离层延迟

在地球的周围存在着强大的磁场。当卫星所发射出来的电磁波收到地球电离层的干扰之后,就会发生折射效应。此时,GPS信号传播效果就会受到干扰,这种变化被称为电离层延迟。

2.2.2对流层延迟

在地球的周围,由于气压、温度和湿度都会发生变化,因此,会形成对流层。与电磁层一样,对流层同样会对GPS信号的传播造成不同程度的干扰。对于由于对流层的因素而形成的电磁波折射效应,被称为对流层延迟。

2.2.3多路径效应

多路径效应是针对GPS接收机而言的。当卫星信号传输给GPS接收机的过程中,在其周围环境的影响下,就容易使信号产生反射信号或者是折射信号,即为多路径效应。

2.3来源于GPS接收机的误差

与来自于卫星所带来的误差相对应,GPS接收机也会出现接收机钟差和天线相位中心偏差。在GPS接收机处于工作状态的时候,其还会受到控制软件以及硬件的干扰。对于GPS接收机所产生的误差,最值得注意的是周跳。所谓的周跳,又被称为“失周”或者“失锁”,其是相位观测值,是GPS系统定位的时候所采用观测值。关于相位观测原理,是利用了GPS接收机在震荡的作用下会出现相位,卫星载波同样会出现相位值,两者之间所形成的差距,即为相位观测值。由于相位是处于不断的变化之中的,所以GPS接收机要与卫星实时保持跟踪状态,并将相位的变化量测量出来。这是理想的状态。而在实际操作中,则会由于很多的因素而影响到预测结果。比如,当卫星信号受到各种因素的干扰之后,很容易导致失去了跟踪目标,或者是跟踪的时间出现了变化,从而造成无法将准确的相位变化测量出来的现象。这就是“周跳”。对于周跳现象的出现,经过技术处理之后就可以消除。但是当周跳小于10周,甚至于小于5周的时候,周跳现象就很难于被发现了,因此而导致了坐标误差的出现,从而影响了测量值的精度。

3增强GPS土地测绘技术中测绘精度的相关对策

3.1工程概况

某县1:1000比例尺地形测量、地籍测绘,工程内容主要包括县建成范围内约5.5平方公里土地的各级行政界限、界址线、界址点及宗地面积和各类地形要素的测绘以及外围9.5平方公里的1∶1000地形测量工作。在本次工程测量的过程中,综合考虑多方面需求,决定采用GPS土地测绘技术,同时考虑到GPS土地测绘技术受到的外界影响因素,在具体测绘的过程中,采取了如下措施,来确保GPS土地测绘精度。

3.2增强GPS土地测绘技术中测绘精度的相关对策

首先,对GPS信号接收机进行了鉴定,这里主要考虑到GPS信号接收机存在的通道间误差与钟误差等,对GPS信号接收机性能进行了全面了解,特别是其精度水平,这是开展GPS土地测绘的基础;其次,设计出高质量的GPS控制网。整个过程中控制GPS控制网基准边线长度相差,尽量降低其差值,这可确保GPS测绘误差能够做到均匀分布。同时在进行本次GPS控制网设置时,没有选择使用开放的网型结构,而是选择使用了封闭式子环路和闭合环,并在一些条件允许的位置,设置采用了三角形测绘结构,这对于增强整个测量工作的点位精度与控制网精度有着较大的促进作用;第三,在本次GPS土地测绘过程中,控制接受设备与地平线的角度超过15°,且为了降低多路径因素给整个GPS土地测绘带来的影响,在整个过程中,尽力避开较强反射物,例如:建筑物、山坡、山谷等;同时,为了降低电磁波带来的干扰,在选择位置时,尽量避开了微波中转站、电台、雷达站等;第四,在本次测量的过程中,对于观测前后的仪器高度取了其平均值,对于有着特殊要求的构建了观测墩,从而降低了对中误差给整个测量工作带来的影响。

结语

综上分析,将GPS土地测绘技术应用有测绘工作中有着较大的优势,且在具体应用过程中,影响最终测绘精度的因素也较多,因此,这就要求测绘技术人员在具体的测绘工作中,准确把控GPS土地测绘技术要点,从测绘工程的实际情况出发,采取相关的对策,提升GPS土地测绘技术测绘精度。

参考文献

[1]朱代尧.GPSRTK测量技术在地籍测量中的应用及精度分析[J].城市建设理论研究,2013(43).

[2]张东辉,王道军.GPS测量技术在土地测绘精度中的应用[J].科技创新与应用,2011(11).

[3]陈福金.GPS测量技术在土地测绘精度中的应用[J].中国新技术新产品,2010(22).

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