浅谈工程测量中GPS技术的应用及精度分析

浏览76次 时间:2018年6月21日 15:14
  年第09期1 GPS 技术概述1.1 GPS 技术构成GPS 由全球通信卫星、地面监控系统、接收装置三部分构成。通信卫星接收并存储地面监控站发出的导航信息,并在原子频控制下发送导航定位信息给用户,接收装置接收到监控站以后对数据进行处理。地面监控系统一般由主控站、三个信息注入站和五个监测站构成,监控系统的主要功能是检测卫星工作情况、卫星轨道数据和大气数据等信息。用户接收机接收到卫星发射的信号,获得距离观测量和导航信息,并根据导航提供的信息修正时钟差和卫星位置,从而计算出接收处的位置。
  
  GPS 技术定位原理是通过测量已知地点的卫星到用户接收机之间的距离,然后根据多颗卫星接收的数据信息判断接收机的具体位置,然后通过计算判断出发射卫星的距离,并利用卫星地理原理计算出卫星的三维坐标,从而达到测量的目的。
  
  1.2 GPS 技术的优点GPS 技术与传统的测量技术相比,具有以下优点:第一,测量站不需要通视。GPS 技术应用在工程测量中,不需要测量站之间实现通视,这样减少了测量工作时间。第二,定位精度高。
  
  将GPS 用于工程测量工作中,在小于50 千米的基线上,GPS定位精度达到了1-2ppm。第三,观测时间短。GPS 在测量小于20 千米的短基线时只需要几分钟。第四,操作简单。GPS技术的接收机设备比较轻,用于户外测量时比较方便。第五,全天候测量。无论在什么时间、地点,GPS 技术都可以实现测量。第六,可以提供三维坐标。GPS 测量过程中,可以精准定位到站点的三维坐标,随着现代科学技术的进步,有的高程精度已经达到四等水准测量要求。
  
  2 工程测量中GPS 技术应用精度的影响因素分析从工程测量中GPS 技术的实际应用来看,其技术优势突出,但同时也存在一些影响因素,会导致GPS 技术测量的精度下降,主要的影响因素包括以下三个方面。
  
  2.1 GPS 高程拟合模型因素在工程测量中,GPS 高程拟合模型的选择非常重要。基于GPS 高程拟合模型选择过程中,在模型不同的情况下,对GPS技术高程测量精度产生的影响也会有所不同。因此,在模型选择过程中,需选取合适的模型,以此减少测量误差。和传统技术相比,在测量过程中,GPS 技术能够降低诸多因素包括测量时间、测量地形以及测量工作量等产生的影响。
  
  2.2 公共点几何水准测量因素公共点几何水准测量精度和GPS 大地高测量精度在测量过程有较大的差异。当出现这种差异时,便容易导致公共点几何水准测量点和GPS 技术大地高程测量出现较大的影响。总之,需合理、科学地控制公共点几何水准测量,在GPS 技术应用过程中,确保工程测量的精度得到有效保障。
  
  2.3 GPS 大地高的测量因素在GPS 测量过程中,其精度容易受到GPS 大地高测量的影响。GPS 大地高的测量精度会对GPS 测量精度产生影响,卫星钟差和卫星星历误差也会对GPS 测量精度产生影响。此外,相对论效应也会对GPS 测量精度产生一定的影响,因此需加以重视。
  
  3 提高工程测量中GPS 技术应用精度的措施3.1 选用适宜的高程拟合数学模型构建高程模拟数学模型,因为数据换算的关键步骤为对水准面进行模拟,将实际情况演示于模型中。然而该过程有数学计算精度存在,这样便导致正常点与待测点之间会存在较大的偏差。所以,为了使偏差降低,有必要选用适宜的高程拟合数学模型。在实际计算过程中,还会使用到平面拟合法、二次曲面法或多面函数法。结合模型与对比,发现二次曲面模型获取的结果更加精准,不会出现较大的误差。因此,需选用适宜的高程拟合数学模型,并结合数学算法,确保测量的精度。
  
  3.2 修正电离层误差卫星信号容易遭遇大气电离层的影响,这主要是因为大气电离层存在折射和反射信号源的现象,当卫星信号到达地球表面的GPS 接收仪时,便出现偏差,进一步导致测量结果存在差距。因此,需对接收仪升级,主要方法包括:(1)可采取多频观测法,经一个固定频道,测量多个不同频道,然后对不同频道所测得的数值经统一分析处理,获取精准的数值,进一步确保工程测量精度得到有效提升。(2)选择合适的电离层模型,采取单频道GPS 接收仪的情况下,可应用导航电文所给的电离层模型完成相应的参数计算,进一步和导航电文所提供的电离层模型中数值进行对比,最终确保测量的精准度。(3)采取同步观测方法,即基于同一地方进行多个GPS 接收测量仪的设置,在分析比较它们数值差的情况下,分析电离层测量精度,进一步修正测量数值,从而提高测量精度。
  
  3.3 提高工程测量工作人员的综合素质GPS 技术在测量工程应用过程中,对操作人员的综合素质要求比较高。测量工作人员必须熟悉每一个仪器的性能、功能、使用步骤、运行原理,这样才能更好地操作设备。同时在测量工作中,测量工作人员必须按照GPS 使用的步骤进行测量,做好测量工作的每一个环节,从而最大限度发挥出GPS 技术的作用。
  
  4 结语进入21 世纪以来,在社会经济稳步发展的基础上,我国工程测量事业也取得了快速发展。工程测量包括如公路、市政设施、矿山、水下地形以及山地变形等方面项目的测量,其中有相当一部分测量作业复杂,需借助现代科学技术才能完成。
  
  GPS 技术是工程测量工作中应用广泛的一项新型技术,该项技术具有应用价值高、测量精度高等优势。
  
  参考文献:[1] 林永革.关于GPS在工程测量中的应用分析[J].低碳世界
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