基礎(chǔ)控制測(cè)量中GPS控制網(wǎng)的優(yōu)化策略分析

　　摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)的GPS技術(shù)有了很大進(jìn)展，并在GPS控制網(wǎng)中得到了廣泛的應(yīng)用。通過(guò)分析GPS控制網(wǎng)，總結(jié)系統(tǒng)中存在的不足，對(duì)GPS控制網(wǎng)加以完善。本文基于基礎(chǔ)控制測(cè)量對(duì)GPS控制網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，通過(guò)深度分析GPS控制網(wǎng)原理，制定優(yōu)化指標(biāo)，進(jìn)一步提升GPS控制網(wǎng)的工作效率。

　　關(guān)鍵詞：基礎(chǔ)控制測(cè)量;GPS控制網(wǎng);優(yōu)化策略

　　引言

　　GPS測(cè)量技術(shù)是在綜合利用衛(wèi)星定位技術(shù)與遙感技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)的，在進(jìn)行作業(yè)操作時(shí)，要計(jì)算衛(wèi)星的運(yùn)行軌跡，還要考慮大氣層情況以及發(fā)射與接收設(shè)備等因素的影響，如果大氣對(duì)流層中反射的物質(zhì)比較多，就會(huì)干擾到信號(hào)的傳輸，從而影響到高程測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。而且大部分工程測(cè)量具有的已知點(diǎn)相對(duì)較少，已知點(diǎn)位置分布不合理、網(wǎng)狀不佳等情況，使其水準(zhǔn)測(cè)量很難進(jìn)行，這就使得GPS測(cè)量時(shí)，難以保障控制網(wǎng)的精準(zhǔn)度，在測(cè)量過(guò)程中，高程精度誤差相對(duì)比較明顯。

　　1GPS控制測(cè)量平面精度

　　當(dāng)前，工程測(cè)量技術(shù)人員要想獲取準(zhǔn)確的平面精度測(cè)量數(shù)據(jù)十分方便，因?yàn)榧夹g(shù)人員可以實(shí)現(xiàn)GPS通過(guò)控制網(wǎng)來(lái)獲取準(zhǔn)確的平面精度數(shù)據(jù)。但是，需要注意的一點(diǎn)是，技術(shù)人員在實(shí)現(xiàn)GPS控制網(wǎng)之前，應(yīng)該要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)控制網(wǎng)的形狀進(jìn)行設(shè)計(jì)，并根據(jù)實(shí)際情況對(duì)測(cè)量基準(zhǔn)與精度進(jìn)行控制。在利用GPS進(jìn)行平面測(cè)量時(shí)，應(yīng)該要將控制網(wǎng)分成不同的級(jí)別，便于實(shí)現(xiàn)逐級(jí)控制。在進(jìn)行工程測(cè)量時(shí)，選擇合適的測(cè)量方法是十分重要的，技術(shù)人員應(yīng)該根據(jù)工程的實(shí)際情況選擇測(cè)量方法。

　　2GPS控制網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)各項(xiàng)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)

　　通常的衡量標(biāo)準(zhǔn)是基于控制量各項(xiàng)精度指標(biāo)，按照精度、可靠性以及經(jīng)濟(jì)等指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)。優(yōu)化設(shè)計(jì)也根據(jù)上述指標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)于用途不同的控制網(wǎng)，對(duì)其指標(biāo)的側(cè)重也會(huì)適當(dāng)做出改變。(1)精度指標(biāo)。GPS控制網(wǎng)會(huì)存在一些誤差，精度指標(biāo)指的是誤差分布的離散程度，通常會(huì)用參數(shù)方差對(duì)離散程度進(jìn)行描述。(2)可靠性指標(biāo)。GPS控制網(wǎng)的可靠性指標(biāo)是根據(jù)，構(gòu)成模型產(chǎn)生的誤差而提出的理論。其中內(nèi)部可靠性代表控制網(wǎng)的自檢能力;外部可靠性代表的是抵抗殘存粗差的能力。進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，一般會(huì)用可靠率對(duì)GPS控制網(wǎng)的可靠性進(jìn)行評(píng)估。(3)經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。進(jìn)行GPS控制網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，不能光從性能方面考慮，還要結(jié)合經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行考慮。為滿(mǎn)足精度、可靠性這兩點(diǎn)需求，經(jīng)濟(jì)也需要合理衡量，在設(shè)計(jì)時(shí)，使控制網(wǎng)同時(shí)滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)和精度、可靠性的指標(biāo)。優(yōu)化平時(shí)測(cè)量時(shí)，GPS控制網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)成本。

　　3GPS工程控制網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

　　3.1高程擬合法的優(yōu)化

　　為提高GPS控制測(cè)量精度，可以通過(guò)以下幾個(gè)方面對(duì)高程擬合法進(jìn)行優(yōu)化來(lái)實(shí)現(xiàn):1)要充分對(duì)項(xiàng)目區(qū)域進(jìn)行考察，控制點(diǎn)數(shù)量要根據(jù)測(cè)量項(xiàng)目的實(shí)際情況確定，例如，當(dāng)作業(yè)區(qū)域面積開(kāi)闊的時(shí)候，可以根據(jù)測(cè)量區(qū)域的特點(diǎn)以及項(xiàng)目要求，對(duì)該區(qū)域進(jìn)行劃分測(cè)量并建立擬合模型，為后面的測(cè)量作業(yè)做好準(zhǔn)備。2)為了保證精度的準(zhǔn)確性，作業(yè)初要對(duì)高程的起算點(diǎn)的合理性與點(diǎn)位的穩(wěn)定性進(jìn)行細(xì)致考量，測(cè)量作業(yè)的流程以及實(shí)際操作要嚴(yán)格按照規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。除此之外還要嚴(yán)格控制測(cè)量區(qū)域的水準(zhǔn)點(diǎn)數(shù)，盡量多的均勻布置，最低數(shù)量也要不低于6個(gè)。3)要充分了解并掌握各個(gè)高程擬合模型特點(diǎn)，認(rèn)真分析各個(gè)高程擬合模型在工程項(xiàng)目中應(yīng)用的情況，科學(xué)論證后才能確定最終方案。常用的擬合法有兩種，分別是平面擬合法與二次曲面擬合法，這兩種方法都是基于幾何學(xué)，能夠準(zhǔn)確計(jì)算控制范圍內(nèi)的控制點(diǎn)與待定點(diǎn)。在作業(yè)時(shí)如果能夠綜合使用兩種方法，將可以很大程度的降低測(cè)量數(shù)據(jù)的誤差，提高測(cè)量精度。

　　3.2強(qiáng)化控制點(diǎn)的布設(shè)

　　測(cè)量人員只有提高高程起算點(diǎn)的準(zhǔn)確性，才能保證其他控制點(diǎn)高程值測(cè)量的精度。因此，對(duì)于工程測(cè)量過(guò)程而言，技術(shù)人員必須針對(duì)實(shí)際的測(cè)量范圍選擇合適數(shù)量的工程測(cè)量點(diǎn)并加強(qiáng)控制點(diǎn)布設(shè)工作的控制力度。一般而言，在對(duì)控制點(diǎn)進(jìn)行布置過(guò)程中，其選擇最少的水準(zhǔn)點(diǎn)數(shù)量不得小于六個(gè)，而且，要保證這六個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)在分布過(guò)程中都能處于均勻的狀態(tài)，只有提高控制點(diǎn)分布的合理性與均勻性，才能保證高程起算點(diǎn)測(cè)量結(jié)果的精度和穩(wěn)定度。此外，如果需要測(cè)量的范圍較大，那么技術(shù)人員在利用GPS測(cè)量技術(shù)時(shí)，可以利用分區(qū)構(gòu)建擬合模型的方法來(lái)合理的布置控制點(diǎn)。

　　3.3提高測(cè)量平面的選擇標(biāo)準(zhǔn)

　　測(cè)量者應(yīng)注意選取適宜的公共幾何點(diǎn)，以對(duì)平面高程、平面高程異常值展開(kāi)詳細(xì)的估算。其中，計(jì)算高程數(shù)值過(guò)程中，測(cè)量者可以借助高程擬合先展開(kāi)測(cè)量，待得到結(jié)果后只需去除正常高即可獲得所需數(shù)值，該環(huán)節(jié)可反復(fù)使用二次曲面擬合法進(jìn)行，從而將誤差不斷減小至可控范圍。但若是測(cè)量工程所處地質(zhì)環(huán)境不同，則選擇標(biāo)準(zhǔn)同樣需要發(fā)生更改。假設(shè)測(cè)量工程處于地勢(shì)起伏明顯的山區(qū)，則應(yīng)綜合衡量測(cè)量工作是否會(huì)受到周邊磁場(chǎng)、大氣對(duì)流層活動(dòng)等因素的影響。此外，由于地下介質(zhì)密度與土質(zhì)條件同樣會(huì)干擾GPS衛(wèi)星傳輸工作的精準(zhǔn)度。因此，當(dāng)測(cè)量人員在這些地區(qū)開(kāi)展測(cè)量工作時(shí)，首先必須保證測(cè)量平面位于一個(gè)相對(duì)平坦的區(qū)域，嚴(yán)格把控與基站的間隔，將測(cè)量區(qū)域真實(shí)長(zhǎng)寬作為依據(jù)來(lái)安放數(shù)量合適的基站，以保障所有基站均能接收到衛(wèi)星傳送的信息。而若是測(cè)量環(huán)境磁場(chǎng)較強(qiáng)，則禁止在該區(qū)域安放基站。此外，當(dāng)進(jìn)行平面測(cè)量時(shí)，各個(gè)基站的高程測(cè)量工作一同進(jìn)行，只有這樣才能保證測(cè)量結(jié)果的真實(shí)可靠。若是測(cè)量者在測(cè)量時(shí)選擇的標(biāo)準(zhǔn)合適，就能夠很大程度上減小測(cè)量誤差，提升測(cè)量的有效性。

　　3.4提高可靠性和精度的措施

　　(1)提高可靠性的措施。通過(guò)可靠性指標(biāo)計(jì)算可以分析出基線(xiàn)的相關(guān)數(shù)據(jù)，這有利于測(cè)點(diǎn)進(jìn)一步對(duì)增加基線(xiàn)的工作進(jìn)行處理。進(jìn)行GPS控制網(wǎng)布設(shè)工作時(shí)，適當(dāng)在網(wǎng)中增加觀測(cè)，可以提升控制網(wǎng)的可靠性�；�于相同的控制網(wǎng)上，進(jìn)行多次觀測(cè)分析，有助于分析出運(yùn)行過(guò)程中存在的問(wèn)題。其中一臺(tái)GPS接收機(jī)如果在同一位置觀測(cè)多次，并且在不同時(shí)間段，則需要在不同時(shí)間段重置設(shè)備，避免誤差和人為操作不當(dāng)?shù)葐?wèn)題。(2)提高GPS網(wǎng)精度的方法。為了臨近GPS之間的精準(zhǔn)度，就需要在網(wǎng)中對(duì)距離比較近的點(diǎn)實(shí)施同步觀測(cè)。根據(jù)觀測(cè)得出分析結(jié)果，確定基線(xiàn)�？梢栽谌�面網(wǎng)上布設(shè)大框架，再對(duì)框架內(nèi)的點(diǎn)進(jìn)行分析。測(cè)定的時(shí)候要保障框架內(nèi)各個(gè)點(diǎn)都是正常運(yùn)行的狀態(tài)，選擇足夠多的水準(zhǔn)點(diǎn)，使其均勻的分布在網(wǎng)內(nèi)。為了提升GPS控制網(wǎng)尺寸的精準(zhǔn)度，可以增加觀測(cè)時(shí)段，對(duì)布設(shè)的點(diǎn)進(jìn)行向量分析，因此，在實(shí)際工程中還需要結(jié)合工程實(shí)際情況來(lái)分析。

　　測(cè)繪論文范例：淺析數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在地籍測(cè)繪中的應(yīng)用

　　結(jié)語(yǔ)

　　綜上所述，對(duì)于GPS測(cè)量技術(shù)而言，其能夠適用于不同的地質(zhì)條件和環(huán)境，是一種全天候的作業(yè)方式，同時(shí)獲得的數(shù)據(jù)測(cè)量結(jié)果較為準(zhǔn)確，因而被廣泛的使用在工程測(cè)量過(guò)程中。相比于傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)而言，GPS測(cè)量技術(shù)能夠在提高測(cè)量準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)上提高測(cè)量效率。然而，其在實(shí)際使用過(guò)程中依然存在一些問(wèn)題，這就需要技術(shù)人員在利用GPS測(cè)量技術(shù)時(shí)對(duì)其進(jìn)行合理的控制，這樣才能完全發(fā)揮該技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，從而才能得到最準(zhǔn)確的平面與高程測(cè)量精度。

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　　作者：周平

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