基礎(chǔ)控制測量中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。通過分析GPS控制網(wǎng)，總結(jié)系統(tǒng)中存在的不足，對GPS控制網(wǎng)加以完善。本文基于基礎(chǔ)控制測量對GPS控制網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，通過深度分析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)控制測量;GPS控制網(wǎng);優(yōu)化策略

　　引言

　　GPS測量技術(shù)是在綜合利用衛(wèi)星定位技術(shù)與遙感技術(shù)得以實現(xiàn)的，在進(jìn)行作業(yè)操作時，要計算衛(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，如果大氣對流層中反射的物質(zhì)比較多，就會干擾到信號的傳輸，從而影響到高程測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。而且大部分工程測量具有的已知點(diǎn)相對較少，已知點(diǎn)位置分布不合理、網(wǎng)狀不佳等情況，使其水準(zhǔn)測量很難進(jìn)行，這就使得GPS測量時，難以保障控制網(wǎng)的精準(zhǔn)度，在測量過程中，高程精度誤差相對比較明顯。

　　1GPS控制測量平面精度

　　當(dāng)前，工程測量技術(shù)人員要想獲取準(zhǔn)確的平面精度測量數(shù)據(jù)十分方便，因為技術(shù)人員可以實現(xiàn)GPS通過控制網(wǎng)來獲取準(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)人員在實現(xiàn)GPS控制網(wǎng)之前，應(yīng)該要根據(jù)實際情況對控制網(wǎng)的形狀進(jìn)行設(shè)計，并根據(jù)實際情況對測量基準(zhǔn)與精度進(jìn)行控制。在利用GPS進(jìn)行平面測量時，應(yīng)該要將控制網(wǎng)分成不同的級別，便于實現(xiàn)逐級控制。在進(jìn)行工程測量時，選擇合適的測量方法是十分重要的，技術(shù)人員應(yīng)該根據(jù)工程的實際情況選擇測量方法。

　　2GPS控制網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計各項指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)

　　通常的衡量標(biāo)準(zhǔn)是基于控制量各項精度指標(biāo)，按照精度、可靠性以及經(jīng)濟(jì)等指標(biāo)進(jìn)行評價。優(yōu)化設(shè)計也根據(jù)上述指標(biāo)進(jìn)行設(shè)計，對于用途不同的控制網(wǎng)，對其指標(biāo)的側(cè)重也會適當(dāng)做出改變。(1)精度指標(biāo)。GPS控制網(wǎng)會存在一些誤差，精度指標(biāo)指的是誤差分布的離散程度，通常會用參數(shù)方差對離散程度進(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)計時，一般會用可靠率對GPS控制網(wǎng)的可靠性進(jìn)行評估。(3)經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。進(jìn)行GPS控制網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計時，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)計時，使控制網(wǎng)同時滿足經(jīng)濟(jì)和精度、可靠性的指標(biāo)。優(yōu)化平時測量時，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

　　3.1高程擬合法的優(yōu)化

　　為提高GPS控制測量精度，可以通過以下幾個方面對高程擬合法進(jìn)行優(yōu)化來實現(xiàn):1)要充分對項目區(qū)域進(jìn)行考察，控制點(diǎn)數(shù)量要根據(jù)測量項目的實際情況確定，例如，當(dāng)作業(yè)區(qū)域面積開闊的時候，可以根據(jù)測量區(qū)域的特點(diǎn)以及項目要求，對該區(qū)域進(jìn)行劃分測量并建立擬合模型，為后面的測量作業(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，測量作業(yè)的流程以及實際操作要嚴(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。3)要充分了解并掌握各個高程擬合模型特點(diǎn)，認(rèn)真分析各個高程擬合模型在工程項目中應(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)確計算控制范圍內(nèi)的控制點(diǎn)與待定點(diǎn)。在作業(yè)時如果能夠綜合使用兩種方法，將可以很大程度的降低測量數(shù)據(jù)的誤差，提高測量精度。

　　3.2強(qiáng)化控制點(diǎn)的布設(shè)

　　測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)高程值測量的精度。因此，對于工程測量過程而言，技術(shù)人員必須針對實際的測量范圍選擇合適數(shù)量的工程測量點(diǎn)并加強(qiáng)控制點(diǎn)布設(shè)工作的控制力度。一般而言，在對控制點(diǎn)進(jìn)行布置過程中，其選擇最少的水準(zhǔn)點(diǎn)數(shù)量不得小于六個，而且，要保證這六個水準(zhǔn)點(diǎn)在分布過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)測量結(jié)果的精度和穩(wěn)定度。此外，如果需要測量的范圍較大，那么技術(shù)人員在利用GPS測量技術(shù)時，可以利用分區(qū)構(gòu)建擬合模型的方法來合理的布置控制點(diǎn)。

　　3.3提高測量平面的選擇標(biāo)準(zhǔn)

　　測量者應(yīng)注意選取適宜的公共幾何點(diǎn)，以對平面高程、平面高程異常值展開詳細(xì)的估算。其中，計算高程數(shù)值過程中，測量者可以借助高程擬合先展開測量，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)測量工程處于地勢起伏明顯的山區(qū)，則應(yīng)綜合衡量測量工作是否會受到周邊磁場、大氣對流層活動等因素的影響。此外，由于地下介質(zhì)密度與土質(zhì)條件同樣會干擾GPS衛(wèi)星傳輸工作的精準(zhǔn)度。因此，當(dāng)測量人員在這些地區(qū)開展測量工作時，首先必須保證測量平面位于一個相對平坦的區(qū)域，嚴(yán)格把控與基站的間隔，將測量區(qū)域真實長寬作為依據(jù)來安放數(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。而若是測量環(huán)境磁場較強(qiáng)，則禁止在該區(qū)域安放基站。此外，當(dāng)進(jìn)行平面測量時，各個基站的高程測量工作一同進(jìn)行，只有這樣才能保證測量結(jié)果的真實可靠。若是測量者在測量時選擇的標(biāo)準(zhǔn)合適，就能夠很大程度上減小測量誤差，提升測量的有效性。

　　3.4提高可靠性和精度的措施

　　(1)提高可靠性的措施。通過可靠性指標(biāo)計算可以分析出基線的相關(guān)數(shù)據(jù)，這有利于測點(diǎn)進(jìn)一步對增加基線的工作進(jìn)行處理。進(jìn)行GPS控制網(wǎng)布設(shè)工作時，適當(dāng)在網(wǎng)中增加觀測，可以提升控制網(wǎng)的可靠性�；�于相同的控制網(wǎng)上，進(jìn)行多次觀測分析，有助于分析出運(yùn)行過程中存在的問題。其中一臺GPS接收機(jī)如果在同一位置觀測多次，并且在不同時間段，則需要在不同時間段重置設(shè)備，避免誤差和人為操作不當(dāng)?shù)葐栴}。(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)中對距離比較近的點(diǎn)實施同步觀測。根據(jù)觀測得出分析結(jié)果，確定基線�？梢栽谌�面網(wǎng)上布設(shè)大框架，再對框架內(nèi)的點(diǎn)進(jìn)行分析。測定的時候要保障框架內(nèi)各個點(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，可以增加觀測時段，對布設(shè)的點(diǎn)進(jìn)行向量分析，因此，在實際工程中還需要結(jié)合工程實際情況來分析。

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

　　結(jié)語

　　綜上所述，對于GPS測量技術(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，同時獲得的數(shù)據(jù)測量結(jié)果較為準(zhǔn)確，因而被廣泛的使用在工程測量過程中。相比于傳統(tǒng)的測量技術(shù)而言，GPS測量技術(shù)能夠在提高測量準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)上提高測量效率。然而，其在實際使用過程中依然存在一些問題，這就需要技術(shù)人員在利用GPS測量技術(shù)時對其進(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，從而才能得到最準(zhǔn)確的平面與高程測量精度。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]高戰(zhàn).GPS控制網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計與精度分析[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì),2019(21):166-167.

　　[2]帥明明.顧及自動化養(yǎng)護(hù)機(jī)械的普速有砟鐵路軌道控制網(wǎng)布設(shè)方式及其優(yōu)化改進(jìn)[J].北京測繪,2019,33(10):1283-1287.

　　[3]曹正偉,喬亞奇,于詩深.GPS控制網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計思路及組網(wǎng)方案優(yōu)選[J].現(xiàn)代礦業(yè),2018,34(07):241-242.

　　作者：周平

轉(zhuǎn)載請注明來自發(fā)表學(xué)術(shù)論文網(wǎng)：http://m.liangshanbai.cn/dzlw/25701.html