摘要:目前,GPS测量技术得到快速的发展,并带给测绘领域工作方式翻天覆地的变化。GPS测量技术运用卫星发射的信号和处理后的数据来完成相关的测绘工作,其能够实现全天候高自动化的监测,因此得到了广大测绘工作人员的青睐。可以说,目前无论是在航空的摄影测量、工程的变形测量、工程测量和资源调查中,均能看到GPS测量技术的身影。当然了,任何技术并非十全十美,GPS技术在拥有巨大优越性的同时,在实际应用中,同样存在一定的不足。因此文章就对工程测量中GPS技术存在的问题及解决措施进行探讨。
关键词:工程测量;GPS技术;问题
随着城市建设或是各项建设工程的技术规划的发展,应用多种技术成为其不断进步的基础,GPS 技术也在工程测量方面得到了广泛的运用。当今大部分的企业事业单位进行工程建设当中,为保证建设规划更加精准和质量的保证同时对于成本和效益的要求逐渐增多,GPS技术正好可以满足以上的所有要求,成为在当前各领域中工程测量方面的主要技术支持。然而这种技术在当前的环境中发展并不是非常完善,从技术程度到管理办法再到人员操作程度上都存在着一些问题,并且有待完善。
一、GPS 定位技术优势和特点
GPS 定位系统的特点在于,精度高、性能好并且应用范围非常广,是现在世界上最好的导航定位系统。现如今全球的定位系统正在不断的完善,软件和硬件等都在不断的改进,应用的范围也在一直拓宽,在我国大部分国民经济部门都已经普及了,并且还在不断地深入到人们的日常生活中。我国测绘部门经过不断的研究发现,GPS定位系统可以全天候、高精度、高效益、自动化地进行工作,可以让测绘工作人员足够信任,并且还能在多种学科中进行使用,在工程的测量工作中能够起到传统的测量工具无法达到的效果,能够让工程的整体建设速度得到提升,让工程建设的效率得到提升,并且还能够让工作人员的工作量明显的减少,在精度方面也有很大的提升,能够帮助工程测量工作提升很大的一个层次,相信 GPS 定位技术一定能给测绘行业和导航方面带来深入的影响。
二、GPS技术在应用到工程测量当中存在的问题
(一)测量活动中仍存在一定的误差
GPS 测量以卫星定位为基础进行测量和计算,卫星信号的质量直接影响到测量的质量和效果。其原理为在地面安置GPS 接收机,只需要通过连接来获取天空中 3 颗以上卫星,可以通过计算来获得测量项目需要的数据信息。而在实际测量中存在诸多因素影响 GPS 测量的精度。
1.高程拟合
传统测量技术中主要使用水准仪和全站仪等设备进行测量,可以获得较高的测量精度。但在实际工作中,由于外界环境的影响,包括测量时间长、测量地形复杂、测量工作量大和测量费用高等因素,导致实际测量中会有很多难题。而在 GPS测量中首先测量出大地高,然后运用水准测量求出高程异常,再进行高程拟合。但在实际操作中由于拟合模型选择的问题,会导致高程误差较大,严重影响到高程的精度。
2.大地高测量精度
GPS 测量中受卫星钟差、卫星星历误差和相对论效应等因素的影响,导致大地高测量精度受损,其中还存在天线对中误差、天线整平误差和天线测量高导致的误差等多种因素,这些因素都跟接收设备相关。且在信号传播的过程中也会引起数据影响,即对流层延迟、电离层延迟和多路径效应等因素会对传播过程中的信号产生影响。并且已知点三维坐标、星历或者存在误差的模型等都会对后期的数据处理产生不利影响。
3.公共点的测量精度
控制测量点的正常值是通过大地高和高程异常值来进行推算的,其精度与数学拟合模型跟几何水准测量点的精度密切相关,当数学拟合模型和几何水准测量点的精度较低时,控制测量的坐标精度必然会受到影响。
(二)操作人员业务素质问题
GPS技术虽然不算是新兴技术,但是应用于工程测量方面仍是一个较为新颖和创新性的技术,并且该技术应用的设备和程序与普通的定位导航系统操作会有所不同。造成当前对于该系统设备的应用操作上,相关工作人员的业务水平显得参差不齐。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这些问题首先体现在操作人员对于GPS技术的理解不够,其次则表现在应用上存在确实和运用不熟等现象。这些种种都会对于技术的正常使用和应用测量环节上出现测量结果不佳的效果。
(三)管理水平以及测量规划不完善
具体操作人员能力不足是一方面,而另一方面在于管理人员以及相关的技术支持不足也是当前GPS应用工程测量当中的问题之一。面对具体的测量工作没有较为完善的测量规划和计划,对于GPS技术的应用尚有缺失,对于设备的应用,管理层缺乏完善的管理制度,没有较为体系的操作人员培训方案和工作方案。
三、工程测量中GPS技术存在问题的解决对策
(一)避免工程测量中GPS控制测量技术出现误差的措施
1.高程控制点
当测量区域较大时,为避免受地球曲率等因素的影响,可以将测量区域分为几块较小的区域建立拟合模型进行测量,其目的是保证高程拟合的精度。通过拟合过程得到的高程点需要保证其精度,尤其是作为高程起算点,高程起算点的精度主要涉及到测量精度等级和点位的稳定性等。拟合过程中的水准点必须要保证其均匀分布在区域内,点在6个或者6个以上。
2.大地高测量
①测量过程中由于外界环境的影响和测量人员的工作习惯等,往往会对测量天线高的工作不够重视,而 GPS 控制测量中测量天线高是非常重要的工作,天线高的准确性直接会影响到后期的高程数据计算值的精确度。平时 GPS 测量作业中必须要从 3 个不同的方向测量天线高,且对 3 个天线高的值取平均值,天线高的误差值小于 3mm,并且要在测量工作中注意天线的不同类型;②测量中尤其要重视测量站点的选择,GPS 虽然对测量的可视度没有明确要求,但测量环境是否会对信号的接收产生影响,是必须要考虑的问题。要根据 GPS 控制网的情况和要求来选择卫星信号较好的站点;③同步求差法测量,在小于 20km 的距离内进行同步求差测量,同样也是 GPS 控制测量中常用的方法,因为在小范围内使用同步求差法测量可以保证该区域内的对流层影响、卫星星历和电流层误差的影响基本一致,两个观测站的影响误差较小,甚至可以或略不计,但在观测中必须要保证同步观测,距离小于 20km。
3.高程拟合模型
测量过程中必须要根据实际情况和观测区域的状况来选择高程拟合模型,通常应用数学中的二次曲面拟合法和平面拟合法来推算出控制区内控制点和待定点的数据,之所以应用二次拟合法是由于该方法可以获得较高精度的高程异常值,从而计算结果较为准确。
4.电离层测量时间
针对电离层误差的影响首先要选择多频观测和同步观测来修正,应用电离层模型修正卫星信号的参数等,同时要选择合理的测量时间,要避免在地质条件过于复杂的区域内进行控制测量,且要选择天气较好的情况下进行测量,以避免大气层、对流层等对卫星信号的干扰。
(二)针对人员素质以及管理水平方面的应对措施
对于操作人员,因努力提升其业务素质。主要是可以进行专业的技术培训,制定明确的规章制度和操作规程,严格规定操作人员的操作流程,保证在操作过程中减少错误操作的出现。而在管理层当中,则要明确管理人员的管理能力和素质,对于测量环节中制定明确的测量目标和计划,这点上可以尽可能的做到测量活动避开干扰环境。并且对于测量流程和制度要从上至下做到严格的要求,以系统的制度要求规范整个测量活动。
总之,GPS 测量技术已经被广泛应用到工程测量中,其不仅提高了测量的效率、测量精度,还大大降低了测量人员的工作任务量,能够快速准确地计算出测量数据的结果。但由于外界环境、测量技术本身的复杂性以及测量人员技术水平等影响,导致GPS测量技术还存在一些问题,因此,必须加强对高程测量精度的研究,以最大程度上降低高程测量误差,提高测量的整体质量。
参考文献
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[3]李春雷.试论工程测量中GPS技术的应用[J].四川建材,2015,04
论文作者:谷杰红
论文发表刊物:《基层建设》2017年2期
论文发表时间:2017/4/19
标签:测量论文; 高程论文; 技术论文; 精度论文; 误差论文; 工程论文; 天线论文; 《基层建设》2017年2期论文;