周瑞卿

(南京信息工程大學(xué)信息與控制學(xué)院,江蘇南京 210044)

高角度信號遮擋區(qū)域GPS測量控制網(wǎng)精度控制

周瑞卿

(南京信息工程大學(xué)信息與控制學(xué)院,江蘇南京 210044)

隨著科技技術(shù)的不斷發(fā)展,新型的技術(shù)手段被廣泛的應(yīng)用于社會的各個領(lǐng)域。GPS技術(shù)是促進(jìn)工程技術(shù)信息采集的重要的技術(shù)手段,但是在實際的使用當(dāng)中,信號可能會被高山峽谷所屏蔽,限制了GPS的可用范圍。本文針對高角度信號遮擋區(qū)域GPS監(jiān)測控制網(wǎng)精度控制進(jìn)行實際的研究,并提出合理的精度控制的方法,提高我國GPS檢測精度。

信號遮擋 GPS檢測 精度控制

隨著檢測技術(shù)的發(fā)展，GPS定位系統(tǒng)已經(jīng)逐漸的出現(xiàn)在社會工程檢測項目當(dāng)中，適用范圍的不斷擴(kuò)張，使得高山峽谷對于信號的遮擋作用會造成GPS檢測出現(xiàn)問題。文章針對我國的境內(nèi)的某一處水電站樞紐區(qū)進(jìn)行實際的研究，并且該區(qū)域的地勢較為復(fù)雜和陡峭，通過對于該區(qū)域的實際信號的研究，分析增強(qiáng)信號以及提升數(shù)據(jù)質(zhì)量的辦法。

1 提高數(shù)據(jù)采集的質(zhì)量方法

1.1 該項目測量的主要問題

在進(jìn)行項目檢測的過程中，對于該水電站進(jìn)行實際的檢測過程中，由于地勢的問題以及制備的覆蓋面積的影響，使得在實際的檢測過程中GPS技術(shù)面臨著相應(yīng)的難題。

第一，在屬牛當(dāng)中的控制點不能夠準(zhǔn)確的避開陡峭峽谷的信號遮擋，并且由于制備的覆蓋面積廣闊，導(dǎo)致GPS信號在實際的接受對空信號的過程中，實際的信號傳輸出現(xiàn)危險，導(dǎo)致信號遮擋面積過大，影響精準(zhǔn)的測量。

第二，該項工程的實際建設(shè)地點是森林的保護(hù)區(qū)，樹木嚴(yán)禁看法。這就導(dǎo)致了該項目工程的實際監(jiān)測點檢測受到限制，衛(wèi)星在實際的成像過程效果相對較差。同時對于觀測衛(wèi)星對于信號控制點的檢測受到影響，使得對于整個項目的數(shù)據(jù)采集受到影響，信息采集不能夠精準(zhǔn)準(zhǔn)確[1]。

1.2 實際的數(shù)據(jù)采集結(jié)果

對于項目的實際的檢測過程中，控制網(wǎng)的觀測過程出現(xiàn)了相應(yīng)的問題，下面通過實際的檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。主要對于實際觀測衛(wèi)星檢測結(jié)果GS030842以及GS050725進(jìn)行實際的情況觀測，并進(jìn)行實際的分析通過對于實際的檢測結(jié)果與數(shù)據(jù)進(jìn)行實際的計算，可以看出，在實際的運行的過程中。GS03在實際的數(shù)據(jù)采集的過程中，僅能夠收集到四顆衛(wèi)星的實際數(shù)據(jù)，并且在實際的數(shù)據(jù)采集過程中會出現(xiàn)數(shù)據(jù)中斷的現(xiàn)象，導(dǎo)致數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確性。同時GS05進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的過程中，信號的接受以及信號的采集同樣的出現(xiàn)中斷的現(xiàn)象，不能夠提供實際完整的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集與檢測，不能夠完成實際的計算模式。

圖1 衛(wèi)星跟蹤記錄數(shù)據(jù)

通過對于數(shù)據(jù)的采集能夠發(fā)展，在進(jìn)行實際的采集過程中，該項目當(dāng)中的北部區(qū)域受到嚴(yán)重的遮擋，導(dǎo)致信號的采集的準(zhǔn)確性受到影響。同時在進(jìn)行地點選擇的過程中，應(yīng)該按照理想的方式進(jìn)行實際的工作的開展。該工程當(dāng)中的南部區(qū)域地勢較為平坦，對于數(shù)據(jù)的采集以及信號的檢測會相對的準(zhǔn)確。同時應(yīng)該對于該區(qū)域進(jìn)行遮擋區(qū)域的實際研究，實現(xiàn)衛(wèi)星運行圖運行路線的最優(yōu)化策略，判斷出衛(wèi)星實際運行最好的時間段以及運行過程中最好的采集數(shù)據(jù)的效果。經(jīng)過實際的位置的檢測，以及控制點的選擇，明確了整個控制網(wǎng)的分布情況。并且在實際的衛(wèi)星活動的區(qū)域布置控制點，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性。通過對于實際各個控制點的控制手段，通過GS03以及GS05的再次觀測，進(jìn)行實際的數(shù)據(jù)的檢測，必對結(jié)果。數(shù)據(jù)采集狀況如下圖1所示。經(jīng)過再次的檢測，相對于上一次的數(shù)據(jù)的采集，這一次的數(shù)據(jù)較為準(zhǔn)確，說明這個方法可行[2]。

2 提高采集數(shù)據(jù)的處理精度

2.1 提高基線結(jié)算精度

在進(jìn)行實際的結(jié)算的過程中，極限結(jié)算是指在GPS當(dāng)中，理應(yīng)具體的觀測值進(jìn)行計算，并通過相應(yīng)的計算模型進(jìn)行同步觀測點之間的向量計算模式，最終實現(xiàn)觀測結(jié)果的實際計算。在進(jìn)行基線計算的過程中，人為控制的計算內(nèi)容主要的體現(xiàn)在以下的幾個方面。主要是調(diào)整衛(wèi)星高度截止角、調(diào)整采樣間隔、提高基線起算點精度以及改變基線結(jié)算參考衛(wèi)星等方式進(jìn)行實際的計算。在進(jìn)行采集數(shù)據(jù)的過程中，人文控制因素也是控制采集精準(zhǔn)度的重要的體現(xiàn)。在進(jìn)行實際的調(diào)節(jié)過程中，衛(wèi)星高度截止角控制為15°，采樣的間隔時間是16秒，對于參考衛(wèi)星數(shù)據(jù)進(jìn)行實際的選擇，應(yīng)該選用觀測數(shù)據(jù)較為準(zhǔn)確并且數(shù)據(jù)采集實踐較長的衛(wèi)星為參考衛(wèi)星，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。在起算點的實際的選擇中，應(yīng)該重視起算點坐標(biāo)的準(zhǔn)確性，實現(xiàn)誤差的最小化。對于基線計算的實際過程中，通過精密星歷進(jìn)行實際的解算開展，通過平均值的方式進(jìn)行實際的結(jié)算工作的開展。

2.2 提高平差精度

提高平差精度是在高角度信號遮擋區(qū)域GPS測量控制網(wǎng)精度控制當(dāng)中的重要的組成部分，并且是提升精度的重要的方式之一。在這一措施的實際實施當(dāng)中，人工干預(yù)主要的體現(xiàn)在二維無約束的平差環(huán)節(jié)當(dāng)中。對于該水電工程當(dāng)中主要的使用平差方式是單點計算，實際投影采用的是高斯的投影法，經(jīng)過實際的子午線測量以及控制網(wǎng)的實際邊長進(jìn)行尺度比的計算，實現(xiàn)精準(zhǔn)的程度。

在進(jìn)行平差精度計算的過程中，控制投影區(qū)域的中央子午線之分重要，通過大地的坐標(biāo)實現(xiàn)子午線的精準(zhǔn)的控制以及被測區(qū)域的選擇。使得其成為對稱的投影的方式進(jìn)行實際計算的開展。經(jīng)過這樣的投影面高程值計算，才能夠保證計算的準(zhǔn)確性[3]。

3 結(jié)語

綜上所述，在實際高角度遮擋區(qū)域GPS測量控制網(wǎng)精度控制有著重要的意義，完善測量的精準(zhǔn)程度對于實際工程的開展有著促進(jìn)作用。在實際的數(shù)據(jù)采集以及測量的過程中，應(yīng)該重視對于高角度信號遮擋進(jìn)行實際的處理，通過人工控制實現(xiàn)測量誤差的最小化，有效的解決GPS信號覆蓋問題。

[1]汪亮.南水北調(diào)中線GPS精密控制網(wǎng)復(fù)測的研究[D].西安科技大學(xué),2013.

[2]洪劍,王朔.淺析海島水運工程控制測量技術(shù)[J].港工技術(shù),2013,10(02)：170-174.

[3]孫文君,熊先鋒.淺談平面控制網(wǎng)精度控制措施[J].中國水運(下半月),2011,11(11)：242-243.