王紀曉

威海市房地產測繪中心有限公司，山東威海 264200

控制測量中GPS靜態(tài)測量的應用探析

王紀曉

威海市房地產測繪中心有限公司，山東威海 264200

隨著我國社會生產力的發(fā)展和生產方式的變革，生產方式與生產工具獲得了極大的發(fā)展，我國的科學技術水平不斷提升，特別是GPS技術的建立、發(fā)展與完善。如今使用的全球定位系統(tǒng)相對于傳統(tǒng)的測量技術，持有高精度、全天候與耗時短等優(yōu)點，隨著全球定位系統(tǒng)的廣泛運用，GPS在控制測量中將逐漸取代傳統(tǒng)測量技術。本文主要淺談GPS的應用原理與優(yōu)勢，并且結合相關實例，探析GPS靜態(tài)測量的應用優(yōu)點與前景。

GPS；靜態(tài)測量；控制監(jiān)測

1 原理以及優(yōu)勢

1.1 運用原理

在實際的測量中，PS接收機保持相對靜止不動狀態(tài)，一旦接收來自衛(wèi)星數(shù)據變化的數(shù)據，其在對數(shù)據的處理過程中就會將GPS接收機看作一種靜止量，從而獲得準確的測量坐標。一般看來，GPS的測量是需要4個及其以上的衛(wèi)星才能完成測量的。利用定位衛(wèi)星與GPS接收器來完成GPS的定位測量的技術，對于地殼運動測量網的建立、長距離檢?；€的建立等工作做出了重大的貢獻，這將有利于GPS在全國甚至全世界的運用。

1.2 運用優(yōu)勢

相對于傳統(tǒng)的測量技術，GPS的靜態(tài)測量技術具有以下幾個優(yōu)勢。

1）通視要求低。在傳統(tǒng)的數(shù)據測量中，很難兩全通視性與測量網圖形的有效性，GPS就避免了這樣的狀態(tài)，在不易受到通視的影響下，選測點更為靈活，同時又能夠保證圖形的有效性。

2）精準度高。GPS的靜態(tài)測量不僅有精準的遠距離測量，對于短距離測量也精確到毫米。

3）全天候。GPS使用的衛(wèi)星分布均勻且數(shù)量極多，不易受到其他因素影響，這就決定了這項技術能夠實現(xiàn)在任意地點與時間的測量。

4）耗時短。人們對全球定位系統(tǒng)的不斷完善，使得現(xiàn)在GPS的靜態(tài)測量用時不斷縮短，維持在30分鐘以內，GPS的動態(tài)測量用時更短，維持在幾秒以內，實現(xiàn)了短時間內獲得精準三維坐標的目的。

2 GPS靜態(tài)測量的實際應用

下文通過GPS對實習基地測量的例子，來具體分析了GPS靜態(tài)測量的實際應用。

2.1 觀測

GPS的外業(yè)工作主要是觀測，采用檢驗合格的GPS接收器五臺，接收器的質量完全符合測量要求。

1）選點。選點時考慮到以下因素：

a．方便后續(xù)工作，點與點之間實現(xiàn)通視。

b.避免信號受到干擾，排除點周圍15°以內的障礙物。

c.避免電磁場的干擾，點位周邊保證沒有大功率的發(fā)射源。

d.方便后續(xù)考察，在開闊地選擇點位。

這次的點位選在開闊的公路中央，保證了點與點的通透性，保證了障礙物的排除。

2）觀測。分布好監(jiān)測網后，采用五臺GPS接收機，并將之安置在觀測點上，盡可能減少誤差，開機進行測量工作，采樣間隔為五秒，衛(wèi)星高度角為10°，當四臺接收機同時工作時記錄數(shù)據，記錄項目為觀測點名稱、開機時間、觀測時間、天線高度。

2.2 數(shù)據處理

數(shù)據處理軟件為隨機軟件，處理的基本步驟符合日常處理程序。在經過數(shù)據處理與分析與檢測后，對不合格的成果進行了相應處理，使之到達預期精準要求。在這次的測量結果中誤差值完全符合精準要求，這就反映了GPS靜態(tài)測量在實際測量中精準度高的優(yōu)點。

2.3 實例總結

經過對以上實踐例子的探討，不難發(fā)現(xiàn)GPS在其他方面的精確測量中具有極大的發(fā)展前景，在對全球定位系統(tǒng)的實際運用中，需要保證操作的規(guī)范度，觀測與記錄的適時與準確度。以下是運用GPD靜態(tài)測量的具體的心得。

1）保證被測物的高精準度測量。正因為GPS的運用不受天氣、距離、地形等其他因素的影響，就決定了GPS靜態(tài)測量本身的精準度，人為的觀測與記錄必須做到規(guī)范與準確。

2）保證被測物的高效率測量。GPS的測量運用耗時隨著科技的發(fā)展而不斷縮短，主要在于它難以受到人為的影響，在作業(yè)過程中，GPS本身能夠做到自動錄入數(shù)據，自動處理數(shù)據，強大的數(shù)據處理功能決定了其高效性。

3）保證被測物的全天候測量。GPS的靜態(tài)測量打破傳統(tǒng)測量中容易受到測量時間影響的限制，實現(xiàn)了在任意時間的測量，這樣就方便了觀測者對時間的靈活掌控。

4）保證被測物的短時間測量。GPS技術的高效性決定了觀測工作的效率。

5）保證控制網的合理布置。GPS的精準測量，除了儀器本身的作用，還得益于對靜態(tài)控制網的合理布置，結合傳統(tǒng)的三角網絡布置設計與最新的GPS控制網形式，能夠根據不同的需要使用不同的形式。

6）保證測量地的空曠。GPS的精確測量與地球的磁場變化密不可分，儀器的仰角越大，對于信號的接受越明顯。這就需要測量過程中盡量將觀測點選在空曠的地方，避免磁場變化對測量結果的干涉。

7）保證避免人為失誤。GPS本身的精準度高，認為的在觀測與統(tǒng)計中就要做到盡可能的零誤差，在操作中做到規(guī)范使用。

8）保證測量系統(tǒng)的大范圍使用。在GPS高程測量系統(tǒng)工作過程中，是容易受到單個衛(wèi)星等其他復雜條件的影響的，大范圍的使用就能盡量減少這種小范圍的影響，使得數(shù)據的收集與分析更加準確。

總的來說，通過人為的嚴格的控制，在大的范圍內，空曠的地區(qū)使用這一靜態(tài)測量技術，能夠有效地避免不利因素對測量結果的影響，使得測量的結果更加準確、精準，從而滿足各種需求。

3 應用前景

隨著社會的發(fā)展科技的進步，在科學技術空前發(fā)展的時期，傳統(tǒng)的測量技術不僅需要大量轉點，其測量結果也不夠精確，越發(fā)不能適應人們的發(fā)展需求。在運用GPS測量過程中，融合傳統(tǒng)的網布技術，利用觀測點收集來的實時數(shù)據，加以專業(yè)化的數(shù)據處理，就能夠獲得準確的三維坐標。在21世紀，GPS的動態(tài)與靜態(tài)測量技術日益被各個領域所運用，在國土資源分配、氣象監(jiān)測、安全監(jiān)測方面起到了舉足輕重的作用。同時，誤差在任何測量中都是存在的，在GPS靜態(tài)技術中也存在誤差現(xiàn)象，如果找到相關規(guī)律，就能夠采取相應的措施減少誤差的影響，就能夠提高測量結果的精準度。從大致上看來，GPS中的誤差來源有以下三種：1）單個衛(wèi)星存在的誤差；2）信號傳輸過程的誤差；3）接收機接受信號的誤差。其中，在外部或者儀器質量問題中導致的周跳對精準的觀測值會產生嚴重影響，這是因為在處理數(shù)據時，往往是那些小于十周的周跳而不是大于十周的周跳容易被消除，介于這個原因，就可以利用相關軟件來解決周跳過小的問題，放大周跳值。提高數(shù)據的精準值的關鍵在于合理處理和修復周跳值，所以清除掉數(shù)據中的周跳值能夠使測量結果精確到厘米，與此同時，精確的起算點的坐標對于結果的精確度也是至關重要的。

4 結論

GPS的靜態(tài)測量應用在科技發(fā)達的今天起著重要的作用，它能夠實現(xiàn)自動化、全天候、多維度、高質量的測量工作，得到了測繪者的普遍好評，極大地提高了工作者的工作效率，方便將實時的信息提供給人們，在社會的各個領域如地殼運動監(jiān)測、氣象變化監(jiān)測、航空攝影監(jiān)測等方面做出了重要的貢獻，是控制監(jiān)測領域的一次重大的科技變革。

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1674-6708（2015）138-0113-02