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【摘 要】土地测绘工作结果关系着工程的选址开工,关系着土建工程的质量与安全。所以需要采用GPS技术保障勘测结果的科学性以及准确性。但是在实际使用的过程中,由于自身的缺陷以及环境等因素的影响,GPS技术的精度并不能够时时得到保证。本文据此探讨了影响GPS技术精度的原因,分析了提高其精度的途径与办法,仅供相关人士参考。
【关键词】GPS 技术;土地测绘;水平提高
一、GPS技术误差的来源
(一)GPS技术本身的误差因素
1.信号引起的误差。GPS技术在使用的过程中,会受到人为因素的影响,使得基准信号频率不稳,容易出现导航定位的失误,造成土地勘测结果的错误。
2.卫星星历误差。在使用GPS技术进行定位的时候,需要使用到根据星历计算出来的卫星轨道的参数,由于星历的类型不同,计算方法存在着根本性的差异,所以计算出来的数值便不尽相同,造成了计算结果与实际情况之间的误差。
3.卫星天线相位中心偏差。这种误差产生的原因是因为卫星发射天线的标称中心与实际的相位中心之间存在着位置上的差异,所以在信号发射的时候便会产生位置上的误差。
(二)GPS技术传播过程中的误差因素
1.电离层的延迟。在地球的周围存在着电离层,在卫星信号发射传播的过程中便会受到电离层的折射,减缓信号的传播速度,并对信号造成影响,这种延迟影响的作用便是电离层的延迟,延迟减缓作用的强弱与电磁波的频率以及其传播途径上的电子含量有关。
2.对流层的延迟。对流层的存在也会对传播中的信号造成影响,其折射作用也会造成信号传播的延迟,影响信号的质量,出现对流层延迟现象,延迟时间的长短与对流层的温湿度以及当时的气压高低有关。
3.多路径效应。在卫星信号接收的过程中由于接收机周边存在着各种反射以及折射信号,所以在接收的过程中便会接收到混杂着的各种信号类型以及信号内容,影响了定位信息的准确接收,降低了土地勘测的精度。
(三)GPS接收机产生的误差因素
1.GPS接收机天线相位中心偏差。不仅GPS的天线相位中心会发生偏差,接收机的相位中心也会发生偏差。由于相位中心会随着信号的传输发生数毫米到几厘米之间的偏移,所以相位中心的变化会对信号数据的精确性造成一定影响。
2.GPS接收机软硬件产生的偏差。GPS接收机在信号接收的过程中由于软硬件自身的问题会对定位结果以及数据接收的效果造成根本性的影响,使得接收机失去了系统内部的控制,难以实现接收功能。
3.GPS接收机的周跳。在精密的定位工作中,采用的都是相位观测值,这种数值产生于接收机震荡产生的相位与卫星载波相位之间的差值。在实际的测量过程中,只能够检测到不足一周的小数部分,虽然理想的条件下,接收机能够锁住卫星并进行跟踪,进而测量出整数部分的差值。但是在实际定位的过程中,经常会出现卫星在短时间内不能够被跟踪锁定的现象,而这段时间内的相位是不能够被测量出来的,这就出现了矢周或者周跳的现象。
周跳会对点定位造成一定的负面影响,如果是大于十周的周跳则能够得到及时的发现以及消除。但是十周之内的周跳,尤其是五周以下的周跳很难发现,这便会出现将周跳条件下的错误数据当中正确数据进行使用的现象,严重影响了坐标的精度,降低了测绘的精准性。
4.此外,在GPS接收机使用的过程中也会出现人为操作不当或者输入错误造成的数据失真现象,进而影响土地勘测的精准。
二、提高GPS技术在土地测绘中的精度水平的建议
根据对于GPS数据失真原因的分析,为了提高土地勘测工作的精度,可以从软件升级以及硬件改造两方面着手进行,从而提高GPS的作业质量。
(一)硬件系统以及器械设备的改进
选用合适的GPS接收机。接收机的质量性能对于信号的接收效果有着关键性的影响,所以需要根据实际情况选用合适的接收机。比如,基线边长大于十公里的时候,应该选用双频的接收机,这种接收机能够基本消除电离层对于信号传输过程中的延迟影响,能够以更短的时间完成静态以及动态的观测测量。而单频的接收机比较适合那些边长小于十公里的工作环境,此时的单频接收机由于电子元件较大、对微处理器的要求较低,所以不需要配备高昂价格的相关器,加上不容易出现故障,具有较高的精度以及较高的便携性,在变成小于十公里的环境中具有较广阔的应用范围。
为了保证GPS接收机的工作效果,需要在作业开始之前,对设备进行检测与鉴定,确定接收机相位中心的准确性,保证接收机的性能能够满足要求,进而保证测绘工作的顺利进行。
(二)软件网络控制技术的升级
1.GPS控制网设计的升级
GPS的控制网已经达到了不需要角或者边的测量便可以开展作业的状态,实现了不需要测点之间的通视、不考虑图形的设计以及制高点的布置便可以实现土地测绘工作的目标,虽然当前的GPS技术具有较高的灵活性,但是仍存在着需要改进与升级的不足之处。比如说,控制网边基线长度之间的差值,因为除却特殊的情况需要之外,只有差值不大的基线控制才能够保证GPS测量结果精度的均匀分布;避免开放式的控制网络,最好采用那些封闭式的闭合环路或者子环路式的网型结构,如果条件允许,最好能够建立起三角型的结构,进而显著的提高控制网的精度,提高测量结果精度的均匀分布程度。
2.GPS控制网选点的优化
为了提高信号接收的效果,需要将控制点设置在那些视野开阔,被测卫星的地平高度角在15度以上的位置;为了减少多路径的干扰,应该尽量避开强反射的地面,避开其他的信号反射到接收器上来;最后便是需要避开雷达站、电台等能够对信号造成干扰的设施,保证信号的质量。
(三)计算与观测方法的改进
1.严格GPS观测要求
严格制定GPS观测的要求,明确观测结果的标准,能够为GPS技术的使用提供指导,进而提高土地测绘的精确度。为此,需要严格使用GPS进行观测的程序,做好观测前后的仪器测高工作,对于特殊要求的观测工作,需要建立起观测墩,以便减小最后的观测误差,同时为了提高观测结果的精确度,还需要在观测开始之前,做好时间的规划,进而保证观测工作能够有条不紊的进行。
2.科学GPS测量计算
为了剔除GPS观测过程中不利因素的影响,需要对GPS技术的测量结果的计算方式进行改革。通过加强对测量数据的检测以及按照相关的规范与要求对同步环、异步环以及复测的基线进行统计分析的方法,查找出潜藏的影响因素对于数据准确性的影响,并对此进行剔除,从而保证数据的有效性,提高测绘的精度。
此外,也应该对平面坐标以及高程的起算数据进行均匀分布,尤其是高程数据的分布是否合理关系着高程拟合的精度。所以需要采用水准测量的方式提高高程起算点,将高程均匀的分布在控制点上,实现其在控制网内的均匀布设,进而提高数据的可靠性,提高土地测绘的精度。
三、结语
GPS技术具有较高的灵活性好、工作效率高以及操作简单等优点,是土地测绘工作中的主要工具。但是由于受到系统设计、设备质量以及使用环境等因素的影响,GPS技术在使用的过程中难免出现影响土地测绘精度的现象,这就需要对GPS技术的软硬件进行升级换代,对测量与计算方法进行完善与革新,全面的查找原因,弥补GPS技术的缺陷,提高土地测绘的精度。
参考文献:
[1]陈福金.GPS测量技术在土地测绘精度中的应用[M].中国新技术新产品,2010(22).
[2]王焱.提高GPS定位技术高层测量精度的要素及方法[M].北京测绘,2012(02).
[3]毛康.GPS定位测量技术在工程测绘当中的重要作用[M].地球,2013(10).
【关键词】GPS 技术;土地测绘;水平提高
一、GPS技术误差的来源
(一)GPS技术本身的误差因素
1.信号引起的误差。GPS技术在使用的过程中,会受到人为因素的影响,使得基准信号频率不稳,容易出现导航定位的失误,造成土地勘测结果的错误。
2.卫星星历误差。在使用GPS技术进行定位的时候,需要使用到根据星历计算出来的卫星轨道的参数,由于星历的类型不同,计算方法存在着根本性的差异,所以计算出来的数值便不尽相同,造成了计算结果与实际情况之间的误差。
3.卫星天线相位中心偏差。这种误差产生的原因是因为卫星发射天线的标称中心与实际的相位中心之间存在着位置上的差异,所以在信号发射的时候便会产生位置上的误差。
(二)GPS技术传播过程中的误差因素
1.电离层的延迟。在地球的周围存在着电离层,在卫星信号发射传播的过程中便会受到电离层的折射,减缓信号的传播速度,并对信号造成影响,这种延迟影响的作用便是电离层的延迟,延迟减缓作用的强弱与电磁波的频率以及其传播途径上的电子含量有关。
2.对流层的延迟。对流层的存在也会对传播中的信号造成影响,其折射作用也会造成信号传播的延迟,影响信号的质量,出现对流层延迟现象,延迟时间的长短与对流层的温湿度以及当时的气压高低有关。
3.多路径效应。在卫星信号接收的过程中由于接收机周边存在着各种反射以及折射信号,所以在接收的过程中便会接收到混杂着的各种信号类型以及信号内容,影响了定位信息的准确接收,降低了土地勘测的精度。
(三)GPS接收机产生的误差因素
1.GPS接收机天线相位中心偏差。不仅GPS的天线相位中心会发生偏差,接收机的相位中心也会发生偏差。由于相位中心会随着信号的传输发生数毫米到几厘米之间的偏移,所以相位中心的变化会对信号数据的精确性造成一定影响。
2.GPS接收机软硬件产生的偏差。GPS接收机在信号接收的过程中由于软硬件自身的问题会对定位结果以及数据接收的效果造成根本性的影响,使得接收机失去了系统内部的控制,难以实现接收功能。
3.GPS接收机的周跳。在精密的定位工作中,采用的都是相位观测值,这种数值产生于接收机震荡产生的相位与卫星载波相位之间的差值。在实际的测量过程中,只能够检测到不足一周的小数部分,虽然理想的条件下,接收机能够锁住卫星并进行跟踪,进而测量出整数部分的差值。但是在实际定位的过程中,经常会出现卫星在短时间内不能够被跟踪锁定的现象,而这段时间内的相位是不能够被测量出来的,这就出现了矢周或者周跳的现象。
周跳会对点定位造成一定的负面影响,如果是大于十周的周跳则能够得到及时的发现以及消除。但是十周之内的周跳,尤其是五周以下的周跳很难发现,这便会出现将周跳条件下的错误数据当中正确数据进行使用的现象,严重影响了坐标的精度,降低了测绘的精准性。
4.此外,在GPS接收机使用的过程中也会出现人为操作不当或者输入错误造成的数据失真现象,进而影响土地勘测的精准。
二、提高GPS技术在土地测绘中的精度水平的建议
根据对于GPS数据失真原因的分析,为了提高土地勘测工作的精度,可以从软件升级以及硬件改造两方面着手进行,从而提高GPS的作业质量。
(一)硬件系统以及器械设备的改进
选用合适的GPS接收机。接收机的质量性能对于信号的接收效果有着关键性的影响,所以需要根据实际情况选用合适的接收机。比如,基线边长大于十公里的时候,应该选用双频的接收机,这种接收机能够基本消除电离层对于信号传输过程中的延迟影响,能够以更短的时间完成静态以及动态的观测测量。而单频的接收机比较适合那些边长小于十公里的工作环境,此时的单频接收机由于电子元件较大、对微处理器的要求较低,所以不需要配备高昂价格的相关器,加上不容易出现故障,具有较高的精度以及较高的便携性,在变成小于十公里的环境中具有较广阔的应用范围。
为了保证GPS接收机的工作效果,需要在作业开始之前,对设备进行检测与鉴定,确定接收机相位中心的准确性,保证接收机的性能能够满足要求,进而保证测绘工作的顺利进行。
(二)软件网络控制技术的升级
1.GPS控制网设计的升级
GPS的控制网已经达到了不需要角或者边的测量便可以开展作业的状态,实现了不需要测点之间的通视、不考虑图形的设计以及制高点的布置便可以实现土地测绘工作的目标,虽然当前的GPS技术具有较高的灵活性,但是仍存在着需要改进与升级的不足之处。比如说,控制网边基线长度之间的差值,因为除却特殊的情况需要之外,只有差值不大的基线控制才能够保证GPS测量结果精度的均匀分布;避免开放式的控制网络,最好采用那些封闭式的闭合环路或者子环路式的网型结构,如果条件允许,最好能够建立起三角型的结构,进而显著的提高控制网的精度,提高测量结果精度的均匀分布程度。
2.GPS控制网选点的优化
为了提高信号接收的效果,需要将控制点设置在那些视野开阔,被测卫星的地平高度角在15度以上的位置;为了减少多路径的干扰,应该尽量避开强反射的地面,避开其他的信号反射到接收器上来;最后便是需要避开雷达站、电台等能够对信号造成干扰的设施,保证信号的质量。
(三)计算与观测方法的改进
1.严格GPS观测要求
严格制定GPS观测的要求,明确观测结果的标准,能够为GPS技术的使用提供指导,进而提高土地测绘的精确度。为此,需要严格使用GPS进行观测的程序,做好观测前后的仪器测高工作,对于特殊要求的观测工作,需要建立起观测墩,以便减小最后的观测误差,同时为了提高观测结果的精确度,还需要在观测开始之前,做好时间的规划,进而保证观测工作能够有条不紊的进行。
2.科学GPS测量计算
为了剔除GPS观测过程中不利因素的影响,需要对GPS技术的测量结果的计算方式进行改革。通过加强对测量数据的检测以及按照相关的规范与要求对同步环、异步环以及复测的基线进行统计分析的方法,查找出潜藏的影响因素对于数据准确性的影响,并对此进行剔除,从而保证数据的有效性,提高测绘的精度。
此外,也应该对平面坐标以及高程的起算数据进行均匀分布,尤其是高程数据的分布是否合理关系着高程拟合的精度。所以需要采用水准测量的方式提高高程起算点,将高程均匀的分布在控制点上,实现其在控制网内的均匀布设,进而提高数据的可靠性,提高土地测绘的精度。
三、结语
GPS技术具有较高的灵活性好、工作效率高以及操作简单等优点,是土地测绘工作中的主要工具。但是由于受到系统设计、设备质量以及使用环境等因素的影响,GPS技术在使用的过程中难免出现影响土地测绘精度的现象,这就需要对GPS技术的软硬件进行升级换代,对测量与计算方法进行完善与革新,全面的查找原因,弥补GPS技术的缺陷,提高土地测绘的精度。
参考文献:
[1]陈福金.GPS测量技术在土地测绘精度中的应用[M].中国新技术新产品,2010(22).
[2]王焱.提高GPS定位技术高层测量精度的要素及方法[M].北京测绘,2012(02).
[3]毛康.GPS定位测量技术在工程测绘当中的重要作用[M].地球,2013(10).