對(duì)工程測(cè)量中GPS技術(shù)的應(yīng)用及精度研究

王樹(shù)峰

摘 要：GPS技術(shù)具有強(qiáng)大的定位測(cè)量功能，在公路、水利、建筑、礦山等工程測(cè)量領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。本文從GPS技術(shù)的原理及特點(diǎn)入手，對(duì)GPS技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用實(shí)踐進(jìn)行了分析，然后針對(duì)定位測(cè)量精度要求提出了相應(yīng)的控制措施，以確保GPS技術(shù)定位測(cè)量準(zhǔn)確，為工程建設(shè)提供可靠的信息數(shù)據(jù)。

關(guān)鍵詞：工程測(cè)量；GPS技術(shù)；精度控制；應(yīng)用實(shí)踐

隨著GPS技術(shù)發(fā)展及其在工程測(cè)量領(lǐng)域的應(yīng)用，傳統(tǒng)測(cè)量工具弊端一一克服，既提高了工程定位測(cè)量精度，也節(jié)約了工程測(cè)量工作成本、時(shí)間，為后續(xù)工程建設(shè)創(chuàng)造良好的基礎(chǔ)條件，確保了工程建設(shè)質(zhì)量與效率。鑒于GPS技術(shù)有如此大的重要性，對(duì)其在工程測(cè)量中的應(yīng)用進(jìn)行探討分析是有必要的。為此，著重探討了GPS技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用，并著重論述測(cè)量精度控制問(wèn)題，進(jìn)一步增強(qiáng)GPS測(cè)量的準(zhǔn)確性。

1 GPS技術(shù)

1.1 原理

GPS是一種先進(jìn)的定位導(dǎo)航技術(shù)，它以衛(wèi)星為載體，以具備某種特定定位信息屬性與頻率屬性的無(wú)線電信號(hào)為對(duì)象，由衛(wèi)星向地面的信號(hào)接收設(shè)備發(fā)送信息，從而實(shí)現(xiàn)定位測(cè)量。

1.2 特點(diǎn)

GPS技術(shù)作為新型的工程測(cè)量技術(shù)，其具有顯著的特點(diǎn)：①定位精度高。GPS技術(shù)利用衛(wèi)星及地面接收設(shè)備，通過(guò)不同方法對(duì)測(cè)量目標(biāo)的平面、高程等進(jìn)行測(cè)量，精度高于常規(guī)測(cè)量方式；②觀測(cè)時(shí)間短。GPS技術(shù)觀測(cè)中不需要通過(guò)測(cè)站間相互通視，只要根據(jù)實(shí)際情況確定點(diǎn)位即可，省去了傳算點(diǎn)、過(guò)渡點(diǎn)測(cè)量等環(huán)節(jié)，極大節(jié)省觀測(cè)時(shí)間；③操作簡(jiǎn)單。地面接收儀器的智能化、自動(dòng)化程度很高，日常觀測(cè)中，只需要調(diào)整好天線高、設(shè)備參數(shù)等工作，就可以自動(dòng)進(jìn)行觀測(cè)、記錄，測(cè)量操作比較簡(jiǎn)單。

2 GPS技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用及精度控制

2.1 工程測(cè)量應(yīng)用實(shí)踐

2.1.1 靜態(tài)GPS相對(duì)定位

在工程測(cè)量中，靜態(tài)GPS相對(duì)定位通過(guò)兩臺(tái)及兩臺(tái)以上接收機(jī)，同一時(shí)間接收衛(wèi)星信號(hào)，根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)計(jì)算定位點(diǎn)的三維坐標(biāo)，然后依據(jù)計(jì)算出的定位點(diǎn)坐標(biāo)位置求其他定位點(diǎn)的坐標(biāo)位置。靜態(tài)GPS相對(duì)定位的測(cè)量精度很高，廣泛應(yīng)用于工程外業(yè)測(cè)量。隨著礦山建設(shè)投入不斷增加，對(duì)礦山測(cè)量精度的要求也在不斷提高。礦山區(qū)域地形復(fù)雜，定位點(diǎn)也比較多，若使用傳統(tǒng)測(cè)量工程，將難以滿(mǎn)足高精度測(cè)量要求。為此，可以采用靜態(tài)GPS相對(duì)定位技術(shù)。

2.1.2 動(dòng)態(tài)GPS相對(duì)定位

動(dòng)態(tài)GPS相對(duì)定位測(cè)量是利用GPS信號(hào)實(shí)時(shí)監(jiān)控運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)，并對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的參考系位的位置、時(shí)間、速度、姿態(tài)等參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，可了解運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。在礦山測(cè)量中采用動(dòng)態(tài)GPS相對(duì)定位測(cè)量技術(shù)，動(dòng)態(tài)測(cè)量數(shù)據(jù)的差分?jǐn)?shù)據(jù)處理一般通過(guò)兩種方式。其一是即時(shí)處理方式，實(shí)時(shí)的將基準(zhǔn)站測(cè)量信息傳輸給流動(dòng)站，然后對(duì)測(cè)量信息進(jìn)行對(duì)比分析，形成動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)鏈；其二是滯后處理方式，基準(zhǔn)站不需要實(shí)時(shí)傳輸測(cè)量信息，而是在后期對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，以得到需要的數(shù)據(jù)鏈，確定礦山隧道等構(gòu)造物位置。

2.2 精度控制

2.2.1 降低電離層引起的誤差

降低電離層引起的誤差具體方法：第一，雙頻觀測(cè)。根據(jù)電離層的折射及信號(hào)頻率等進(jìn)行雙頻觀測(cè)，利用雙頻觀測(cè)所得到的設(shè)置改正電離層的折射，從而提高測(cè)量精度；第二，對(duì)于單頻接收機(jī)，可以利用電離層模型修正觀測(cè)量；第三，利用同步觀測(cè)取得各測(cè)站測(cè)量值之前的差，用其調(diào)整電離層折射，能有效提高測(cè)量精度。

2.2.2 降低多路徑引起的誤差

降低多路徑引起的誤差具體方法：第一，根據(jù)實(shí)際情況選擇合理的站點(diǎn)，避開(kāi)山谷、山坡、盆地及其他坑洼地面，盡量將站點(diǎn)設(shè)置在大面積水平面上；第二，選用屏蔽性好、型號(hào)適合的地面接收天線，合理設(shè)置截止高度角，以降低多路徑引起的誤差。

2.2.3 精確確定GPS的衛(wèi)星軌道

衛(wèi)星運(yùn)行過(guò)程中，受不同的攝動(dòng)力影響，衛(wèi)星會(huì)產(chǎn)生比較繁瑣的運(yùn)行軌道，對(duì)工程測(cè)量精度有一定影響。為此，采用GPS技術(shù)進(jìn)行工程測(cè)量時(shí)，要全程跟蹤站地心坐標(biāo)精度，并加強(qiáng)對(duì)衛(wèi)星運(yùn)行軌道的加權(quán)約束，以便取得比較精確的相對(duì)坐標(biāo)值，將誤差控制在5m以?xún)?nèi)。然后，再將控制后的修正坐標(biāo)值傳輸給接收設(shè)備。

2.2.4 做好地面接收設(shè)備質(zhì)量檢查工作

地面接收設(shè)備作為GPS定位測(cè)量系統(tǒng)組成的一部分，其運(yùn)行狀態(tài)是否良好，直接影響著工程定位測(cè)量的準(zhǔn)確性。為保證礦山測(cè)量精度，制定GPS測(cè)量作業(yè)計(jì)劃，對(duì)地面接受設(shè)備質(zhì)量踐行檢查，驗(yàn)證接受設(shè)備的工作特性、性能及精度可靠性，待確認(rèn)符合野外測(cè)量精度要求好才能進(jìn)行失地測(cè)量。與此同時(shí)，野外測(cè)量中，也要全程檢查地面接受設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)予以糾正，確保測(cè)量精度。

3 結(jié)論

綜上所述，GPS技術(shù)在礦山測(cè)量作業(yè)中的應(yīng)用，極大的提高了工程測(cè)量精度，可為后續(xù)礦山建設(shè)工作提供有力的支持。礦山測(cè)量中，可以采用靜態(tài)GPS相對(duì)定位測(cè)量和動(dòng)態(tài)GPS相對(duì)定位測(cè)量方式，掌握工程控制點(diǎn)的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)信息，準(zhǔn)確定位目標(biāo)物。進(jìn)行礦山測(cè)量時(shí)，為保證與提高礦山測(cè)量精度，要降低電離層、多路徑引起的誤差，做好衛(wèi)星軌道約束及接收設(shè)備質(zhì)量檢查工作。

參考文獻(xiàn)：

[1]艾輝.淺談工程測(cè)量中GPS技術(shù)的應(yīng)用[J].江西建材，2016（02）：229.

[2]趙峻天，劉方圓.工程測(cè)量中GPS技術(shù)的應(yīng)用及精度分析[J].江西建材，2016（04）：241+244.