工程测量中GNSS控制测量平面与高程精度探究

发表时间:2019/10/17   来源:《基层建设》2019年第18期   作者:张兴发
[导读] 摘要:随着我国GNSS技术愈发成熟,其应用效果及应用范围也随之不断扩大,并在多个领域中得到了广泛的使用。
        宜宾纵城地籍勘测咨询有限责任公司  四川宜宾  644000
        摘要:随着我国GNSS技术愈发成熟,其应用效果及应用范围也随之不断扩大,并在多个领域中得到了广泛的使用。在工程测量领域中,GNSS技术对于传统测量技术所造成的冲击是巨大的,是不可忽视的,甚至部分传统测量技术被GNSS技术所取代。尽管GNSS技术的优势较为明显,但其所存在的缺点也同样不容忽视,尤其是在测量平面与高程精度方面,GNSS技术难免会存在一定的误差。针对这种现象,就必须从技术层面对GNSS技术进行分析,重视影响测量精度的因素,并采取有效的控制措施。
        关键词:工程测量;GNSS技术;控制;测量平面;高程精度
        引言:
        GNSS技术诞生于上个世纪80年代,最早于上个世纪90年代被美国所应用。GNSS技术主要通过卫星进行定位,并通过特殊频率信息的传递来实现测量。由于GNSS技术具有高精度、高效率、成本低、操作便捷等优势,因而其在工作测量中占据着不可动摇的地位。加强对于GNSS技术的研究和分析,对于进一步提高我国工程测量水平有着一定的现实意义。
        一、GNSS技术在工程测量中的应用现状
        从技术层面的角度来看,GNSS技术对于网点的分布有着一定的基本要求。若在网点分布密度较高,分布较为均匀的情况下,GNSS技术的测量精度也会相对较高。然而,在实际应用的过程中,由于测量网点的分布情况远远无法达到标准的测量要求,因而GNSS技术的应用效果容易受到诸多的限制。在判断客观因素对测量精度的影响时,测量人员需要从GNSS技术的本质出发,加强对于GNSS控制网的分析,并通过调整起算点的方式,来计算GNSS技术的精度影响因素。实践证明,在使用GNSS技术进行平面位置的测量时,起算点因素对于测量精度所造成的误差相对较小,基本可以忽略不计,即便是坐标误差达到25mm时,其测量的精度依然在合理的范围之内。GNSS技术在测量平面时,可以保持较高的精确度,且外界因素对于测量结果的影响相对较低。而在使用GNSS技术进行高程测量时,其精确度误差最高可以达到0.6m左右,最小也超过了0.05m,这显然无法将误差控制在合理的范围之内。
        二、影响高程测量精度的原因分析
        导致GNSS技术出现高程测量精度偏差的主要因素包括卫星误差、信号传播误差、接收设备误差等。此外,若测量人员在选择测量模型时选择失误,则会直接导致数据处理出现一定的误差。因此在开展静态测量时,测量人员首先需要明确控制点的正确位置,并确保接收设备质量及数量达到预期的标准,并确保各项观测数据满足基本的要求,如观测时间、观测频率等。
        在检测GNSS技术所获取的测量结果是否存在误差时,测量人员可以采取以下几种方式:一是公共点几何水准检测法。从本质来看,GNSS测量值与大地高的差值即为异常值,因此,只有在明确几何水准起算点时,才能够确保异常值的精准度。二是高程拟合法。高程拟合法指的是对异常的高程测量值进行拟合计算,从而获取高程异常值。在实际应用的过程中,前者主要依靠传统方式进行测量,由于其存在工作量较大,测量时间较长,成本较高等问题,因而其实用性要低于后者。其次,若测量区域存在较为复杂的地形地势情况时,会直接导致测量值无法满足工程测量的基本精度需求。

因而测量人员可以采取水准测量方式开展测量工作,针对少数的GNSS测量点采取高程测量措施,并使用拟合技术对其余测量点的高程进行计算。若在条件允许的情况下,在使用拟合技术之前测量人员也可以有针对性的设置拟合模型,从而进一步提高计算的精准度。最后,由于测量点的密度及分布均匀状态会直接影响到测量结果,因而测量人员首先要确保测量点的分布达到基本的数量要求,尽可能将测量点均匀分布在测量区域中。
        三、提高高程测量精度的有效措施
        (一)加强对于起算点的控制
        从某种角度来看,在使用GNSS技术进行高程测量时,起算点的控制效果直接决定到了最终的测量结果。起算点的控制内容主要包括测量点的稳定性和精度等级。同时测量人员需要尽可能为GNSS技术的应用创造有利的客观条件,提高测量点的分布均匀程度,且测量区域内测量点的数量不得低于6。在工程测量的实际情况当中,大多数情况下,所需要测量的区域普遍存在面积大的情况,且同一区域内往往会具有相对较为复杂的地形地势条件。针对这种现象,测量人员需要采取分层测量的基本原则,将测量区域划分为若干个单元,并有针对性的建立模型。
        (二)提高大地高测量精度的措施。
        在测量大地高时,测量人员首先要确保天线高选取的准确性。由于天线高对于GNSS技术的测量精度有着直接的影响,因而测量人员需要采取合理的测量措施,保证天线高的精度达到应用GNSS技术的基本标准。其次,在测量区域较大的影响之下,区域内部的高程也会存在明显的偏差,因而测量人员需要针对高程的不同而采取不同的天线类型。例如:在交通不便的区域内进行测量,可以优先考虑高精度的手持式天线,如GK-A300等型号。
        (三)合理选择拟合模型
        在建设拟合模型的过程中,二次曲面拟合法是实用性最强,获取精度最高的计算方式。但在建设拟合模型时,测量人员需要始终坚持因地制宜的基本原则,不能过于执着使用同一种计算方式,而是要有针对性的进行选择,选择的依据要以测量区域的地形地势因素为主。从经济性角度来看,拟合模型的建立需要耗费大量的时间和人力、物力,测量人员需要根据自身的实际情况而决定是否应用拟合模型。
        四、结语
        综合来看,GNSS技术在测量平面时具有较为出色的表现,出现测量误差的现象相对较少。而在测量高程时,GNSS技术容易受到多种因素的影响,测量精度往往会在一定的偏差。工程测量人员需要正确认识到GNSS测量技术的优缺点,提高技术应用的合理性,尽量采取多种测量技术相结合的方式来开展测量工作。同时,在使用GNSS技术测量高程时,应当基于测量区域的实际地势情况,合理对测量方案进行设计,强化对于误差的控制,采取合理的影响因素控制措施,保证测量精度的准确性。
        参考文献:
        [1]杨心力, 徐其民. 工程测量中GPS控制测量平面与高程精度研究[J]. 工程技术:全文版, 2017.
        [2]苏志华, 周春柏, 刘晚霞. 工程测量中GPS控制测量平面与高程精度分析[J]. 测绘通报, 2012(3):56-58.
        [3]连毅峰. 关于工程测量中GPS控制测量平面与高程精度的探讨[J]. 资源信息与工程, 2017, 32(6):136-137.
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