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GPS土地测绘精度的影响因素分析黄胤铖

发表时间：2020/8/24 来源：《基层建设》2020年第12期作者：黄胤铖

[导读] 摘要：GPS土地测绘技术具有精度高、效率高的特点，它不会受到地理位置以及其后的影响，可实现全天候持续定位，因此GPS土地测绘技术在测量领域中得到了广泛应用。在测绘的过程中，要加强GPS在土地测绘中的精确度，从而保证土地测绘的工程质量。

        四川测绘地理信息局测绘技术服务中心四川成都 610074
        摘要：GPS土地测绘技术具有精度高、效率高的特点，它不会受到地理位置以及其后的影响，可实现全天候持续定位，因此GPS土地测绘技术在测量领域中得到了广泛应用。在测绘的过程中，要加强GPS在土地测绘中的精确度，从而保证土地测绘的工程质量。基于此，本文就GPS土地测绘精度的影响因素进行了分析，从而提出了相应的测绘措施。
        关键词：GPS；土地测绘；精度；影响因素
        土地测绘工作对于地方土地开发、城市化建设有着重要作用，GPS土地测绘技术是近年来应用的较为广泛的测绘技术，因其精度高、效率高的特点，在我国土地开发中发挥了重要的作用。为进一步提高土地测绘精度，就需要对GPS测量误差产生原因进行分析，从而让GPS土地测绘技术的测绘精度能够得到进一步提高。
        一、GPS 土地测绘技术概述
        GPS（Global Positioning System），最初起源于美国的军事项目中，自上世纪六十年代起，逐渐开始投入使用。GPS 是一个能够全天候运行，且精度较高的定位技术，该技术推动了信息化技术的发展，对数字经济的发展也产生了一定的促进作用。GPS 土地测绘技术主要以卫星为依托，利用卫星定位，以卫星到信号机接收机之间的距离为测量数据，如果接收机接通 4 颗卫星，就可通过微距离测量进行计算，从而获得三维坐标数据。大量理论研究和实践表明，GPS 土地测绘技术在土地中的应用呈现出以下几个方面的特点：第一，相较于传统测绘技术，GPS 土地测绘技术精度极高，五万米测绘范围的误差在 5m 以内；第二，GPS 土地测绘技术的效率极高，四万米以内的静态定位在 30min 内就可完成；第三，GPS 土地测绘技术在使用的过程中，只要观测站上方的空间保持开阔，那么测站之间不需要通视也可完成测绘，所以 GPS 土地测绘技术的使用成本比较低；第四，GPS 土地测绘技术应用简单，随着社会高新技术的不断发展，新的自动化测绘装备也在不断的应用，所以 GPS 土地测绘技术的自动化水平会不断上升。
        二、GPS土地测绘技术中影响测绘精度的因素
        1.卫星方面的因素
        GPS 土地测绘技术是以卫星为依托的定位技术，所以难以避免会受到卫星的影响。首先，GPS 土地测绘技术信号误差会对该测绘技术造成一定影响，随着美国 SA 政策的不断落实，许多广播星历的精度逐渐降低，而高频抖动也逐渐加入到 GPS 卫星基准信号中，这就会对 GPS 土地测绘技术的精度造成影响；其次，GPS 土地测绘技术的应用，需要计算卫星所提供的数据，这些数据均是由星历所提供的，但是星历和真实位置始终存在一定的差异，这个差异也被称之为“星历误差”；再次，GPS 卫星上标准时间和原子钟存在一定的误差，这个误差也会对测绘精度造成一定影响；最后，信号发射天线的中心位置也存在一定的误差。
        2.信号机方面的因素
        信号机在接收信号时，信号机软件、硬件都会在一定程度上影响最终定位结果、同时，信号机的对中误差、天线置平误差、周跳（周跳是指卫星信号的失锁而导致，信号整周及计数中断或者跳动。在测绘中，因为周跳而导致的信号失锁较为严重，可达数分钟之久。地质测绘一般因地势复杂或者卫星信号信噪比过低而导致周跳，周跳问题的解决目前已经成为了载波相位测量中的重要内容。）也会导致信号机接收信号的相位和卫星信号的载波相位出现一定的误差，进而导致在测绘的过程中，观测的的信号只有一小部分，或者信号数据直接出现偏差。
        3.传播途径的因素
        信号在传播的过程中难免会受到一定影响，具体表现在以下三个方面：首先，因为电离导致信号传输存在一定的延迟，电离层是受太阳高能辐射以及宇宙线的激励而电离的大气高层，其中存在相当多的自由电子和离子，能使无线电波改变传播速度。具体延迟时间和电离层发生折射、反射和散射的程度以及方向有关；其次，多路径效应，多路径效应会导致卫星信号失真。信号在传播过程中，受一些物体的反射，而改变了信号的传播方向、振幅、极化以及相位等，如果这些信号顺利传输到接收机，那么就会和直线传输的信号叠加，从而导致测绘信号受到干扰；最后，对流层效应，地球上方的对流层也会影响电磁信号的传输，从而导致 GPS 信号传输受到一定的干扰。

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        三、提高GPS土地测绘精度的有效措施
        1.土地测绘的准备工作
        在进行测绘的工作之前，相关人员要根据具体的工作，来制定相应的测绘技术，计划的过程中，要详细到每一个部落，且相关测绘技术人员要有足够的施工经验，并做好相应数据的登记。并且，在平时的施工中，相关技术人员要定时进行学习和培训，且要细化其中的每一个环节，具体人员落实具体技术，这样提高工作人员水平的同时，也可以促使测绘行业的发展，从而为测绘施工做好基础工作。
        2.改良硬件配置
        要根据实际情况来合理的选择 GPS 信号接收机，如果测绘土地的基准线超过 10000m，那么就要尽可能的采用双频接收机，在定位的过程中，双频接收机能够发挥更好的效能，还能够有效降低延迟干扰，让定位精度得到有效提升。并且，双频接收机无论是在动态环境还是在静态环境，都能够实现高效率的测量。如果测绘土地的基准线在 10000m 以内，那么就可选用单频接收机，相较于双频接收机，单频接收机的能耗更小，并且不容易出现故障，能够适应复杂多变的野外环境。在测量之前，要合理检查GPS 接收机是否存在故障，校对钟面时间误差以及天线中心误差。另外，多路径效应所导致的误差较为复杂，因其随观测站周围环境的不同而变化。根据有关资料可知，多路径效应误差对观测值的影响有时可达米级，若天线处于多反射环境中，其影响值甚至会更大。而且严重时还会导致卫星信号的失锁，从而使载波相位测量产生周跳。多路径效应目前虽然不能完全消除，但是却能够通过以下措施来减弱：第一，可增加扼流圈，抑径板等装置；第二，增加卫星截止高度角；第三，信号传输应避开较强的反射面，如水面、平坦光滑的地面和平整的建筑物表面等；第四，改善 GNSS 接收机的电路设计；第五，适当延长观测时间，削弱多路径效应的周期性影响。
        3.改进测量方法
        3.1GPS 网的设计
        首先，要尽可能采用 GPS 封闭环网结构；其次，要有效控制GPS 基准线的长度差距，从而提高 GPS 测量精度；再次，在条件允许的情况下，可尽量采用三角结构的 GPS 网络，通过均匀设置点位来提高测量精度。
        3.2合理选择测量点
        首先，测量点的选择要尽量避开障碍物（尽可能避开斜坡、高楼、山谷），同时也要采取各种有效措施来消除干扰因素，从而确保天线能够充分接收到信号；其次，测量位置的选择要远离雷达站、电台，从而避开电磁波的干扰。
        3.3严谨计算测绘数据
        要根据相关测绘规范，认真分析同步环网、异步环网等，如果发现测绘数据存在误差，必须重新进行测量，在获得准确数据之后才可进行下一步的工作。另外，要检查高程起算数据以及GPS 的平面坐标，笔者认为，尽量选择水准测量法进行测量，这样才能精准设置控制网的高程起算点。另外，还要通过定期的培训来提高工作人员的测绘能力、专业水准，让其树立起相应的创新意识、学习意识，从而让其地质测绘水平不断提升。
        结束语
        综上所述，GPS土地测绘技术在我国土地规划以及区域规划中有着至关重要的作用，因此，在具体的施工测绘中，要正确运用测绘技术，且要随时学习相关的专业知识，这样为工程测绘提供了专业的技术，从而促进土地测绘精度的有效提高。
        参考文献
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