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对工程测量中GPS技术的应用及精度研究

2017-10-21王树峰

中国化工贸易·中旬刊 2017年1期
关键词:精度控制GPS技术应用实践

王树峰

摘 要:GPS技术具有强大的定位测量功能,在公路、水利、建筑、矿山等工程测量领域有着广泛应用。本文从GPS技术的原理及特点入手,对GPS技术在矿山测量中的应用实践进行了分析,然后针对定位测量精度要求提出了相应的控制措施,以确保GPS技术定位测量准确,为工程建设提供可靠的信息数据。

关键词:工程测量;GPS技术;精度控制;应用实践

随着GPS技术发展及其在工程测量领域的应用,传统测量工具弊端一一克服,既提高了工程定位测量精度,也节约了工程测量工作成本、时间,为后续工程建设创造良好的基础条件,确保了工程建设质量与效率。鉴于GPS技术有如此大的重要性,对其在工程测量中的应用进行探讨分析是有必要的。为此,着重探讨了GPS技术在矿山测量中的应用,并着重论述测量精度控制问题,进一步增强GPS测量的准确性。

1 GPS技术

1.1 原理

GPS是一種先进的定位导航技术,它以卫星为载体,以具备某种特定定位信息属性与频率属性的无线电信号为对象,由卫星向地面的信号接收设备发送信息,从而实现定位测量。

1.2 特点

GPS技术作为新型的工程测量技术,其具有显著的特点:①定位精度高。GPS技术利用卫星及地面接收设备,通过不同方法对测量目标的平面、高程等进行测量,精度高于常规测量方式;②观测时间短。GPS技术观测中不需要通过测站间相互通视,只要根据实际情况确定点位即可,省去了传算点、过渡点测量等环节,极大节省观测时间;③操作简单。地面接收仪器的智能化、自动化程度很高,日常观测中,只需要调整好天线高、设备参数等工作,就可以自动进行观测、记录,测量操作比较简单。

2 GPS技术在矿山测量中的应用及精度控制

2.1 工程测量应用实践

2.1.1 静态GPS相对定位

在工程测量中,静态GPS相对定位通过两台及两台以上接收机,同一时间接收卫星信号,根据接收到的数据计算定位点的三维坐标,然后依据计算出的定位点坐标位置求其他定位点的坐标位置。静态GPS相对定位的测量精度很高,广泛应用于工程外业测量。随着矿山建设投入不断增加,对矿山测量精度的要求也在不断提高。矿山区域地形复杂,定位点也比较多,若使用传统测量工程,将难以满足高精度测量要求。为此,可以采用静态GPS相对定位技术。

2.1.2 动态GPS相对定位

动态GPS相对定位测量是利用GPS信号实时监控运动的目标,并对运动目标的参考系位的位置、时间、速度、姿态等参数进行对比,可了解运动目标的运动状态。在矿山测量中采用动态GPS相对定位测量技术,动态测量数据的差分数据处理一般通过两種方式。其一是即时处理方式,实时的将基准站测量信息传输给流动站,然后对测量信息进行对比分析,形成动态的数据链;其二是滞后处理方式,基准站不需要实时传输测量信息,而是在后期对测量数据进行对比分析,以得到需要的数据链,确定矿山隧道等构造物位置。

2.2 精度控制

2.2.1 降低电离层引起的误差

降低电离层引起的误差具体方法:第一,双频观测。根据电离层的折射及信号频率等进行双频观测,利用双频观测所得到的设置改正电离层的折射,从而提高测量精度;第二,对于单频接收机,可以利用电离层模型修正观测量;第三,利用同步观测取得各测站测量值之前的差,用其调整电离层折射,能有效提高测量精度。

2.2.2 降低多路径引起的误差

降低多路径引起的误差具体方法:第一,根据实际情况选择合理的站点,避开山谷、山坡、盆地及其他坑洼地面,尽量将站点设置在大面积水平面上;第二,选用屏蔽性好、型号适合的地面接收天线,合理设置截止高度角,以降低多路径引起的误差。

2.2.3 精确确定GPS的卫星轨道

卫星运行过程中,受不同的摄动力影响,卫星会产生比较繁琐的运行轨道,对工程测量精度有一定影响。为此,采用GPS技术进行工程测量时,要全程跟踪站地心坐标精度,并加强对卫星运行轨道的加权约束,以便取得比较精确的相对坐标值,将误差控制在5m以内。然后,再将控制后的修正坐标值传输给接收设备。

2.2.4 做好地面接收设备质量检查工作

地面接收设备作为GPS定位测量系统组成的一部分,其运行状态是否良好,直接影响着工程定位测量的准确性。为保证矿山测量精度,制定GPS测量作业计划,对地面接受设备质量践行检查,验证接受设备的工作特性、性能及精度可靠性,待确认符合野外测量精度要求好才能进行失地测量。与此同时,野外测量中,也要全程检查地面接受设备的运行状态,以便及时发现问题,及时予以纠正,确保测量精度。

3 结论

综上所述,GPS技术在矿山测量作业中的应用,极大的提高了工程测量精度,可为后续矿山建设工作提供有力的支持。矿山测量中,可以采用静态GPS相对定位测量和动态GPS相对定位测量方式,掌握工程控制点的静态、动态信息,准确定位目标物。进行矿山测量时,为保证与提高矿山测量精度,要降低电离层、多路径引起的误差,做好卫星轨道约束及接收设备质量检查工作。

参考文献:

[1]艾辉.浅谈工程测量中GPS技术的应用[J].江西建材,2016(02):229.

[2]赵峻天,刘方圆.工程测量中GPS技术的应用及精度分析[J].江西建材,2016(04):241+244.

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