探究GPS大地测量作业的质量控制措施

罗通

摘 要：GPS定位技术因为它的精确性，敏捷性，移动性和便利性而被大量使用在大地测量中。大地测量不只是对物体方位的测量，也是综合运用知识的体现。GPS定位技术可以处理这类问题。GPS定位技术也大量使用在平常生活中，给日常生活造成了极大的便利。本篇文章主要对GPS技术进行了介绍，并简要说了GPS技术在使用中的技术要点，并简要说明了GPS的质量控制措施，为以后的测量技术提供重要的参考。

关键词：GPS；大地测量；质量控制；措施

0.引言

伴随着新的测绘技术和方法的持续进步，非常多的大地测量单位采用GPS完成现场项目测量。使用GPS技术在很大程度上减少了测量工作人员的劳动量，工作率得到了非常大的提升。尽管GPS的操作方法比之前的测量仪器简单，但设计或人为因素会导致诸如低精度和低可靠性的问题。在实际工作中，一定要持续发现并获得一些经验，以提高GPS控制测量的质量。

1.GPS 技术的简述

GPS是全球定位系统（GPS）的缩写。GPS最初是由美国开发的全天候，高精度全球卫星定位和导航系统，它主要适用于世界各地的军事。它可以精确地确定三维位置，动向和时间等。这使卫星通信技术与导航相结合，大大提升了社会的信息传输水平，高效的促进了互联网经济的发展。GPS系统的空间卫星部分的组成部分是24颗卫星，这精妙的的布局确保了GPS定位的精确性。地面观测部分主要由三部分构成：主控制，地面天线和监测站。主控站位于美国空军基地，是整个地面监测系统的管理和技术中心。监测站收集主要数据，由GPS卫星信息和监测站位置的环境信息组成，并将它们发送到主控制站。用户部分主要是GPS接收器。其主要功能是使用GPS卫星信息计算使用者当时的三维位置和时间。

2.GPS 技术在大地测量中的特点

2.1 GPS定位系统中十分重要的特点是其精度，可按照不同的测量精度和不同的操作模式进行调整。在大地控制网络中，可以直接从GPS发送的信号中获得三维定位的准确信息。控制网络中的不同节点之间不会因为出现数量累积或者每个点都要计算而造成计算错误。

2.2仪器的操作简单方便。

现在，伴随着科学技术的持续发展，GPS接收机也在进行相应的完善。一般情况下，在测量时，工作人员只需要将仪器放在适当的位置，连接电线，测量天线的高度，并观察仪器的运行情况。所有其他工作都可以应用GPS测量仪器完成，例如卫星发现，跟踪，测量和记录等。在测量完所有数据后，工作人员只需要打包测量工具并对采集的数据进行保存，防止出现信息遗漏的情况。目前，在一个观察点进行连续测量更方便。可以通过数据通信自动对数据进行处理。和计算机一样，接收器的体积和重量也越来越小，这大大减少了测量员的工作量。

2.3安排布点时更加灵活方便。

同以前使用的大地经纬仪和卷尺相比，光电测距仪和全程测量仪可以准确、便捷地测量两非位置之间的间距。但它只能用于表面宽，并且没有什么东西覆盖的区域。它不能用于森林和山区。GPS定位系统不需要测量区域的表面，并且不需要观察站彼此看到。因此，不再需要建立朝向标记，它只需要测量区域的宽度，GPS定位的精度与测量的物理形状无关。因此，GPS技术在大地测量中的应用具有更多优势。

2.4对环境适应性强

GPS定位系统基本上能够适应外部的所有环境，这使得对外部环境的依赖性较低。不管是在山地，海洋，平原甚至深沙漠，丛林等恶劣环境中，都能表现出测量的准确性，其适应性相比其他测量系统更加的有适应性。与之前的大地测量方法相比，GPS可以在多重时间和多样的环境下更精确地测量目标。

3.GPS控制测量的质量控制

3.1使单独基线的数量增加。在设计GPS网络的阶段中，可以合理地增加观察周期的数量。伴随着观测周期的持续增加，对应的基线的数量也将会增多，并且在基线数量增加后，GPS网络的可靠性可以有效提高。

3.2确保一定数量的重复站。为了保证一定数量的重复站，我们不仅可以及时发现站点的误差，及时调平和纠正错误的数据，还可以通过同一站点的多次观测来增加观测周期的数量。

3.3确保每个站至少连接三个独立的基线，这样可以使站点拥有很高的安全性。在设置GPS网络时，每个点的安全性与点的位置没有直接關系，但与该点连接的基线数量相关，该点连接的基线越多，安全性就会变得越高。

3.4检查GPS观测基线质量的最佳方法是异步闭环误差。随着构成异步环路的基线矢量数量的增加，其检查质量的能力将渐渐降低。所以，有必要对异步循环的最小边数进行有效控制。所谓的最小异步闭环意味着闭环的基线边缘是异步的，边缘的数量是最小的。

3.5提高GPS网络的准确性。

以下方法可用于提高GPS网络的准确性：为了确保GPS网络中相邻点的相对准确性，必须同步观察网络中的关闭点，以获得两者之间的直接观测基线；为了提高整个GPS网络的准确性，帧网络可以铺设在整个网络之上，帧网络是整个GPS网络的框架；网络中异步环的最小边数不应超过6。要通过高程拟合方法确定网络中每个点的正常高度/正高度，应选择一定数量的平整点。调平点的数量应尽可能多，并且应合理的分布在网络中，并且应在网络周围分布一些点来包含整个网络。为了增强GPS网络的尺度精度，可以增加长时间和多周期的基线矢量。

3.6GPS基线解决方案的精确处理

GPS基线计算通常由软件自动完成，不需要非常多的人工干预。在基线计算之后，软件将输出诸如方差比率RATIO（要求大于3），RMS（质量越小越好）和RDOP（<5）的因子。上述质量指标仅具有一定的相对意义，反映了基线计算的准确性，并不能绝对解释基线质量。考虑到软件本身设计的基线求解算法的精度不同，当上述指标满足规范要求时，应打开基线解的残差图，以进一步控制基线质量，即细化基线。解决方案包括：明确基线处理中的出现误差的位置（周期滑差修复是否完好，多径效应的影响，卫星跟踪是否中断），去除误差数据再次解析基线，以确保质量基线顺利解决。顺便指出，并不是把全部的基线进行细化，但仅限于具有相对较差的RATIO，RMS，RDOP和其他指标的基线和同步环，以及超出限制的异步环中的基线。

4.结语

总之，GPS测量具有高精度和高效率的特点。总的来说，GPS测量技术在一定程度上已经取代了之前的三角测量和横向测量方法。通过以上对GPS测量技术的原理和特点的介绍，未来GPS测量技术将更应用在大地测量中，这样的话不止会降低劳动量，还可以提高大地测量的进度和准确性。

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