基础控制测量中GPS控制网的优化策略分析

基础控制测量中 GPS控制网的优化策略分析

周平

四川省地质矿产勘查开发局一〇六地质队 四川省成都市 611130

摘要：随着科学技术的发展，我国的GPS技术有了很大进展，并在GPS控制网中得到了广泛的应用。通过分析GPS控制网，总结系统中存在的不足，对GPS控制网加以完善。本文基于基础控制测量对GPS控制网进行优化设计，通过深度分析GPS控制网原理，制定优化指标，进一步提升GPS控制网的工作效率。

关键词：基础控制测量；GPS控制网；优化策略

引言

GPS测量技术是在综合利用卫星定位技术与遥感技术得以实现的，在进行作业操作时，要计算卫星的运行轨迹，还要考虑大气层情况以及发射与接收设备等因素的影响，如果大气对流层中反射的物质比较多，就会干扰到信号的传输，从而影响到高程测量数据的准确性。而且大部分工程测量具有的已知点相对较少，已知点位置分布不合理、网状不佳等情况，使其水准测量很难进行，这就使得GPS测量时，难以保障控制网的精准度，在测量过程中，高程精度误差相对比较明显。

1GPS控制测量平面精度

当前，工程测量技术人员要想获取准确的平面精度测量数据十分方便，因为技术人员可以实现GPS通过控制网来获取准确的平面精度数据。但是，需要注意的一点是，技术人员在实现GPS控制网之前，应该要根据实际情况对控制网的形状进行设计，并根据实际情况对测量基准与精度进行控制。在利用GPS进行平面测量时，应该要将控制网分成不同的级别，便于实现逐级控制。在进行工程测量时，选择合适的测量方法是十分重要的，技术人员应该根据工程的实际情况选择测量方法。

2GPS控制网优化设计各项指标标准

通常的衡量标准是基于控制量各项精度指标，按照精度、可靠性以及经济等指标进行评价。优化设计也根据上述指标进行设计，对于用途不同的控制网，对其指标的侧重也会适当做出改变。（1）精度指标。GPS控制网会存在一些误差，精度指标指的是误差分布的离散程度，通常会用参数方差对离散程度进行描述。（2）可靠性指标。GPS控制网的可靠性指标是根据，构成模型产生的误差而提出的理论。其中内部可靠性代表控制网的自检能力；外部可靠性代表的是抵抗残存粗差的能力。进行优化设计时，一般会用可靠率对GPS控制网的可靠性进行评估。（3）经济性指标。进行GPS控制网优化设计时，不能光从性能方面考虑，还要结合经济性进行考虑。为满足精度、可靠性这两点需求，经济也需要合理衡量，在设计时，使控制网同时满足经济和精度、可靠性的指标。优化平时测量时，GPS控制网的经济成本。

3GPS工程控制网的优化设计

3.1高程拟合法的优化

为提高GPS控制测量精度，可以通过以下几个方面对高程拟合法进行优化来实现:1)要充分对项目区域进行考察，控制点数量要根据测量项目的实际情况确定，例如，当作业区域面积开阔的时候，可以根据测量区域的特点以及项目要求，对该区域进行划分测量并建立拟合模型，为后面的测量作业做好准备。2)为了保证精度的准确性，作业初要对高程的起算点的合理性与点位的稳定性进行细致考量，测量作业的流程以及实际操作要严格按照规定和标准进行。除此之外还要严格控制测量区域的水准点数，尽量多的均匀布置，最低数量也要不低于6个。3)要充分了解并掌握各个高程拟合模型特点，认真分析各个高程拟合模型在工程项目中应用的情况，科学论证后才能确定最终方案。常用的拟合法有两种，分别是平面拟合法与二次曲面拟合法，这两种方法都是基于几何学，能够准确计算控制范围内的控制点与待定点。在作业时如果能够综合使用两种方法，将可以很大程度的降低测量数据的误差，提高测量精度。

3.2强化控制点的布设

测量人员只有提高高程起算点的准确性，才能保证其他控制点高程值测量的精度。因此，对于工程测量过程而言，技术人员必须针对实际的测量范围选择合适数量的工程测量点并加强控制点布设工作的控制力度。一般而言，在对控制点进行布置过程中，其选择最少的水准点数量不得小于六个，而且，要保证这六个水准点在分布过程中都能处于均匀的状态，只有提高控制点分布的合理性与均匀性，才能保证高程起算点测量结果的精度和稳定度。此外，如果需要测量的范围较大，那么技术人员在利用GPS测量技术时，可以利用分区构建拟合模型的方法来合理的布置控制点。

3.3提高测量平面的选择标准

测量者应注意选取适宜的公共几何点，以对平面高程、平面高程异常值展开详细的估算。其中，计算高程数值过程中，测量者可以借助高程拟合先展开测量，待得到结果后只需去除正常高即可获得所需数值，该环节可反复使用二次曲面拟合法进行，从而将误差不断减小至可控范围。但若是测量工程所处地质环境不同，则选择标准同样需要发生更改。假设测量工程处于地势起伏明显的山区，则应综合衡量测量工作是否会受到周边磁场、大气对流层活动等因素的影响。此外，由于地下介质密度与土质条件同样会干扰GPS卫星传输工作的精准度。因此，当测量人员在这些地区开展测量工作时，首先必须保证测量平面位于一个相对平坦的区域，严格把控与基站的间隔，将测量区域真实长宽作为依据来安放数量合适的基站，以保障所有基站均能接收到卫星传送的信息。而若是测量环境磁场较强，则禁止在该区域安放基站。此外，当进行平面测量时，各个基站的高程测量工作一同进行，只有这样才能保证测量结果的真实可靠。若是测量者在测量时选择的标准合适，就能够很大程度上减小测量误差，提升测量的有效性。

3.4提高可靠性和精度的措施

（1）提高可靠性的措施。通过可靠性指标计算可以分析出基线的相关数据，这有利于测点进一步对增加基线的工作进行处理。进行GPS控制网布设工作时，适当在网中增加观测，可以提升控制网的可靠性。基于相同的控制网上，进行多次观测分析，有助于分析出运行过程中存在的问题。其中一台GPS接收机如果在同一位置观测多次，并且在不同时间段，则需要在不同时间段重置设备，避免误差和人为操作不当等问题。（2）提高GPS网精度的方法。为了临近GPS之间的精准度，就需要在网中对距离比较近的点实施同步观测。根据观测得出分析结果，确定基线。可以在全面网上布设大框架，再对框架内的点进行分析。测定的时候要保障框架内各个点都是正常运行的状态，选择足够多的水准点，使其均匀的分布在网内。为了提升GPS控制网尺寸的精准度，可以增加观测时段，对布设的点进行向量分析，因此，在实际工程中还需要结合工程实际情况来分析。

结语

综上所述，对于GPS测量技术而言，其能够适用于不同的地质条件和环境，是一种全天候的作业方式，同时获得的数据测量结果较为准确，因而被广泛的使用在工程测量过程中。相比于传统的测量技术而言，GPS测量技术能够在提高测量准确性的基础上提高测量效率。然而，其在实际使用过程中依然存在一些问题，这就需要技术人员在利用GPS测量技术时对其进行合理的控制，这样才能完全发挥该技术的应用优势，从而才能得到最准确的平面与高程测量精度。

参考文献

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