gps定位技術(shù)在精密高程測量中的應(yīng)用

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1、GPS定位技術(shù)在精密高程測量中的應(yīng)用　　摘要：當(dāng)前，GPS技術(shù)在我國的工程測量已經(jīng)中得到了較為廣泛的應(yīng)用，GPS技術(shù)具有測量準(zhǔn)確性高、定位速度快、測量時間短等優(yōu)勢，不但為快速定位和獲取數(shù)據(jù)帶來了方便，也為國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國防建設(shè)做出了很大貢獻(xiàn)。但仍存在一定的誤差，而如何減少誤差則十分重要。該文首先對GPS高層測量的基本原理進(jìn)行了簡要的闡述，并對GPS精密高程測量的誤差來源進(jìn)行了詳細(xì)的分析，并提出了針對這些誤差來源的相關(guān)應(yīng)對措施?！　￡P(guān)鍵詞：GPS定位高程測量精度　　中圖分類號：P228.4文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章

2、編號：1672-3791（2016）03（c）-0017-02　　GPS技術(shù)即全球定位系統(tǒng)，該系統(tǒng)的原理通過衛(wèi)星對地理位置信號的接受和發(fā)送，能夠借助衛(wèi)星技術(shù)，并根據(jù)所得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行算法的計算，對地球上位置進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷[1]。在精密高程測量當(dāng)中，GPS技術(shù)的使用，可以通過將若干已知GPS點(diǎn)的正常高與GPS測量所得的大地高之間進(jìn)行高程異常的比較，并通過相應(yīng)的平面坐標(biāo)和高程異常采用數(shù)值似合計算方法，擬合出區(qū)域的似大地水準(zhǔn)面，即可解出各點(diǎn)高程異常值，進(jìn)而求出各GPS點(diǎn)的正常高，從而獲得精確的數(shù)據(jù)，測量也更加準(zhǔn)確

3、?！　?GPS高程測量的原理6　　GPS高程測量的基本原理是通過GPS技術(shù)獲得測量點(diǎn)的大地高數(shù)據(jù)，然后通過水準(zhǔn)測量獲得測量點(diǎn)的正常高的數(shù)據(jù)，大地高與正常高之間的差值被稱為高程異常，通過高程異常的數(shù)據(jù)，采用高程擬合算方案，能夠?qū)λ拼蟮厮疁?zhǔn)面進(jìn)行擬合，從而得出測量區(qū)域內(nèi)的高程[2]?！　〖僭O(shè)是通過GPS測得的大地高，H是相應(yīng)的正常高，則該點(diǎn)的高程異?？梢员硎緸椋骸　⊥ㄟ^GPS技術(shù)對高程進(jìn)行擬合，需要對一定范圍內(nèi)的測量點(diǎn)構(gòu)建起似大地水準(zhǔn)面，這就需要在測量的范圍之內(nèi)布置一定數(shù)量的GPS測量點(diǎn)，并且應(yīng)當(dāng)在一定的密度

4、范圍之內(nèi)，通過這些測量點(diǎn)的水準(zhǔn)聯(lián)測，取得測量點(diǎn)的大地高與正常高，從而獲得高程異常，進(jìn)一步的構(gòu)建出測量區(qū)域內(nèi)的似大地水準(zhǔn)面。　　通過多年的發(fā)展，目前關(guān)于GPS高程擬合模型的相關(guān)研究已經(jīng)比較充足，比較常見的GPS擬合模型包括有曲線擬合模型、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)擬合模型、曲面擬合模型等，這些擬合方法由于采用的算法不同，得出的結(jié)果可能會有所差別，結(jié)果的精度對受到測量點(diǎn)密度、測量點(diǎn)的數(shù)量與分布等的影響?！　?GPS精密高程測量的誤差來源　　2.1GPS測量誤差的影響　　在GPS測量誤差中，主要有3個方面會產(chǎn)生一定的誤差。6　　

5、首先，是衛(wèi)星本身運(yùn)行過程中產(chǎn)生的誤差，星歷誤差、衛(wèi)星鐘差以及相對論效應(yīng)等都會產(chǎn)生一定的影響。其次，是信號傳播產(chǎn)生的誤差。在信號傳播的過程中，可能會出現(xiàn)電離層延遲、對流層延遲、多路徑效應(yīng)等，前面兩者的信號誤差問題能夠采用相關(guān)的算法來進(jìn)行優(yōu)化與改進(jìn)，而多路徑效應(yīng)產(chǎn)生的誤差可以通過天線中的扼流圈來進(jìn)行誤差的調(diào)整[3]。最后，是信號接收設(shè)備產(chǎn)生的誤差以及信號處理產(chǎn)生的誤差。在接收設(shè)備中，天線的整平和相位中心都可能產(chǎn)生誤差，而在信號處理中所采用的算法與模型也會有一定的誤差。前者能夠?qū)μ炀€的整平進(jìn)行調(diào)整來降低誤差，而

6、后者則需要采用精密星歷來降低誤差。還可以通過多次試驗來對數(shù)據(jù)處理模型的誤差進(jìn)行降低?！　?.2水準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)測誤差的影響　　水準(zhǔn)聯(lián)測的誤差會直接對擬合模型的結(jié)果產(chǎn)生影響。水準(zhǔn)聯(lián)測是通過測量區(qū)域內(nèi)的測量點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行的，因此，水準(zhǔn)測量的精度需要進(jìn)行有效地控制，才能使得高程擬合的結(jié)果得到有效保障，所以，需要對測量點(diǎn)的粗差進(jìn)行測量，并且基于穩(wěn)健進(jìn)行相關(guān)的估計與分析。　　2.3擬合模型誤差的影響　　在對測量區(qū)域的數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合模型的建立時，擬合點(diǎn)的數(shù)量的確定和擬合點(diǎn)的分布密度會使得擬合結(jié)果的準(zhǔn)確度產(chǎn)生影響。并且，擬合模型的

7、選擇也會對最終似大地水準(zhǔn)面是否能夠達(dá)到最佳的擬合程度產(chǎn)生影響。似大地水準(zhǔn)面的形成主要是通過模型將測量點(diǎn)擬合成為一個曲面，其中需要采用相對負(fù)載的數(shù)學(xué)模型，而真正能夠與大地水準(zhǔn)面保持完全一致是非常困難的，所以，擬合模型中會產(chǎn)生一定的誤差，并對GPS高程擬合結(jié)果產(chǎn)生影響。因此，需要在進(jìn)行測量的時候?qū)Ω叱虜M合模型進(jìn)行正確與適當(dāng)?shù)倪x擇，從而提高精密高程測量的準(zhǔn)確度與可靠性?！　?GPS定位技術(shù)在精密高程測量中應(yīng)用的誤差來源的應(yīng)對6　　在采用GPS定位技術(shù)進(jìn)行精密高程測量時，結(jié)果的精確度是非常重要的，因此，需要采用必

8、要的手段和方式，來最大程度地降低過程中可能產(chǎn)生的各種誤差，將誤差降低到最小，或者是對某一環(huán)節(jié)的誤差進(jìn)行徹底的消除[4]。從前文對GPS精密高程測量誤差的來源進(jìn)行誤差的消解，是非常重要的方式?！　?.1使用精密衛(wèi)星星歷　　需要在選擇了合適的測量方案之后，對測量條件較好地觀測時段進(jìn)行衛(wèi)星的觀測，并且這樣能夠使得GDOP及PDOP值得到減小，并且能夠降低通過電力折射以及衛(wèi)星信號誤差、載波相位周跳的誤差。　　GPS衛(wèi)星信號會受到電離層