羅通

摘 要：GPS定位技術(shù)因為它的精確性，敏捷性，移動性和便利性而被大量使用在大地測量中。大地測量不只是對物體方位的測量，也是綜合運用知識的體現(xiàn)。GPS定位技術(shù)可以處理這類問題。GPS定位技術(shù)也大量使用在平常生活中，給日常生活造成了極大的便利。本篇文章主要對GPS技術(shù)進行了介紹，并簡要說了GPS技術(shù)在使用中的技術(shù)要點，并簡要說明了GPS的質(zhì)量控制措施，為以后的測量技術(shù)提供重要的參考。

關(guān)鍵詞：GPS；大地測量；質(zhì)量控制；措施

0.引言

伴隨著新的測繪技術(shù)和方法的持續(xù)進步，非常多的大地測量單位采用GPS完成現(xiàn)場項目測量。使用GPS技術(shù)在很大程度上減少了測量工作人員的勞動量，工作率得到了非常大的提升。盡管GPS的操作方法比之前的測量儀器簡單，但設(shè)計或人為因素會導(dǎo)致諸如低精度和低可靠性的問題。在實際工作中，一定要持續(xù)發(fā)現(xiàn)并獲得一些經(jīng)驗，以提高GPS控制測量的質(zhì)量。

1.GPS 技術(shù)的簡述

GPS是全球定位系統(tǒng)（GPS）的縮寫。GPS最初是由美國開發(fā)的全天候，高精度全球衛(wèi)星定位和導(dǎo)航系統(tǒng)，它主要適用于世界各地的軍事。它可以精確地確定三維位置，動向和時間等。這使衛(wèi)星通信技術(shù)與導(dǎo)航相結(jié)合，大大提升了社會的信息傳輸水平，高效的促進了互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟的發(fā)展。GPS系統(tǒng)的空間衛(wèi)星部分的組成部分是24顆衛(wèi)星，這精妙的的布局確保了GPS定位的精確性。地面觀測部分主要由三部分構(gòu)成：主控制，地面天線和監(jiān)測站。主控站位于美國空軍基地，是整個地面監(jiān)測系統(tǒng)的管理和技術(shù)中心。監(jiān)測站收集主要數(shù)據(jù)，由GPS衛(wèi)星信息和監(jiān)測站位置的環(huán)境信息組成，并將它們發(fā)送到主控制站。用戶部分主要是GPS接收器。其主要功能是使用GPS衛(wèi)星信息計算使用者當(dāng)時的三維位置和時間。

2.GPS 技術(shù)在大地測量中的特點

2.1 GPS定位系統(tǒng)中十分重要的特點是其精度，可按照不同的測量精度和不同的操作模式進行調(diào)整。在大地控制網(wǎng)絡(luò)中，可以直接從GPS發(fā)送的信號中獲得三維定位的準(zhǔn)確信息。控制網(wǎng)絡(luò)中的不同節(jié)點之間不會因為出現(xiàn)數(shù)量累積或者每個點都要計算而造成計算錯誤。

2.2儀器的操作簡單方便。

現(xiàn)在，伴隨著科學(xué)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，GPS接收機也在進行相應(yīng)的完善。一般情況下，在測量時，工作人員只需要將儀器放在適當(dāng)?shù)奈恢?，連接電線，測量天線的高度，并觀察儀器的運行情況。所有其他工作都可以應(yīng)用GPS測量儀器完成，例如衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)，跟蹤，測量和記錄等。在測量完所有數(shù)據(jù)后，工作人員只需要打包測量工具并對采集的數(shù)據(jù)進行保存，防止出現(xiàn)信息遺漏的情況。目前，在一個觀察點進行連續(xù)測量更方便?？梢酝ㄟ^數(shù)據(jù)通信自動對數(shù)據(jù)進行處理。和計算機一樣，接收器的體積和重量也越來越小，這大大減少了測量員的工作量。

2.3安排布點時更加靈活方便。

同以前使用的大地經(jīng)緯儀和卷尺相比，光電測距儀和全程測量儀可以準(zhǔn)確、便捷地測量兩非位置之間的間距。但它只能用于表面寬，并且沒有什么東西覆蓋的區(qū)域。它不能用于森林和山區(qū)。GPS定位系統(tǒng)不需要測量區(qū)域的表面，并且不需要觀察站彼此看到。因此，不再需要建立朝向標(biāo)記，它只需要測量區(qū)域的寬度，GPS定位的精度與測量的物理形狀無關(guān)。因此，GPS技術(shù)在大地測量中的應(yīng)用具有更多優(yōu)勢。

2.4對環(huán)境適應(yīng)性強

GPS定位系統(tǒng)基本上能夠適應(yīng)外部的所有環(huán)境，這使得對外部環(huán)境的依賴性較低。不管是在山地，海洋，平原甚至深沙漠，叢林等惡劣環(huán)境中，都能表現(xiàn)出測量的準(zhǔn)確性，其適應(yīng)性相比其他測量系統(tǒng)更加的有適應(yīng)性。與之前的大地測量方法相比，GPS可以在多重時間和多樣的環(huán)境下更精確地測量目標(biāo)。

3.GPS控制測量的質(zhì)量控制

3.1使單獨基線的數(shù)量增加。在設(shè)計GPS網(wǎng)絡(luò)的階段中，可以合理地增加觀察周期的數(shù)量。伴隨著觀測周期的持續(xù)增加，對應(yīng)的基線的數(shù)量也將會增多，并且在基線數(shù)量增加后，GPS網(wǎng)絡(luò)的可靠性可以有效提高。

3.2確保一定數(shù)量的重復(fù)站。為了保證一定數(shù)量的重復(fù)站，我們不僅可以及時發(fā)現(xiàn)站點的誤差，及時調(diào)平和糾正錯誤的數(shù)據(jù)，還可以通過同一站點的多次觀測來增加觀測周期的數(shù)量。

3.3確保每個站至少連接三個獨立的基線，這樣可以使站點擁有很高的安全性。在設(shè)置GPS網(wǎng)絡(luò)時，每個點的安全性與點的位置沒有直接關(guān)系，但與該點連接的基線數(shù)量相關(guān)，該點連接的基線越多，安全性就會變得越高。

3.4檢查GPS觀測基線質(zhì)量的最佳方法是異步閉環(huán)誤差。隨著構(gòu)成異步環(huán)路的基線矢量數(shù)量的增加，其檢查質(zhì)量的能力將漸漸降低。所以，有必要對異步循環(huán)的最小邊數(shù)進行有效控制。所謂的最小異步閉環(huán)意味著閉環(huán)的基線邊緣是異步的，邊緣的數(shù)量是最小的。

3.5提高GPS網(wǎng)絡(luò)的準(zhǔn)確性。

以下方法可用于提高GPS網(wǎng)絡(luò)的準(zhǔn)確性：為了確保GPS網(wǎng)絡(luò)中相鄰點的相對準(zhǔn)確性，必須同步觀察網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)閉點，以獲得兩者之間的直接觀測基線；為了提高整個GPS網(wǎng)絡(luò)的準(zhǔn)確性，幀網(wǎng)絡(luò)可以鋪設(shè)在整個網(wǎng)絡(luò)之上，幀網(wǎng)絡(luò)是整個GPS網(wǎng)絡(luò)的框架；網(wǎng)絡(luò)中異步環(huán)的最小邊數(shù)不應(yīng)超過6。要通過高程擬合方法確定網(wǎng)絡(luò)中每個點的正常高度/正高度，應(yīng)選擇一定數(shù)量的平整點。調(diào)平點的數(shù)量應(yīng)盡可能多，并且應(yīng)合理的分布在網(wǎng)絡(luò)中，并且應(yīng)在網(wǎng)絡(luò)周圍分布一些點來包含整個網(wǎng)絡(luò)。為了增強GPS網(wǎng)絡(luò)的尺度精度，可以增加長時間和多周期的基線矢量。

3.6GPS基線解決方案的精確處理

GPS基線計算通常由軟件自動完成，不需要非常多的人工干預(yù)。在基線計算之后，軟件將輸出諸如方差比率RATIO（要求大于3），RMS（質(zhì)量越小越好）和RDOP（<5）的因子。上述質(zhì)量指標(biāo)僅具有一定的相對意義，反映了基線計算的準(zhǔn)確性，并不能絕對解釋基線質(zhì)量?？紤]到軟件本身設(shè)計的基線求解算法的精度不同，當(dāng)上述指標(biāo)滿足規(guī)范要求時，應(yīng)打開基線解的殘差圖，以進一步控制基線質(zhì)量，即細(xì)化基線。解決方案包括：明確基線處理中的出現(xiàn)誤差的位置（周期滑差修復(fù)是否完好，多徑效應(yīng)的影響，衛(wèi)星跟蹤是否中斷），去除誤差數(shù)據(jù)再次解析基線，以確保質(zhì)量基線順利解決。順便指出，并不是把全部的基線進行細(xì)化，但僅限于具有相對較差的RATIO，RMS，RDOP和其他指標(biāo)的基線和同步環(huán)，以及超出限制的異步環(huán)中的基線。

4.結(jié)語

總之，GPS測量具有高精度和高效率的特點?？偟膩碚f，GPS測量技術(shù)在一定程度上已經(jīng)取代了之前的三角測量和橫向測量方法。通過以上對GPS測量技術(shù)的原理和特點的介紹，未來GPS測量技術(shù)將更應(yīng)用在大地測量中，這樣的話不止會降低勞動量，還可以提高大地測量的進度和準(zhǔn)確性。

參考文獻

[1]李偉，蒲仁虎.關(guān)于GPS數(shù)據(jù)處理軟件的思考[J].科技視界，2012（26）：59-60.

[2]張萌，丁克良.GPS基線解算質(zhì)量優(yōu)化方法的研究[J].城市勘測，2012（04）：95-98.

[3]崔衛(wèi)磊，唐斌，李建飛，郭紅操.關(guān)于GPS基線解算以及質(zhì)量控制的探討[J].勘察科學(xué)技術(shù)，2012（04）：58-60+64.

[4]宋紀(jì)五.GPS RTK鐵路中線測量質(zhì)量控制方法研究[A].中國測繪學(xué)會工程測量分會.全國工程測量2012技術(shù)研討交流會論文集[C].中國測繪學(xué)會工程測量分會：《測繪通報》編輯部，2012：3.

[5]扈彤利，柳永紅，田海軍.首級GPS平面控制網(wǎng)質(zhì)量控制[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟，2012（14）：67-69.

[6]馬忠衛(wèi)，戴友剛，翟輝.GPS-RTK在農(nóng)村宅基地調(diào)查中的運用及質(zhì)量控制[J].地質(zhì)學(xué)刊，2012，36（02）：203-205.

[7]劉兵，王方榮.起算點對GPS控制網(wǎng)的影響及質(zhì)量控制[J].測繪與空間地理信息，2012，35（06）：118-121.

[8]王彬，高井祥，胡洪，周鋒.礦區(qū)高精度GPS網(wǎng)平差的質(zhì)量控制方法研究[J].煤礦開采，2012，17（03）：21-24.