基于GPS的礦山山區(qū)控制測量方法與技術(shù)流程

華爾特

摘 要：GPS控制測量作為地形測量的主要手段，其運(yùn)用比較普遍。可是利用GPS控制測量手段常常會出現(xiàn)大量的問題，若是難以有效處理問題就會造成獲取的測量結(jié)果不精確。該文主要對GPS在礦山山區(qū)的控制測量進(jìn)行了分析與研究，通過熟練掌握技術(shù)流程，防止發(fā)生問題。

關(guān)鍵詞：GPS 控制測量 外業(yè)觀測

中圖分類號：P228 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）03（b）-0063-01

在地質(zhì)工程項目中，對于地形測量的要求十分嚴(yán)格，主要包含了測量精度和測量程序有關(guān)要求，在此種的高標(biāo)準(zhǔn)和高質(zhì)量要求下，才可以為地質(zhì)工程測量提供一個更為精確和直觀形象的精密圖紙，進(jìn)而在一定程度上確保地質(zhì)工程項目的總體質(zhì)量與安全。通過對GPS控制測量的研究與討論，進(jìn)一步研究GPS的工作原理與技術(shù)流程，從而為地形測量施工提供有關(guān)技術(shù)參考。

1 GPS控制測量基本原理與技術(shù)流程分析

從工作原理方面而言，載波相位的變化為GPS控制測量奠定了一定基礎(chǔ)，而GPS控制測量已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)用戶和地面以及空間的有效通信，所有的位置都具備一個動態(tài)定位。其中空間衛(wèi)星大約能夠在兩小時內(nèi)完成繞地球一圈，同時會發(fā)射相關(guān)的無線電波信號至低噪音窗口，此種情況下，GPS接收站就可以收集所傳送的信號然后進(jìn)一步傳播。另外，還可以實時監(jiān)視空間衛(wèi)星的具體狀態(tài)，便于人們進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整[1]。GPS軟件可以對所獲取的信息數(shù)據(jù)完成有效整理分析，并及時確定所有位置的具體坐標(biāo)，可以對界樁的具體位置完成時刻測定，從而為地質(zhì)地形測量全方面的分析與研究提供一定要條件。從技術(shù)流程方面而言，必須要先選取控制點(diǎn)，一般狀況下要選取對空通視的位置，同時圖形自身的強(qiáng)度一定要基本上為一百點(diǎn)，但是各個控制點(diǎn)間并不需求通視，只要底線兩點(diǎn)滿足兩個或是兩個方向以上的通視即可。而在明確控制點(diǎn)具體位置前，要對預(yù)先所測量獲取的控制點(diǎn)完成深入分析，同時依據(jù)此區(qū)域的地質(zhì)地形對控制點(diǎn)進(jìn)行有效選取。除此之外，還要完成基準(zhǔn)網(wǎng)具體位置的選取，但是基準(zhǔn)網(wǎng)位置相對隨意。通常情況下，把基準(zhǔn)網(wǎng)自身位置選取在接近中心的位置相對較好。然后就是完成監(jiān)控網(wǎng)的有效布局。在地質(zhì)地形測量過程中運(yùn)用GPS控制測量時，常常會因為城鎮(zhèn)分布相對不均勻需求進(jìn)一步進(jìn)行調(diào)整。其中網(wǎng)點(diǎn)點(diǎn)位一定要滿足有關(guān)需求，控制點(diǎn)應(yīng)該創(chuàng)建在密度范圍中，若是有一定需求要多設(shè)置一條導(dǎo)線。這時要對信息數(shù)據(jù)完成處理，在信息數(shù)據(jù)處理方面而言，一般要利用平差軟件完成基準(zhǔn)線計算和數(shù)學(xué)模型的創(chuàng)建，只有對測量的原始數(shù)據(jù)完成預(yù)處理才可以確定基準(zhǔn)向量，并完成基線質(zhì)量的研究分析，針對部分的D級網(wǎng)或者是C級網(wǎng)，一定要選取獨(dú)立的基線，把這類基線進(jìn)行聯(lián)合之后組成異步環(huán)，然后計算出限差，進(jìn)而就可以獲取所有的滿足有關(guān)要求的信息[2]。另外，在上述工作完成過后，應(yīng)該對測量區(qū)域與外部有關(guān)數(shù)據(jù)質(zhì)量完成嚴(yán)格的檢驗、核查，若是基線不能滿足有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，一定要重新設(shè)計控制點(diǎn)再次完成控制測量。

2 GPS控制測量網(wǎng)的構(gòu)成以及外業(yè)觀測

通常狀況下，GPS網(wǎng)主要由20個點(diǎn)組成。GPS網(wǎng)的形狀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為20個總點(diǎn)數(shù)與41個三邊形狀態(tài)的閉合環(huán)，而基線是48.。在進(jìn)行外業(yè)觀測時必須嚴(yán)格依據(jù)四等GPS靜態(tài)測量有關(guān)技術(shù)需求完成。通常情況下，觀測的時間會選取在一天中最佳的時間段，對于儀器而言一定要完成嚴(yán)格的檢測，在觀測完成之后必須及時完成數(shù)據(jù)下載，從而有效保證數(shù)據(jù)的完整性。

2.1 技術(shù)指標(biāo)

在進(jìn)行觀測時，衛(wèi)星的數(shù)量不可以少于4顆，而且觀測的時間必須超過一小時，各個時段中所有衛(wèi)星有效觀測時間一定要超過20min，同時衛(wèi)星自身高度中的截止角一定要超過15°。另外，衛(wèi)星幾何圖形中相關(guān)GDOP數(shù)值一定要不超過6個空間位置，并且精度因子PDOP必須不超過6，采集的數(shù)據(jù)一般要間隔15s，利用的信息數(shù)據(jù)收集方式為L1。

2.2 選取合理的觀測時間

在進(jìn)行礦山山區(qū)的GPS控制測量時，必須嚴(yán)格依據(jù)衛(wèi)星星歷的預(yù)報，然后接收4顆以上的良好衛(wèi)星信號，同時PDOP數(shù)值必須要小于6.為了可以在最佳的時間之內(nèi)完成合理的預(yù)測，而且每一天的作業(yè)時間一定要安排在五點(diǎn)半至九點(diǎn)半之間，從而保證GPS網(wǎng)測量的準(zhǔn)確的，保證可以穩(wěn)定完成控制測量。

2.3 數(shù)據(jù)處理、檢驗與核查

把外業(yè)當(dāng)天所獲取的信息數(shù)據(jù)傳送至計算機(jī)中，并且對信息數(shù)據(jù)的基線向量完成處理，從而保證外業(yè)數(shù)據(jù)總體質(zhì)量[3]。另外，還要對外業(yè)數(shù)據(jù)的總體質(zhì)量進(jìn)行檢驗與核查。在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理過程匯總應(yīng)該利用隨機(jī)軟件GPSV5.2完成，依據(jù)自動處理所輸送的及基線向量的具體指標(biāo)，可以有效掌握基線的結(jié)算狀況。而在作業(yè)過程中，若是發(fā)生同步環(huán)4、5、6的閉合超出限定，通過研究分析確定并非是點(diǎn)位置選取不合理造成的，那么4號點(diǎn)就應(yīng)該選取在5號點(diǎn)的山脊北面，而這時6號點(diǎn)就應(yīng)該選取在5號點(diǎn)的山脊南面。若是同步環(huán)上所有的測點(diǎn)所觀測到的衛(wèi)星不能同步，就必須對個別的點(diǎn)位完成調(diào)整。為了可以在一定程度上提升基線向量的相關(guān)解算精度，首先，可以在一定程度上加大高度截止角，GPS系統(tǒng)中所默認(rèn)的相關(guān)高度截止角一般是150°，而有效加大截止角可以在提升測量結(jié)果的精度。在加大截止角時一定要具備多衛(wèi)星參與，同時保證GDOP數(shù)值的良好性。其次，變化歷元間隔，因為子GPS系統(tǒng)與外界干擾形成的整周跳變，比如說衛(wèi)星信號受到樹葉的阻斷，從而造成基準(zhǔn)信號與衛(wèi)星信號出現(xiàn)混頻現(xiàn)象，導(dǎo)致形成差頻信號[4]。在此種狀況下，變化歷元間隔，能夠在一定程度上提升基線向量的相關(guān)解算精度?？墒请S著變化的歷元間隔數(shù)值不斷加大，需求觀測的時間就會不斷增長。

3 結(jié)語

在礦山山區(qū)中運(yùn)用GPS控制測量技術(shù)，其中控制網(wǎng)的布局相對靈活、便捷，而且作業(yè)率比較高，同時還能夠保護(hù)生態(tài)環(huán)境，具有深遠(yuǎn)意義。在進(jìn)行GPS控制測量時，一定要選取合理的控制點(diǎn)，有效增大截止角度數(shù)，變化歷元間隔數(shù)值，這樣可以確保GPS控制測量獲取的結(jié)果更為準(zhǔn)確。

參考文獻(xiàn)

[1] 孫振華，王鵬.在礦山地形控制測量中GPS的應(yīng)用探索[J].城市建設(shè)理論研究（電子版）2011（28）.

[2] 曾科.GPS技術(shù)應(yīng)用于礦山山區(qū)控制測量思路探討[J].科技資訊 2010（26）：51-53.

[3] 姚剛，劉星，張希黔.高層建筑施工GPS測量的技術(shù)設(shè)計與應(yīng)用[J].四川建筑科學(xué)研究，2013（1）.

[4] 趙俊蘭，馮建秋.NGS—200型GPS測量系統(tǒng)在建立三維控制網(wǎng)中的應(yīng)用[J].北方工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2011（3）.