GPS土地測繪技術(shù)中測繪精度的影響因素

+葉仁福

摘要：隨著時(shí)代的進(jìn)步和社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國開始大力開發(fā)土地資源。在搜集野外地形資料的過程中，應(yīng)用GPS土地測繪技術(shù)，可以解決勘查區(qū)域分散的問題，提高土地測繪精度。但是在具體的實(shí)踐過程中，諸多因素都會影響GPS土地測繪技術(shù)的測繪精度，因此，需要引起人們的足夠重視。對此，簡要分析了GPS土地測繪技術(shù)中測繪精度的影響因素，并提出相應(yīng)的改進(jìn)措施，以提供有價(jià)值的參考意見。

關(guān)鍵詞：土地；測繪；GPS技術(shù)；精度

中圖分類號：P271；P228.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095－6835（2014）09－0147－02

GPS技術(shù)因其具有的一系列優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在土地測繪中。在具體的應(yīng)用過程中，影響測繪精度的因素較多，這就需要采取一系列有針對性的應(yīng)對措施，來保證土地測繪的精度。

1GPS技術(shù)及其特點(diǎn)

全球定位系統(tǒng)，簡稱GPS，在測時(shí)和測距方面，利用的是導(dǎo)航衛(wèi)星，在定位過程中，以接收機(jī)到GPS衛(wèi)星之間的距離作為基本測量。當(dāng)用戶接收機(jī)對4顆以上的衛(wèi)星信號同時(shí)接收后，通過使用偽距測量，對衛(wèi)星信號到接收機(jī)需要的時(shí)間進(jìn)行測算、研究和分析，就可以給出用戶所在位置的三維坐標(biāo)。

通過實(shí)踐研究表明，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，GPS系統(tǒng)不斷完善，具有較高的定位精度，在50 km范圍內(nèi)，GPS相對定位精度可以達(dá)到6 m左右；所需觀測時(shí)間較短，只需要15 min左右，就可以實(shí)現(xiàn)20 km以內(nèi)的相對靜態(tài)定位。在快速靜態(tài)定位測量時(shí)，如果流動(dòng)站和基準(zhǔn)站之間的距離在15 km以內(nèi)，則只需要2 min左右就可以進(jìn)行觀測。

2影響GPS土地測繪精度的因素

GPS土地測繪常常受外界因素的影響，在定位中存在誤差，無法保證土地測繪的精度。具體來講，主要有以下方面的影響因素。

2.1GPS衛(wèi)星方面

GPS衛(wèi)星方面的誤差主要表現(xiàn)在：①星歷誤差。星歷是提供具體某個(gè)時(shí)刻衛(wèi)星軌道的參數(shù)，如果衛(wèi)星星歷中存在誤差，則相對于實(shí)際位置，就會有偏差存在于計(jì)算出來的具體位置中。②衛(wèi)星鐘差。衛(wèi)星鐘差是指GPS衛(wèi)星上所安裝的原子鐘鐘面與GPS標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的誤差。③衛(wèi)星信號發(fā)射天線相位中心偏差。衛(wèi)星信號發(fā)射天線相位中心偏差是指GPS衛(wèi)星上信號發(fā)射天線的標(biāo)稱相位中心與其真實(shí)相位中心之間的差異。

2.2信號傳播途徑方面

信號傳播途徑方面的影響主要表現(xiàn)在：①由于電磁波效應(yīng)會被電離層折射，則會對電磁波的頻率和電子總含量產(chǎn)生影響；②對流層會影響GPS信號的傳播速度，在傳播溫度、濕度和氣壓等因素的影響下，就會有偏差出現(xiàn)；③在土地測繪過程中，接收機(jī)接收衛(wèi)星發(fā)射和折射的信號，也會在較大程度上受到周邊環(huán)境的影響。

2.3信號接收機(jī)方面

信號接收機(jī)方面的影響主要有以下幾點(diǎn)：①接收機(jī)的軟件和硬件在較大程度上影響GPS土地測繪的定位結(jié)果；②GPS相對定位采用的觀測值，在實(shí)際量測的過程中，1～5周的周跳容易被忽略，影響坐標(biāo)的精度；③在接收機(jī)天線相位中心與測站標(biāo)石中心位置之間存在較大的偏差，對土地的定位產(chǎn)生影響。

3提高土地測繪精度水平的方法

要想提高土地測繪精度，在GPS定位過程中，就需要充分考慮上述的影響因素，并應(yīng)用一系列有針對性的改善措施。

3.1改善測繪硬件設(shè)施

合理選擇GPS接收機(jī)，在定位土地坐標(biāo)的過程中，如果測繪土地的基線邊長在10 km以上，則選擇雙頻模式的接收機(jī)，可以避免坐標(biāo)精確度受電離層延遲的影響，并且無論是動(dòng)態(tài)測量還是靜態(tài)測量，都具有較快的速度；如果基線邊長小于10 km，則可以采取單頻模式的接收機(jī)，它不要求微處理器有較高的性能，并且不會產(chǎn)生較大的功耗和故障，在土地測繪的野外作業(yè)中具有較大的優(yōu)勢。另外，在GPS土地測繪作業(yè)前，需要鑒定、掌握接收機(jī)的性能和特征，充分考慮接收機(jī)容易出現(xiàn)的各種誤差，比如鐘誤差、天線相位中心偏差等。通過對GPS測量儀器進(jìn)行合理的檢驗(yàn)，促使接收機(jī)對土地測繪數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度得到有效提高。

3.2改進(jìn)測量的方法和手段

3.2.1提高GPS測量精度水平

要想提高GPS測量精度水平，除了要選擇恰當(dāng)?shù)臏y繪硬件外，還需要結(jié)合土地測繪的需求，改善測量方法和手段。在GPS網(wǎng)設(shè)計(jì)方面，需要控制GPS基線長度的相差，保證GPS測量的土地精度均勻分布。要應(yīng)用封閉式的GPS網(wǎng)型結(jié)構(gòu)，形成一個(gè)閉合環(huán)。如果有充足的土地測繪條件，則可以構(gòu)建三角網(wǎng)型結(jié)構(gòu)，有效提高整網(wǎng)和點(diǎn)位精度分布的均勻水平。

3.2.2土地測繪選點(diǎn)方面

選擇能夠便捷安置GPS接收器的位置，開展作業(yè)，并保證其與被測衛(wèi)星地平高度角≥15°；同時(shí)，采取一系列措施，來減少對其他物體的影響，在天線上反射GPS信號，盡量避開山谷、斜坡等。為了避免電磁波對測繪的影響，還需要嚴(yán)格控制測繪點(diǎn)、雷達(dá)站與電臺之間的距離。

3.2.3土地測繪的觀測要點(diǎn)方面

在觀測的過程中，需要嚴(yán)格控制對中位置，在觀測前后，都需要測量儀器高度。在特殊情況下，如果有誤差出現(xiàn)，則需要構(gòu)建觀測墩，以便對減少存在的誤差。此外，要有充足的觀測時(shí)間，嚴(yán)格依據(jù)土地測繪的具體要求，合理安排測繪次數(shù)和時(shí)間點(diǎn)，保證觀測收集到的數(shù)據(jù)可靠、有效。

3.2.4嚴(yán)謹(jǐn)計(jì)算測繪數(shù)據(jù)

對觀測的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn)，判斷其準(zhǔn)確性，如果有錯(cuò)誤，則需要重新測繪。只有觀測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性得到了保證，才可以進(jìn)行后續(xù)作業(yè)。對網(wǎng)中均勻分布的平面坐標(biāo)和高程起算數(shù)據(jù)，其精度對分布有著較高的敏感度，需要應(yīng)用水準(zhǔn)測量方法，將高程起算點(diǎn)均勻布設(shè)于控制網(wǎng)中。

3.3補(bǔ)充性土地測量方法

結(jié)合工程具體情況，嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)，編制GPS土地測量的工程方案，依據(jù)工程方案進(jìn)行測量，并對測量流程進(jìn)行科學(xué)的記錄。明確測量工程各個(gè)崗位的職責(zé)、義務(wù)，充分了解GPS測量程序，并安排專門的工作人員進(jìn)行跟蹤和檢查，促使技術(shù)管理的水平得到有效提高。