基于GPS的礦山山區控制測量方法與技術流程

華爾特

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

關鍵詞：GPS 控制測量 外業觀測

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

在地質工程項目中，對于地形測量的要求十分嚴格，主要包含了測量精度和測量程序有關要求，在此種的高標準和高質量要求下，才可以為地質工程測量提供一個更為精確和直觀形象的精密圖紙，進而在一定程度上確保地質工程項目的總體質量與安全。通過對GPS控制測量的研究與討論，進一步研究GPS的工作原理與技術流程，從而為地形測量施工提供有關技術參考。

1 GPS控制測量基本原理與技術流程分析

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，而GPS控制測量已經能夠實現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定位。其中空間衛星大約能夠在兩小時內完成繞地球一圈，同時會發射相關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一步傳播。另外，還可以實時監視空間衛星的具體狀態，便于人們進行相應的調整[1]。GPS軟件可以對所獲取的信息數據完成有效整理分析，并及時確定所有位置的具體坐標，可以對界樁的具體位置完成時刻測定，從而為地質地形測量全方面的分析與研究提供一定要條件。從技術流程方面而言，必須要先選取控制點，一般狀況下要選取對空通視的位置，同時圖形自身的強度一定要基本上為一百點，但是各個控制點間并不需求通視，只要底線兩點滿足兩個或是兩個方向以上的通視即可。而在明確控制點具體位置前，要對預先所測量獲取的控制點完成深入分析，同時依據此區域的地質地形對控制點進行有效選取。除此之外，還要完成基準網具體位置的選取，但是基準網位置相對隨意。通常情況下，把基準網自身位置選取在接近中心的位置相對較好。然后就是完成監控網的有效布局。在地質地形測量過程中運用GPS控制測量時，常常會因為城鎮分布相對不均勻需求進一步進行調整。其中網點點位一定要滿足有關需求，控制點應該創建在密度范圍中，若是有一定需求要多設置一條導線。這時要對信息數據完成處理，在信息數據處理方面而言，一般要利用平差軟件完成基準線計算和數學模型的創建，只有對測量的原始數據完成預處理才可以確定基準向量，并完成基線質量的研究分析，針對部分的D級網或者是C級網，一定要選取獨立的基線，把這類基線進行聯合之后組成異步環，然后計算出限差，進而就可以獲取所有的滿足有關要求的信息[2]。另外，在上述工作完成過后，應該對測量區域與外部有關數據質量完成嚴格的檢驗、核查，若是基線不能滿足有關標準，一定要重新設計控制點再次完成控制測量。

2 GPS控制測量網的構成以及外業觀測

通常狀況下，GPS網主要由20個點組成。GPS網的形狀結構特點為20個總點數與41個三邊形狀態的閉合環，而基線是48.。在進行外業觀測時必須嚴格依據四等GPS靜態測量有關技術需求完成。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格的檢測，在觀測完成之后必須及時完成數據下載，從而有效保證數據的完整性。

2.1 技術指標

在進行觀測時，衛星的數量不可以少于4顆，而且觀測的時間必須超過一小時，各個時段中所有衛星有效觀測時間一定要超過20min，同時衛星自身高度中的截止角一定要超過15°。另外，衛星幾何圖形中相關GDOP數值一定要不超過6個空間位置，并且精度因子PDOP必須不超過6，采集的數據一般要間隔15s，利用的信息數據收集方式為L1。

2.2 選取合理的觀測時間

在進行礦山山區的GPS控制測量時，必須嚴格依據衛星星歷的預報，然后接收4顆以上的良好衛星信號，同時PDOP數值必須要小于6.為了可以在最佳的時間之內完成合理的預測，而且每一天的作業時間一定要安排在五點半至九點半之間，從而保證GPS網測量的準確的，保證可以穩定完成控制測量。

2.3 數據處理、檢驗與核查

把外業當天所獲取的信息數據傳送至計算機中，并且對信息數據的基線向量完成處理，從而保證外業數據總體質量[3]。另外，還要對外業數據的總體質量進行檢驗與核查。在進行數據處理過程匯總應該利用隨機軟件GPSV5.2完成，依據自動處理所輸送的及基線向量的具體指標，可以有效掌握基線的結算狀況。而在作業過程中，若是發生同步環4、5、6的閉合超出限定，通過研究分析確定并非是點位置選取不合理造成的，那么4號點就應該選取在5號點的山脊北面，而這時6號點就應該選取在5號點的山脊南面。若是同步環上所有的測點所觀測到的衛星不能同步，就必須對個別的點位完成調整。為了可以在一定程度上提升基線向量的相關解算精度，首先，可以在一定程度上加大高度截止角，GPS系統中所默認的相關高度截止角一般是150°，而有效加大截止角可以在提升測量結果的精度。在加大截止角時一定要具備多衛星參與，同時保證GDOP數值的良好性。其次，變化歷元間隔，因為子GPS系統與外界干擾形成的整周跳變，比如說衛星信號受到樹葉的阻斷，從而造成基準信號與衛星信號出現混頻現象，導致形成差頻信號[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解算精度。可是隨著變化的歷元間隔數值不斷加大，需求觀測的時間就會不斷增長。

3 結語

在礦山山區中運用GPS控制測量技術，其中控制網的布局相對靈活、便捷，而且作業率比較高，同時還能夠保護生態環境，具有深遠意義。在進行GPS控制測量時，一定要選取合理的控制點，有效增大截止角度數，變化歷元間隔數值，這樣可以確保GPS控制測量獲取的結果更為準確。

參考文獻

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

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

[3] 姚剛，劉星，張希黔.高層建筑施工GPS測量的技術設計與應用[J].四川建筑科學研究，2013（1）.

[4] 趙俊蘭，馮建秋.NGS—200型GPS測量系統在建立三維控制網中的應用[J].北方工業大學學報，2011（3）.