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【摘要】GPS技术的应用主要来自于军事领域，随着其应用的逐渐推广，在大地测量服务方面的精度要求也越来越高、但是我国现有的GPS网络建设不是很全面，在某些方面已经无法满足现代经济迅速发展的需求，所以我国应大力加强GPS网络的建设能力，提高GPS技术在大地测量方面的服务能力、本文主要从GPS测量技术原理及其测量局限性等方面简单探讨一下其在大地测量中的应用。
【关键词】GPS技术；大地测量；技术原理；技术应用
【中图分类号】TP 【文献标识码】A
【文章编号】1007-4309（2013）07-0049-1.5
一、GPS技术测量原理
在利用GPS技术进行测量的过程中，位置己知的空间目标主要是通过卫星来进行观察的，这样就会形成一种后方交会，这种交会不需要地面点，而且地面上的每个接收机都是一个独立的控制点，通过接收数据来解算出点的经纬坐标（WGS-84），如果有多台接收机同时接收数据，就会形成很多三角网形参与平差解算。某些自由网会无约束地平差解算出WGS-84坐标，以此再根据己知的控制点进行约束平差得到BJ-54坐标。由于受测量区很多不明因素的影响，通常选4台以上的GPS接收机作为一整套设备，然后再把两台仪器分为一组，成对布设GPS点）另外当组合成良好的网形后，必须要保证每一对GPS都通视良好，其间距一般要设置在500米左右，这样有利于以后作为全站仪导线点的起始点。GPS联测和高等级导线采用软件平差解算，在做较长距离导线时就会容易发生投影变形，整个控制网精度是否符合要求会受到投影变形处理的直接影响。
二、使用GPS技术进行大地测量的必要性
大地测量的工作是非常复杂的，受到地形地势的影响，加上一些建筑物等的影响，使得测量工作很难开展。不仅如此，地面测量工作所涉及的范围是非常大的，仅仅靠人力在地面上来回测量是无法实现的，而传统的测量工作都是靠人力来完成的，需要测量人员一点点进行勘测，这使得测量工作的进展非常缓慢，并且精确度也大打折扣，所得的数据并不能为接卜来的工作提供有效的依据，给其他工作的开展带来了很大的不便。
三、大地测量技术分析及作用
大地测量技术是通过把不同地面点的距离数据以及坐标数据和方向数据等数据有效汇总到了一起，然后便可以为人们制作地图提供有效的数据支持或者为相关工程施工建设提供有力的保障。不仅如此，大地测量技术还被广泛地应用到航天技术领域之中，并为科学家研究地壳运动以及测量地震提供有效的支持。而通过利用GPS技术，可以使大地测量技术进一步完善，使测量数据更加精确，更为快速，为测量工作提供更好的支持。
四、GPS大地测量技术局限性的分析
1.多路径效应的影响
这种影响分为直接的和间接的，直接影响能够干扰三维坐标产生分米量级，间接影响主要是指影响求解的整周模糊度。在观察时间足够的情况下，通过平均计算的模式来降低卫星几何位置改变带来的影响，然而当观察的时间较短的时候，这种平均效应将逐渐减弱，而多路径的效应将逐渐变大。从技术角度看，利用软件和设备虽然可以对多路径效应进行一定的减弱处理，但选择合适的点站来减弱多路径效应以及控制不确定因素的影响也是一个不错的解决措施。
2.大地水平面模型的影响
通过GPS网络测量得到的数据是椭球高度，所以经常通过测量高程的异常指数来获得正确的高度。在测量距离比较长的情况下，虽然会受到大地水准面和高程基准面的影响，但GPS测量仍然可以非常精确有效的得到椭球高度，降低误差的可能性、在很多地区，唯一一个可以使用的大地水准面模型就是全球重力场模型，它可以拓展成为球体模型，能够较好地控制半度范围内的问题。但在实际测量布置中，绝对的精度和相对的精度一般都受到了国家级的网络模型的限制，所以一般都是通过计算当地的大地高程模型配合内插技术来提高高程测量精度的、精度的高低与否主要受重力值是否可靠的影响比较大，地区的高差越大，大地的水准面模型精度就会越低。
3.高程基准面的影响
在大多数地区，高程基准面都可以使用正常的高度和正高来定义。但是也有一些地方定义了不知一个高程基准面，而且每个高程基准面都会有一个源点来推算，主要是通过一个或多个潮汐的平均海水平而值来确定此源点的高程值、由于受不确定因素的影响，有时候海洋测量或者水准测量会无法避免地出现一些误差，这些误差会直接影响到高程基准面的参考价值，而偏离真实的重力模型，解决这个问题的常用方法是增加一个曲面到大地水准面模型中对于目前的高程基准面，在改进对高程信息管理的过程中，正常高或者正高只是存储在了大多数数据库中，然而高程基准会逐渐的成为正常高和椭球高相结合的形式，这时就必须要用特别严格的观测需求来对待大地水准高度了。在观测的操作中必须要进行严格的管理，只有这样，才不会使不同的数据类型变成负面因素，才不会将问题变得更加的复杂和模糊，从而才能降低维护和改进高程基准面的难度。
五、增强GPS技术在大地测量中应用的主要措施
1.补充原有的GPS网络，使其更加完整
增强GPS技术大地测量应用的有效措施之一是对原有的网络骨架进行补充和加密，对于地面上己有的控制网络，无法大密度的对处理木身的观测点位进行要求，同时也会受到一些人为干扰的影响，所以为了解决一些城市或者地区基础建设方面的问题，一般都会采用GPS技术对重点地区的控制点位进行补充和加密，这种方法对建立有效的地区级GPS网络有着极其积极的作用。
2.检测己有网络的有效性
传统的观测手段对地面控制网络存有一定的局限性，定位分布和精度指标己经跟不上当前的经济建设和城市发展的步伐，但是考虑到网络建设的经济性和有效性，提高网络服务能力的最为合理的方法是利用新技术对老网络进行升级和改造，即利用高精度GPS技术对原有的地区性网络进行全面的改造和升级，同时还要布设合理的GPS网点，检测旧网络的有效性，使其与旧网络相重合，然后对GPS数据和经典控制网络进行并联和平差处理，从而完善对旧网络的改造，提高网络的服务能力。
3.建立多级网络
在上世纪70年代以前，我国就布设了覆盖全国的大地控制网，但多年来受到人为的破坏，现存的控制点己越来越少，所以要利用GPS技术来建立大地控制网，并且要建立多级网络，即在A，B网络的基础上完善C，D，E级网络。
六、结束语
GPS技术在大地测量应用中具有非常明显的功能优势，借助先进的观测和数据处理设备，可以实现较高精度的大地测量。但是随着经济建设的逐渐加快，对GPS网络建设和测量精度的要求也越来越高。在这种情况下，GPS的二级网络框架显然己经无法满足地区级的大地测量需求，所以只能通过增加网络层次，即增加C，D，E级网络，并通过技术改造和升级来提高我国的GPS网络为大地测量所提供的服务能力，以此来实现更高精度的大地测量服务。
【参考文献】
[1]张勤，等.区域地面沉降高精度GPS监测数据处理方法研究[A].第十三届中国科协年会第12分会场-测绘服务灾害与应急管理学术研讨会论文集[C]，2011.
[2]段维波，等.利用GPS资料求解中国大陆应变场的新方法[J].大地测量与地球动力学，2011（1）.
【作者简介】李云鹏（1986- ）：男，黑龙江省煤田地质物测队，工程师。 张啟鑫（1987- ）：男，黑龙江省煤田地质物测队，助理工程师。
【关键词】GPS技术；大地测量；技术原理；技术应用
【中图分类号】TP 【文献标识码】A
【文章编号】1007-4309（2013）07-0049-1.5
一、GPS技术测量原理
在利用GPS技术进行测量的过程中，位置己知的空间目标主要是通过卫星来进行观察的，这样就会形成一种后方交会，这种交会不需要地面点，而且地面上的每个接收机都是一个独立的控制点，通过接收数据来解算出点的经纬坐标（WGS-84），如果有多台接收机同时接收数据，就会形成很多三角网形参与平差解算。某些自由网会无约束地平差解算出WGS-84坐标，以此再根据己知的控制点进行约束平差得到BJ-54坐标。由于受测量区很多不明因素的影响，通常选4台以上的GPS接收机作为一整套设备，然后再把两台仪器分为一组，成对布设GPS点）另外当组合成良好的网形后，必须要保证每一对GPS都通视良好，其间距一般要设置在500米左右，这样有利于以后作为全站仪导线点的起始点。GPS联测和高等级导线采用软件平差解算，在做较长距离导线时就会容易发生投影变形，整个控制网精度是否符合要求会受到投影变形处理的直接影响。
二、使用GPS技术进行大地测量的必要性
大地测量的工作是非常复杂的，受到地形地势的影响，加上一些建筑物等的影响，使得测量工作很难开展。不仅如此，地面测量工作所涉及的范围是非常大的，仅仅靠人力在地面上来回测量是无法实现的，而传统的测量工作都是靠人力来完成的，需要测量人员一点点进行勘测，这使得测量工作的进展非常缓慢，并且精确度也大打折扣，所得的数据并不能为接卜来的工作提供有效的依据，给其他工作的开展带来了很大的不便。
三、大地测量技术分析及作用
大地测量技术是通过把不同地面点的距离数据以及坐标数据和方向数据等数据有效汇总到了一起，然后便可以为人们制作地图提供有效的数据支持或者为相关工程施工建设提供有力的保障。不仅如此，大地测量技术还被广泛地应用到航天技术领域之中，并为科学家研究地壳运动以及测量地震提供有效的支持。而通过利用GPS技术，可以使大地测量技术进一步完善，使测量数据更加精确，更为快速，为测量工作提供更好的支持。
四、GPS大地测量技术局限性的分析
1.多路径效应的影响
这种影响分为直接的和间接的，直接影响能够干扰三维坐标产生分米量级，间接影响主要是指影响求解的整周模糊度。在观察时间足够的情况下，通过平均计算的模式来降低卫星几何位置改变带来的影响，然而当观察的时间较短的时候，这种平均效应将逐渐减弱，而多路径的效应将逐渐变大。从技术角度看，利用软件和设备虽然可以对多路径效应进行一定的减弱处理，但选择合适的点站来减弱多路径效应以及控制不确定因素的影响也是一个不错的解决措施。
2.大地水平面模型的影响
通过GPS网络测量得到的数据是椭球高度，所以经常通过测量高程的异常指数来获得正确的高度。在测量距离比较长的情况下，虽然会受到大地水准面和高程基准面的影响，但GPS测量仍然可以非常精确有效的得到椭球高度，降低误差的可能性、在很多地区，唯一一个可以使用的大地水准面模型就是全球重力场模型，它可以拓展成为球体模型，能够较好地控制半度范围内的问题。但在实际测量布置中，绝对的精度和相对的精度一般都受到了国家级的网络模型的限制，所以一般都是通过计算当地的大地高程模型配合内插技术来提高高程测量精度的、精度的高低与否主要受重力值是否可靠的影响比较大，地区的高差越大，大地的水准面模型精度就会越低。
3.高程基准面的影响
在大多数地区，高程基准面都可以使用正常的高度和正高来定义。但是也有一些地方定义了不知一个高程基准面，而且每个高程基准面都会有一个源点来推算，主要是通过一个或多个潮汐的平均海水平而值来确定此源点的高程值、由于受不确定因素的影响，有时候海洋测量或者水准测量会无法避免地出现一些误差，这些误差会直接影响到高程基准面的参考价值，而偏离真实的重力模型，解决这个问题的常用方法是增加一个曲面到大地水准面模型中对于目前的高程基准面，在改进对高程信息管理的过程中，正常高或者正高只是存储在了大多数数据库中，然而高程基准会逐渐的成为正常高和椭球高相结合的形式，这时就必须要用特别严格的观测需求来对待大地水准高度了。在观测的操作中必须要进行严格的管理，只有这样，才不会使不同的数据类型变成负面因素，才不会将问题变得更加的复杂和模糊，从而才能降低维护和改进高程基准面的难度。
五、增强GPS技术在大地测量中应用的主要措施
1.补充原有的GPS网络，使其更加完整
增强GPS技术大地测量应用的有效措施之一是对原有的网络骨架进行补充和加密，对于地面上己有的控制网络，无法大密度的对处理木身的观测点位进行要求，同时也会受到一些人为干扰的影响，所以为了解决一些城市或者地区基础建设方面的问题，一般都会采用GPS技术对重点地区的控制点位进行补充和加密，这种方法对建立有效的地区级GPS网络有着极其积极的作用。
2.检测己有网络的有效性
传统的观测手段对地面控制网络存有一定的局限性，定位分布和精度指标己经跟不上当前的经济建设和城市发展的步伐，但是考虑到网络建设的经济性和有效性，提高网络服务能力的最为合理的方法是利用新技术对老网络进行升级和改造，即利用高精度GPS技术对原有的地区性网络进行全面的改造和升级，同时还要布设合理的GPS网点，检测旧网络的有效性，使其与旧网络相重合，然后对GPS数据和经典控制网络进行并联和平差处理，从而完善对旧网络的改造，提高网络的服务能力。
3.建立多级网络
在上世纪70年代以前，我国就布设了覆盖全国的大地控制网，但多年来受到人为的破坏，现存的控制点己越来越少，所以要利用GPS技术来建立大地控制网，并且要建立多级网络，即在A，B网络的基础上完善C，D，E级网络。
六、结束语
GPS技术在大地测量应用中具有非常明显的功能优势，借助先进的观测和数据处理设备，可以实现较高精度的大地测量。但是随着经济建设的逐渐加快，对GPS网络建设和测量精度的要求也越来越高。在这种情况下，GPS的二级网络框架显然己经无法满足地区级的大地测量需求，所以只能通过增加网络层次，即增加C，D，E级网络，并通过技术改造和升级来提高我国的GPS网络为大地测量所提供的服务能力，以此来实现更高精度的大地测量服务。
【参考文献】
[1]张勤，等.区域地面沉降高精度GPS监测数据处理方法研究[A].第十三届中国科协年会第12分会场-测绘服务灾害与应急管理学术研讨会论文集[C]，2011.
[2]段维波，等.利用GPS资料求解中国大陆应变场的新方法[J].大地测量与地球动力学，2011（1）.
【作者简介】李云鹏（1986- ）：男，黑龙江省煤田地质物测队，工程师。 张啟鑫（1987- ）：男，黑龙江省煤田地质物测队，助理工程师。