GPS土地测绘精度的影响因素初探
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【摘要】基于土地利用整体规划布局要求，地籍测绘、勘测定界等国土系统的测绘项目越来越多，与此同时，土地测绘的效率要求、精度要求、效益要求也不可同日而语。全球定位系统技术是土地测绘领域的重大突破技术，具有测量、绘制、监测、定位等多元功能，且能够很好的适应多数野外地质测绘环境，可以更准确、有效的收集关键信息。与此同时，gps技术在土地测绘应用中，也存在一些影响因子，有产生土地测绘误差、降低测量精准性的可能。本文探讨了GPS 全球定位技术在土地测绘中的应用，并主要对测绘过程中影响精度的因素展开分析。
【关键词】GPS技术；土地测绘精度；影响因素
中图分类号：C35文献标识码： A
0.引言
GPS即全球定位系统，是现代科技高度发展的结晶，其工作原理为通过卫星导航实现实时定位功能[1]。当前，GPS技术已经被广泛应用到航天、交通、地质测量等众多领域。在国土资源测绘量中，GPS技术可对地质、地貌、地籍等多种关键信息进行勘测、定位和绘制，具有实时、方便、快捷的优点。但因测绘主体方面的误差、传播介质方面的误差、 测绘接收机方面的误差等因素，GPS技术的土地测绘精度会受到一定影响，具体分析如下。
1.传播介质方面的误差因素
首先，电离层延迟。全球定位系统依靠卫星的实时数据传送为工作基础，当电磁波射向地面接收系统时，会受到地球电离层的影响，在部分情况下，电磁波有可能改变了的既有的卫星信号传送速度，也就是说系统运作过程中发生了电离层延迟现象。这种电离层的折射效应程度主要取决于两大因子：一是GPS卫星发射的电磁波频率；二是电磁波传递过程中自身所携带的电子量。其次，对流层延迟。与电离层延迟稍有差别，对流层延迟指当GPS卫星电磁波射向地面接收系统时，会受到地球对流层的影响，有时会产生电磁波的对流层折射延迟情况。这种对流层折射延迟的影响因素主要有三个方面：一为对流层的气压，二为对流层的温度，三为对流层的湿度。此外，多路径效应。对于GPS地面信号接受设备而言，由于传递空间环境相对比较复杂，接收到的信号一般是经过多次反射、折射后的信号，从而产生了多路径效应，数据接受不统一，产生土地测绘精度问题。
2.测绘接收机方面的误差因素
首先，GPS接收机钟差。通俗来讲就是GPS接收机自带钟面的时间与GPS标准时间的差距，因时间不同步差据而导致的数据精度降低情况，直接影响到土地测绘的精准程度[2]。其次，GPS接收机天线相位中心偏差。在使用GPS技术进行土地测绘的过程中，GPS接收机天线相位的中心位置就是观测结构，在通常情况下，GPS接收机天线相位中心也就是它的几何中心，只有在这种情况下的测量结果才能保证最大的精度。但是，在实际的土地测绘过程中，多因素会影响到GPS接收机探险的相位中心，虽然这类偏差在数值上可能仅仅在几mm以内，但对最终的测量结果的影响确实巨大的。发生该类偏差的主要因素有接收机输入信号的强度以及观测方向的不同等。此外，GPS接收机软件和硬件造成的误差。但GPS卫星将数据传送到地面接收设备后，其数据处理的软件系统、硬件系统也可能会对最终的测绘结果产生影响，比如系统参数设置不合理、系统故障等。第四，GPS 接收机的位置误差。GPS接收机位置误差也就是GPS接收机天线相位中心位置和观测站标石中心位置的偏差，这种偏差主要表现为两大类型：一是天线位置水平中心误差，二是天线高度测量误差。第五，周跳。在利用GPS技术进行土地测绘的过程中，如果是理想状态GPS地面接受设备可以对定位卫星进行持续、不间断追踪，进而有效的对相位变化数值进行计算，可保障土地测绘精度[3]。但在实际测绘过程中，有时候地面接收及会失掉对GPS卫星的锁定，在失去锁定的过程中，地面接收机就无法对相位变化量进行精准计算，这就是业内常说的“周跳现象”。在“周跳”情况下，GPS定位的坐标可能会有几毫米到几厘米之间，测绘精度有所下降。
3.测绘主体方面的误差因素
首先，卫星星历误差。GPS技术是建立在全球定位卫星基础之上的，在整个GPS测绘过程中，卫星星历负责提供全球定位卫星的动态的、具体的轨道阐述，但在实际操作中，卫星星历定位与GPS卫星的实际位置是存有一定偏差的，这一位置偏差会影响到土地测绘的精准程度。其次，卫星钟差。通说来讲，GPS技术是一种时间、空间的动态技术，时间会影响空间定位、测绘的精准性，卫星钟差也就是全球定位卫星原子钟时间和GPS标准时间存在的时间差[4]。此外，卫星信号发射天线相位中心偏差。卫星信号发射天线相位中心偏差也就是GPS卫星信号发射天线相位中心位置和实际位置的偏差，这种位置的偏差会直接对土地测绘数据的精准程度带来误差。
4.03在GPS总体的设计中，控制网点的布设方案、观测数据的处理以及作业的时间等都会对测量精度产生影响。此外，在任何高新技术的试用中，人为因素是造成误差的一个常见因子，比如说GPS的不合理控制，又比如说用户在对庞大数据群进行分析处理时而产生的误差等。因此，在土地测绘开始前，一定要加强对相关操作人员的技术考核和系统培养，加强作业人员对GPS技术的软件、硬件操作水平，提升作业人员作业过程中各网点的设计、测量的选点的精准、测绘数据的严谨计算等方面的培训，力求做好每个环节和细节，从整体上提升土地测绘的精度。
5.总结
GPS技术突破了传统土地测绘的瓶颈，大大降低了测量的作业时间、作业强度和误差积累情况，有效的促进了作业的精确度和效率，在现有条件下，极大的保障了测量数据的可靠性、精确度和高效率[5]。但是，GPS技术的应用过程中也存在着一些影响测绘精准程度的因素，比如传播介质方面的误差因素、测绘接收机方面的误差因素、测绘主体方面的误差因素、网点设置已经人为操作误差因素等。由于笔者个人水平有限，希望更多的业内专业人士参与到该项研究中来，相信随着科学的发展，GPS技术在国土资源测绘中的应用前景将更加广阔，精度也将越来越高。
【参考文献】
[1]卫晓华.探析 GPS 土地测绘精度的影响因素[J].华北国土资源，2012，02（02）：100-101.
[2]杜保伦,张明福,史先良.GPS在土地测绘中的应用与开发[J].价值工程，2010,02(04):117.
[3]叶积龙.关于GPS RTK技术在地质工程测量中的应用分析[J].价值工程，2013,04(04):183.
[4]刘洪志,马琳.GPS 技术在土地测绘中的应用[J].科技创新导报，2012,09（25）:120-121.
[5]纪德生.静态GPS在控制测量中的应用及其质量控制[J].中华民居，2012，05（10）：42-45.