工程测量中GPS控制测量平面与高程精度分析

■郑成娟

（洛阳业丰建设工程服务有限公司　河南　洛阳　471000）

工程测量中GPS控制测量平面与高程精度分析

■郑成娟

（洛阳业丰建设工程服务有限公司河南洛阳471000）

GPS技术在工程测量中的应用比较成熟，并且以及得到了较好的推广，在工程建设中发挥着巨大的作用。但是GPS技术在工程测量的使用当中仍然会出现一定的误差，这个误差主要是高程误差。本文对GPS技术在工程测量中的应用进行介绍，并且产生的误差进行分析，进而提高提出相应措施，提高测量精度。

工程测量GPS技术测量平面高程精度

GPS技术是近年来在工程测量中发展的一项技术，该技术的测量精度比较高，并且测量效率非常高，特别是野外的测量作业，在提高测量精度的同时，能够大大节省人力、物力。GPS技术的使用基础为遥感技术以及卫星技术，在工程测量中，我们使用GPS技术时必须要对接收设备、卫星轨迹等影响因素充分的进行考虑，保证测量的精度。

1　GPS技术概述

GPS技术是美国在20世纪80年代开发的一项技术，并且随着不断的深入研究，在20世纪末期得以推广使用，并且在不断的完善中应用的范围也在不断扩大。GPS技术主要是由空间卫星系统、地面监控系统以及用户设备等部分构成。GPS技术的实现需要由卫星接收装置最终来完成，GPS的发展及使用为我们的经济发展、国防建设等提供了巨大的便利，并且也为社会中其他领域的发展提供了帮助。GPS技术发展到今天，已经深入到了我们生活、工作的各个领域，发挥着巨大的作用，本文中的对GPS技术在工程测量领域中的应用进行研究。

2　工程测量中GPS测量误差的产生原因

2.1GPS技术的工程测量原理

GPS技术在工程测量中的应用需要测量员使用接收设备接收卫星信号来完成测量任务。在测量时工作人员利用接收机能够获得3颗以上的卫星信号，然后对信号进行处理换算，获得卫星与测量点位之间的距离。在一定的时间段内，卫星拥有自己的空间坐标，在通过换算后，就能够获得该时间段内测量点位的三维坐标。测量步骤为：接收卫星信号、数据转换、输出坐标。

2.2产生误差的原因

在测量在产生误差的原因主要是由于天气情况不好，比如阴雨天气，或者是使用GPS进行测量时，存在较多的干扰物，对卫星信号的接受及传输造成干扰，导致信号接收出现偏差。这也是GPS测量技术在工程测量中产生偏差的主要原因。此外，测量精度也容易受地质条件影响出现偏差，比如测量现场存在强烈磁场时也会对卫星信号产生干扰。

在实际的工程测量当中，高程测量出现偏差是比较常见的现象，并且地下物质密度不均匀产生的重力异常也会影响高程测量。为此，在工程测量中我们也需要对GPS的高程进行拟合，先使用GPS测量大地高程，然后利用水准进行正常的高程测量，然后对二者测量结果进行拟合，获得大地水准面，通过计算能够获得高程异常结果。

2.3工程实例分析

某工程采用不同的已知点测量E级GPS网，如图所示。

图中C为C级GPS点，E为E级GPS点，其中C为起算成果，E1、E2为共点。C1~C4的高程分别为220m、220m、440m、572m，厂区高程为700~900m。从两图对比我们也能发现，右图的网形比左图的网形要好一些，但是高差比较大。但是，两次测量结果我们也能发现，两者测量结果对平面位置的影响不是很大，测量误差均在精度的允许范围以内；但是高程测量的误差则比较大，虽然各自控制网平差结果误差均在厘米级，但是这仅仅是各自的控制网内误差。

3　提高工程测量中高程精度的策略分析

GPS技术在工程测量中的应用能够发挥出巨大的作用，极大的提高了测量的效率，节省了大量的人力及物力。但是，GPS技术在工程测量中的应用如何有效提高测量精度也成为当前的重要研究方向，在实际的测量工作当中，我们重点对高程拟合进行研究，通过采取相关措施来提高测量的精度，保证工程测量的质量。

3.1提高信号接收器的精度

GPS技术在工程测量中的应用首先要加强卫星信号接收的质量，如果接收设备的精度比较低，在测量中非常容易出现偏差。尤其是野外作业时，地质条件等比较复杂，对卫星信号的干扰大；或者是测量区域存在一定的磁场干扰，影响到卫星信号的接受，这也都会对测量精度产生非常大的影响。为此，为了保证测量精度，首先要能保证卫星信号接收装置的精度，在测量时要选择精度有保证的GPS接收仪，并且精度越高的仪器对卫星信号的变化反应也更加灵敏，在测量时能够准确分析干扰信号及工作信号，保证测量结果的精确。

3.2天气状况不佳时尽量不要开展测量作业

不良天气对GPS技术的测量有着非常大的影响，这是由于不良天气时，大气对流层的干扰比较强烈，对卫星信号的接收产生的影响比较大，严重影响到了测量的精度。为此，在测量作业时，必须要避开不良天气的作业，尽量选择天气比较好的环境中开展测量作业，提高测量的准确性，降低测量误差。

3.3卫星信号的修正

测量时接受的卫星信号受大气电离层的折射及反射作用会出现一定的偏差，为此，我们必须要对接收的卫星信号进行合理的修正，来保证测量结果的精度。卫星信号的修正主要如下：（1）同步观测；设置两个距离在20km以内的观测站，同时进行观测，然后以两个测量结果的差值作为依据，然后对电离层的测量精度进行计算，然后对测量的数据作为校核。（2）电离层模型；我们也可以利用电离层模型来修正测量的参数，通过参数对比来进行测量精度的校核。（3）多频观测；在工程测量当中，我们可以在一个点位上进行多次的伪距测量，然后通过不同频率下测量的伪距测量值折射率差异进行计算，获得修正参数，进而提高测量的精度。

3.4合理选择基站及测量点

基站以及测量点对测量结果也会产生影响，基站必须要选择干扰少、并且较为开阔的场地，尽量降低干扰影响；测量点也要避免复杂地质情况的影响，并且尽量要避开地下介质不均匀的区域进行测量，避免磁场对卫星信号产生干扰，影响到测量的精度。

3.5天线测量精度的影响

在野外测量作业中，天线如果呈现出发散状，势必会在基站中对该点的高程反应出现一定的偏差，为此，测量人员必须要重视天线对测量精度的影响，避免出现大的测量误差。

此外，在实际的测量作业当中，我们也必须要选择合理的高程拟合数学模型，选择曲面模型来对大地的水准面进行换算，对高程测量精度有较大的影响。在实际的计算当中，我们可以利用二次曲面拟合法、多面函数法、平面拟合法等多种计算方法来降低数据参数的误差，保证换算的准确性，进而提升测量的精度。

4　总结

随着GPS技术的不断完善，该技术的应用范围也在逐步扩大，并且该技术具有操作简单、精度高的优点，在工程测量中得到了较为广泛的应用。同时，GPS技术在工程测量中的应用能够极大的提高工作效率，虽然在实际操作中仍然存在一定误差，但是在不断的完善及改进中，也会逐步对测量的精度进行完善与提高，使得该技术能够全面的发挥自身的作用。

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P2[文献码]B

1000-405X（2016）-9-255-2