影响工程测量中的精度因素及控制分析

史晓峰

(陕西水环境工程勘测设计研究院， 陕西 西安 710018)

影响工程测量中的精度因素及控制分析

史晓峰

(陕西水环境工程勘测设计研究院， 陕西 西安 710018)

GPS和电子水准仪都是在很多工程测量当中，所必须使用到的技术和设备，因此其测量精度对于工程整体质量来说，有着决定性影响，本文着重分析了造成GPS和电子水准仪产生误差的相关因素，并在此基础上，建设性地提出了对应的解决措施，希望通过此次经验交流，本文能够为从事工程测量行业的相关工作人员带来一定有价值的参考，同时也希望本篇文章，能够起到抛砖引玉的作用。

GPS；电子水准仪；误差分析

自改革开放以来，中国的经济建设速度一直呈现逐年递增的态势，各个领域当中的科学技术含量也正在不断上升，在工程测量领域当中，人们也开始对测量精度有了更高的要求。因此，针对各种测量技术和测量仪器容易产生误差的原因开展分析，并采取相关处理办法，是降低测量误差，提升测量准确性的一个重要途径，本文所介绍的，便是在测量工程当中常用了GPS和电子水准仪。

1 工程测量当中影响GPS和电子水准

仪的精度因素

1.1 影响GPS的精度因素分析

GPS，又称之为全球卫星定位系统，在目前的民用、军用和科研领域当中，该技术已经成为了一种重要的工程测量手段，并且为中国的发展做出了卓越的贡献，但是人们在针对该技术进行使用的过程当中发现，误差仍然无法避免。这种误差的产生会对工程测量效果产生十分严重的影响，综合分析起来，产生误差的原因主要有以下几点：

1.1.1 电离层折射

当GPS卫星信号通过电离层的过程当中，往往会受到带电介质的非线性散射特点的干扰。这种干扰不断会让GPS卫星信号的传播速度产生波动，并且信号传播的路径也会产生变化，因此电离层会让GPS信号和天线之间的位置判定产生错误。这对于GPS信号来说，这种错误就很有可能产生100 m左右的误差。

1.1.2 多路径误差

简单地说，多路径误差指的是接收天线在获取卫星所传输的信号过程当中，还有可能受到天线周边所出现的卫星信号，如果两种信号出现有重合现象，那么在进行工程测量的过程当中，便极有可能导致误差的出现。在天线周边含有面积相对较大的反射面时，多路径误差对于测量结果的影响便会随之增加，一般情况下，多路径误差对测量结果的影响幅度一般在7 m左右，对相位观测值所造成的影响长度可以达到20 cm甚至以上，所以在工程测量当中，多路径误差是十分普遍的误差产生源。

1.1.3 对流层折射误差

对流层会对地球表面的气候环境产生十分显著的影响，针对GPS卫星信号的折射的复杂性也明显超过了电离层，对流层信号折射误差和GPS信号传输过程当中，路线的气温、压强、湿度有直接的关联，并且还和卫星的高度角和测量站点的高度有直接的联系。

1.2 影响电子水准仪精度因素分析

同传统水准仪进行对比，电子水准仪拥有更加精确的特点，但是不能忽视的是，在工程测量当中，导致电子水准仪产生误差的现象是客观存在并且十分常见的，产生误差的原因主要是以下几点：

1.2.1 电子i角对测量结果存在影响

实验表明，电子水准仪的电子i角在使用时所发生的变化会对工程测量结果产生较大的影响，科研人员对电子水准仪在测量过程当中的i角变化开展了分析，从分析的结论中能够发现许多都是因为电子比较长期不开展更新测试而造成的，若电子i角不定期开展测试更新，就会造成电子水准仪的精度受到影响，因为在电子水准仪当中，所存储的电子i角基本上都是上一次所存储的值，这边会对工程测量结果产生极大的影响。

1.2.2 强电磁干扰对电子水准仪精度造成影响

电子水准仪在进行使用时，还有因为强电磁感染而使其精度受到影响，由此导致测量误差。分析造成误差的原因，本人认为，在电子水准仪当中，存在有大量的电子元件，这些电子元件在使用的过程当中，往往会和周围的电磁场发生相互作用，由此使得电子水准仪在使用的过程当中产生严重的误差，同时就现有的科学技术来说，电磁干扰无法避免，这使得电磁干扰成为了重要的造成电子水准仪产生误差的原因。

2 工程测量当中控制GPS和电子水准

仪的精度措施

2.1 GPS的精度控制

2.1.1 电离层折射现象时的精度控制

针对电离层折射现象所导致的精度误差，技术人员所采取的办法一般是使用双频修正技术，针对采用双频接收设备的用户来说，都可以采取这样一种方式，因为电离层对信号所产生的影响往往和信号自身有密切关系，需要使用L1/L2的频率观测值邂计算出电离层当中的时延差点修正数，因为使用的模型是非常严谨的，因此针对误差的修正效果很好。

2.1.2 多路径误差的精度控制

针对多路径误差，测量单位需要在建立GPS点过程中，回避反正能力较强的反射面，并且同汽车保持较远的距离，接收天线同样需要较好的屏蔽能力，这样方能有效降低多路径误差。

2.1.3 对流层折射误差

针对对流层折射误差，在建立GPS控制网时，应针对模型进行修正，因为模型修正可以在很大程度上降低对流层折射对测量结果产生的影响，并在此基础上，使用时差分技术对误差进行进一步削弱。

2.2 电子水准仪精度控制

2.2.1 电子i角对测量结果的影响控制

在工程测量当中，相关技术人员应养成对电子水准仪正确的使用习惯，即定期针对电子水准仪进行测量更新，并根据工程实际状况，对设备进行调试，每一个独立的测量工程开始之前，都需要对其i角进行测试，只有参数的准确才能保障测量结果的最大程度精确。

2.2.2 强电磁干扰对测量结果的影响控制

电子水准仪虽然在使用过程中有着诸多的优点，但是并非在任何情况下都是适用的，针对存在有强电磁干扰的环境，测量人员在开展施工之前应想办法降低周边的电磁干扰，若无法降低干扰，则需要采用高精度光学水准仪来对电子水准仪进行替代。

3 结语

随着我国各个行业科学技术含量的不断提升，人们对测量工程的精度有了更高的要求，因此笔者基于此种背景，分析了测量过程当中常用的GPS和电子水准仪产生误差的原因，并提出了相关解决办法，希望能够给予行业人员带来帮助。

[1]戴树青,李卓. 浅谈工程测量过程中精度的影响因素及控制[J].黑龙江科学.2014,08:272.

[2]霍栋良. 影响工程测量精度的因素及控制分析[J].江西建材.2016,01:243.

2016-08-14

史晓峰(1974-)，男，陕西西安人，高级工程师，主要从事工程测量工作。

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B

1004-1184(2017)01-0117-01