工程测量中GPS控制测量平面与高程精度分析

刘钰

引言

GPS控制测量技术在工程建设领域中将会有着更加广阔的发展空间。虽然在当前的工程项目测量过程中，GPS控制测量技术在平面和高程测量上还存在一定的问题，但是通过对GPS控制测量技术的不断研发和改进，可以使其在工程项目中发挥更大的作用。

1 分析高程测量精度的影响因素

1.1 GPS大地高测量精度

在工程测量中，只有获得了精准的大地高程数据，才能对GPS正常高进行准确计算。按照以往的经验来看，GPS大地高测量精度的影响因素是多方面的，卫星误差相对论效应、信号传输对流层延迟、卫星钟差一级卫星星历误差等均是其影响因素。与此同时，GPS大地高测量精度误差的出现与系统生成模型误差也有一些联系。应用GPS技术进行静态测绘的过程中，一定要确保控制点的准确性，并安装足够数量的信号接收设备，但是，在测量控制过程中，以上要求很难得到满足，同时采样观察时间也很难得到原来的时间要求，因此高程测量精度也会受到很大影响。

1.2 公共点几何水准测量精度

除了GPS高程拟合模型的选择外，公共点几何水准测量精度同样会影响GPS技术高程测量精度，而这一影响之所以出现，主要是由于公共点几何水准测量精度与GPS大地高测量精度存在较大差值所致，这种差值的存在自然使得依托公共点几何水准测量点与大地高的GPS技术高程测量将受到较为负面的影响。

1.3 GPS高程拟合方法

所谓GPS高程拟合是指利用GPS测量技术获得大地高，然后利用水准测量得到正常高，计算大地高于正常高二者之间差值，即可得到高程异常值。利用高程异常可以拟合得到大地水准面，利用相应的计算方法即可获得未知测量点的高程异常值。纵观多种传统测量方法，具有工程量大、观测时间长、测量成本高等通病，应用传统测量技术很难保证几何水准高程值的精度，特别是在一些复杂地形的地区，其高程精度更难控制。所以，为了避免高程误差的出现，通常可以利用水准测量的方式对高程进行测量，通过少数GPS点高程测量之后，利用高程拟合技术可以即刻获得其他GPS点高程。

2 工程测量应用GPS控制测量平面及高程度精度提高措施

2.1 GPS控制平面测量

在工程测量中的平面测量比较容易。GPS控制平面GPS控制网进行测量，其中包括对控制网形的设计，对测量精度以及基准等方面进行控制。在测量的过程中，GPS控制网络需要遵循分级设置、逐级控制的原则，保证在GPS控制平面测量中能够获得高精度的数据。当前通过GPS控制测量进行平面测量时，通常都是使用相对定位法，而在一些工程要求较高的项目中，会选择网连式或者边连式的GPS控制网设计方式。

2.2 强化控制点的布设

要想保证其他各控制点高程值的精度，就必须确保高程起算点的精度，所以，在实际工程测量过程中，应对控制点进行科学合理的布设，并严格控制高程起算点测量的精度及稳定度。具体来说，拟合需要的水准点通常应在6个以上，并注意这些控制点应均匀布设。而对于一些范围较大的测区来说，要想有效提升拟合精度，除了上述需要注意的地方以外，还要构建分区拟合模型。

2.3 合理应用高程拟合法

想要保证工程测量中GPS测量技术的应用效果，合理应用高程拟合法这一措施也必须引起工程测量人员的重视。在GPS测量技术应用的高程测量中，拟合似大地水准面是这一测量的重要环节，而这一环节往往需要得到数学曲面构件法的支持，而从数学曲面构件法入手，灵活运用二次曲面拟合法、样条函数法、多面函数法、平面拟合法，就能够最大程度上保证高程测量的精度。

2.4 高程拟合模型

测量过程中必须要根据实际情况和观测区域的状况来选择高程拟合模型，通常应用数学中的二次曲面拟合法和平面拟合法来推算出控制区内控制点和待定点的数据，之所以应用二次拟合法是由于该方法可以获得较高精度的高程异常值，从而计算结果较为准确。

2.5 修正电离层误差

大气电离层影响卫星信号时，会出现信号反射、折射等问题，进而在接受信号过程中就会出现一定偏差，对高程测量精度造成不利影响。测量人员可以合理选择下列措施对电离层误差进行修正：①多频观测修正。该方法是指一个测量点上对多个伪距进行测量，并计算出这些伪距测量值的折射率，最终得到折射改正数值；②同步观测修正。该方法是指选择两个观测站，注意两个观测站之间的距离不能超过20km，同时观测，并以观测到的结果作为依据，对电离层测量精度进行计算，达到修正卫星信号参数精度的目的，有效降低误差；③电离层模型修正。利用电离层模型可以修正卫星信号参数以及获得参数，进而达到修正卫星信号参数精度的目的。上述方法中同步观测修正是修正作用最大的一种方法，可以有效降低高程精度误差，经过修正之后获得的高程精度误差甚至可以达到忽略不计。

3 结束语

随着经济与科技的快速发展，我国工程测量领域实现了较为长足的进步，GPS测量技术在该领域的广泛应用就是这一进步的最直观体现。所以急需加强对GPS控制测量精度及相关技术的研究，这对GPS控制测量精度的提升非常有利，切实将工程测量中GPS控制测量技术的价值发挥出来。

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