工程测量中GPS控制测量平面与高程精度分析

江 顺

(中国水利水电第六工程局有限公司， 辽宁 沈阳 110000)

0 引言

就目前的情况来看GPS技术在我国项目工程的应用上占据着一定的优势，它不仅测量准确性高定位快而且所需工作的时间也相对较短，因此在我国的测量工程中GPS得到了很广泛的应用与认可。比如在一些野外勘察的测量工作中，许多大型的测量机械设备可能没有办法在现场进行直接的测量，而GPS测量设备以其便携式的特点在野外的勘察测量中则发挥重要的作用，他们携带方便因此使测量工作可以更容易的展开。但是在应用GPS技术时，有一些潜在问题也是我们必须要考虑的，众所周知先进的遥感技术与卫星定位技术是支撑GPS定位技术的基础技术，所以大气层、卫星轨迹、接收设备都是我们在应用GPS技术时所需要考虑到的一些因素，比如大气层中的反射物较多的时候，信号就会收到干扰，那么所测量结果的准确性就会大大降低，测量结果肯能就会存在一定的偏差。

1 GPS技术测量误差分析

工程测量中应用GPS技术进行测量的原理是首先通过卫星信号来完成测量工作的定位工作，然后同一时间通过现场的GPS接收机来接收至少三颗卫星的信号，最后对所接收的卫星信号通过特定的数据处理方法进行数据处理，进而计算出我们所测量的测量点与所接收的卫星信号的卫星之间的距离[1]。根据GPS卫星在特定时间段内空间坐标一致的特点，我们可以通过所测数据处理并推断出GPS接收机于同一时间内在空间上的三围坐标点，这样我们就通过GPS测量技术完成了工程测量。具体的测量步骤可以大致分为三步，第一步是通过GPS接收机完成信号的接收；第二步是所接收数据的参数换算；第三步是具体坐标值的输出。通过对GPS原理的介绍中不难看出天气状况是影响应用GPS技术进行工程测量的一个重要因素，在类似于阴雨天等天气状况较差的情况下，卫星信号的接收和传输会受到大气层中一些反射物的干扰，而干扰造成的结果就是使所接收到的信息失去真实性或与真实信息之间存在着一定的偏差进而精度上就会产生一定误差。除了天气状况外，有些地质状况也会影响到测量的结果，极强的磁场条件同样会干扰到卫星信号的接收致使测量精度上有所偏差。通常情况下，测量点的高程是应用GPS技术进行工程测量时的误差集中点，所以大量不精确高程异常往往会在测量工程中存在[2]。所谓异常，指的是密度不均匀的地下物质由于重力异常现象致使真正测量过程中产生的测量数值与实际数值之间存在差异的现象。通常情况下，对于项目工程测量时的不精确高程异常值的测量，通常会先以GPS技术进行大地高的测量，然后以水准进行正常高的测量，最后以拟合的方法得出测量点高程异常，并且这种方法被命名为GPS高程拟合法。而这种GPS高程拟合法也会出现产生误差的时候，由于在实际工作中应用这种方法进行测量操作的时候，会涉及到测量周期、测量点、水平测量准确度等相关因素，工作量相对而言就相对较多，若果任何一个因素没有控制或是选择好，都有导致误差出现的可能性[3]。

2 高程精度控制具体措施

在现实生活中的操作中，我们应用GPS技术对某些工程项目进行相关的精度控制工作的时候，需要做好充足的准备工作，一定要详细了解到工程拟合的相关要求以及相关的一些工作原理，具体罗列了以下几项控制措施。

2.1 高精度接收仪的选用

众所周知，卫星信号的受干扰程度以及接收质量是应用GPS技术进行测量的时候对精度控制的要点，所以一些相对来说精度偏低的普通GPS接收仪可能会由于对卫星信号没有足够高的敏感性，而致使测量结果有所偏差，如果在干扰条件较多或是遇到相对比较复杂的地质条件时极有可能因为磁场等复杂因素的影响使信号受到严重干扰，就会使测量精度严重的失真。相反情况下如果采用高精度GPS接收仪测量的时候，高精度测量仪会以自身独特的精度计算方式，而且对信号的变化也有一定敏感度，当信号受到干扰的时候，高精度的接收仪能够感知到，最后能做出正确的计算。

2.2 适合天气状况的选择

进行实际的测量工作时，大气层中往往回包含多种的卫星信号的干扰物质，如果在对流工作强的条件下，干扰情况就会更加严重。在这样的情况下接收仪所接收到的信号就失去了一定的准确性，高程计算的偏差就会出现了[4]。所以在进行工程测量的时候，要避免这样会影响接收结果的不良天气，保证测量结果的准确性。

2.3 电离层误差的修正

由于大气层中含有带点离子层，而这些带电离子层的反射与折射会干扰到信号的接收，而卫星信号在进行传播的时候会穿过离子层到达接收仪，所以对测量结果会有一定的影响。所以我们需要采取一些有效措施来完成离子层的修正。最常用的有三种方法，第一种是多频观测法，这种方法具体实施办法是先选择一个测量点，然后测量所选测量点的多个伪距，通过频率的不同得出电离层折射差异值最后通过折射差异值推算出正确值达到修正的效果，提高准确度。第二种是电离层模型法，应用这种办法，通常是在工程测量时引用单频GPS接收仪接收时，以导航电文所提供的电离层模型来完成参数的修正的。我们将测量所得的参数与模型中的参数进行对比最后进行修正达到提高准确性的目的。第三种办法是同步观测法，这种方法在操作上相对简单一些，在同一测量点上设置多台接收仪，在基线两端通过观察得出差异值，然后计算精度完成测量数据的修正[5]。

2.4 测量点与测量基站的选择

在工程测量中应用GPS技术时一定要慎重的选择好测量点与测量基站，因为有些地质情况较为复杂，磁场情况、地下介质的密度以及分布情况都是影响信号接收的因素[6]。所以工程测量在测量点以及测量基站选择的时候最好选择环境较为空旷、周围环境稳定、更加贴合实际工程需要的地方，这样能够确保工程测量更加准确。

2.5 高程拟合数学模型

高程拟合数据换算是在模拟大地水准面的数学模型曲面中进行的，因此数学计算的精度也会对结果产生一定的影响，致使待测点与正常点间产生误差值。通常在进行实际计算的时候有多种不同的方法，但是通过长时间的实践证明，精度计算较高的是二次元曲面拟合法。

3 结束语

综上所述，GPS技术在我国项目工程的应用上占据着一定的优势，它不仅测量准确性高定位快而且所需工作的时间也相对较短，因此在我国的测量工程中GPS得到了很广泛的应用与认可。但是在实际测量工作中一些精度要求上，还会因为一些干扰因素的影响而存在一定的误差，所以在进行具体实践操作的时候我们要考虑多重因素做好精度与准确度的控制措施。

[1]张贤勇.浅谈工程测量中GPS控制测量平面与高程精度分析[J].科技资讯,2015(31):9-10.

[2]刘晓明,李玉洁.工程测量中GPS控制测量平面与高程精度分析[J].门窗,2016(3):86-87.

[3]穆宁.工程测量中GPS控制测量平面与高程精度分析[J].低碳世界,2016(11):37-38.

[4]张磊.工程测量中GPS控制测量平面与高程精度分析[J].江西建材,2015(24):249-250.