工程测量中GPS控制测量平面与高程精度研究

啜 莉 于 玲

（长春五度空间数据有限公司 吉林省长春市 130000）

GPS即全球卫星导航定位系统，是通过在空间保持发行状态的卫星源源不断地向地球发送加载了特殊定位信息的无线电信号的某种频率，从而能够实现定位测量的定位系统。因为测量精度高、操作简便、便于携带、全天候操作、相邻观测点间无需通视等优势，GPS控制测量技术在工程测量中有着广泛的应用，并逐步替代了传统测量手段的应用。但是，由于GPS控制测量技术的应用时间很短，在实际的应用过程中，受到各种因素的影响，很容易出现较大的测量误差，影响测量结果的准确性。只有加强GPS控制测量技术的研究，采取各种措施提高GPS控制测量平面与高程精度，才能够为工程建设的顺利进行提供保证。

1 工程测量中GPS控制测量平面与高程精度存在的问题

1.1 GPS精度达不到相关要求

在工程测量中，大地高程的测量对于GPS精度有着非常苛刻的要求。但是在测量过程中很容易受到相对效应以及卫星的时差影响，其中还包括量取天线高所引起的误差、天线整平误差、天线对中误差等，并且在工程测量过程中，还会因为GPS接收设备出现误差而导致精度下降。因此，只有经过严谨的计算和预估，才能够充分发挥GPS控制测量技术的优势，对测量平面与高程精度进行有效的控制。然而，部分技术人员没有使用符合要求的GPS精度，使得卫星输送信息、设备接收信息的质量达不到预期。经常因为图像失真而影响大地高程测量精度，进而无法科学地选择测量平面和控制点位置[1]。

1.2 选择测量平面的标准不明确

在工程测量中，对于测量平面的选择以及控制点位置的选择都有着非常严格的要求，只有经过严谨的计算，才能够保证测量平面与控制点位置选择的科学合理性。但是部分技术人员在运用数学方法拟合得到高程异常值的过程中，并没有严格按照相关标准控制水准测量的精度等级，导致高程起算点的精度无法满足相关部门的要求，GPS的功能发挥也受到限制。

1.3 没有意识到工程测量中的误差控制的重要性

技术人员不重视工程测量中存在的误差，也会对GPS控制测量技术的应用效果产生影响。而且，大多数的工程测量的工作环境都十分恶劣，卫星接收信号很容易受到空气对流层、海拔高度等因素的影响，从而产生对流层延迟、电离层延迟、多路径效应等误差。所以，技术人员必须要结合实际情况修正工程测量中的误差，才能保证工程测量的工作质量。如果技术人员没有意识到这一点，那么工程测量中差生的误差将无法在第一时间得到修正。

2 工程测量中GPS控制测量平面与高程精度的提升对策

2.1 优先选择精度高的GPS设备

在工程测量中，如果GPS精度达不到要求，那么卫星传输的高程信息质量以及卫星传输高程信息的效率都会受到严重的影响，其测量准确性将得不到保证。所以要想提高GPS控制测量平面与高程精度，就必须要优先选择精度高的GPS设备。

首先，精度高的GPS设备，可以有效识别卫星传输的各种信息，如果卫星传出的信息与实际情况存在误差，那么GPS设备就会自动修正。如果工程测量工作的开展地点有着非常复杂的地质条件，那么卫星传输信息的质量将会受到影响，尤其是测量区域存在的磁场会对卫星传输信号产生严重的干扰。如果使用精度高的GPS设备，那么卫星传出信息的准确性就可以得到有效的保证。

其次，精度高的GPS设备的数据处理效率很高，可以实现卫星传输信息的精密化处理，并结合测量区域的地质条件，进行相关图像的转换，减少图像失真问题的出现。而且，精度高的GPS设备还可以对外界的各种干扰因素进行抵抗，进而对测量平面与高程精度进行合理的控制。

2.2 加强测量平面选择标准的控制

通过对测量平面的高程以及高程异常值进行严格的计算，加强测量平面选择标准的控制，对于提高工程测量的准确性具有十分重要的意义。

（1）为保证各GPS高程点达到测量标准，关键是具有高精度的高程起算点，包括点位的稳定性和测量精度等级。同时拟合所需的水准点需满足均匀分布，数量至少为6个。当所测区域面积及地形差别较大时，可将测区分块分别建立拟合模型，以有效的保证高程拟合精度。

（2）采取有效的方法控制大地高的精度。包括正确的量取天线高，重视站址的选择，将GPS网的图形结构进行优化设计，运用同步观测量求差值等。

（3）选用合理的高程拟合模型，通常情况下，平面拟合法、二次曲面拟合法、样条函数法及多面函数法比较常用，而在计算高程测量值的过程中，为了加强误差的控制，得到较高精度的高程异常值，在使用二次曲面拟合方法的同时，还要充分考虑不同地质特点等因素的影响。如果工程测量位于偏远山区，地质环境相对复杂，那么就要对测量区域周边的磁场、空气对流层、地下介质密度以及土壤特点等进行充分的考虑。测量平面要优先选择地势相对平坦的区域，同时严格控制不同测量基站之间的距离，根据实际情况合理控制测量基站的设置数量，确保卫星输送信号的正常接收。需要注意的是，测量平面的选择需要先在同一时间内测量目标区域内的大地高度，并将同步测量的基站距离控制在20km以内。只有这样，才能减少工程测量误差，确保GPS控制测量的作用得到充分的发挥[2]。

2.3 重视工程测量误差的修正与校对

对工程测量误差的修正与校对有足够的重视，可以有效提高GPS控制测量平面与高程精度。而针对工程测量误差的修正与校对，主要使用以下三种方法：①通过使用双频接收机采集GPS数据，利用不同频率的观测值组合进行电离层延迟改正、利用电离层模型加以改正、利用同步观测值求差来进行改正，以削弱电离层误差的影响。②减小接收机位置误差，将多台GPS数据接收仪设置到测量平面上，通过对多台数据接收仪接收的信息进行比对和研究来提升工程测量数据的质量。③通过计算机网络技术进行数据参数的修正。

3 结语

综上所述，在工程测量中，GPS控制测量技术的应用主要存在着GPS精度达不到相关要求、选择测量平面的标准不明确、没有意识到工程测量中的误差控制的重要性等问题。要想提高GPS控制测量平面与高程精度，就必须要优先选择精度高的GPS设备、加强测量平面选择标准的控制、重视工程测量误差的修正与校对。因此，在日常的测量工作中，我们要不断对GPS控制测量技术进行研究，并适应新技术在测量工作中的应用，从而使GPS控制测量在工程测量中更好的应用。