工程测量中GPS控制测量平面与高程精度的研究

刘琳

摘 要： 随着科学技术的发展，我国的GPS技术有了很大进展，并在工程测量中得到了广泛的应用。受到各种因素的影响，GPS控制测量技术存在着一定的误差，所以对工程建设产生了一定的影响。基于此，本文重点针对工程测量中GPS控制测量平面与高程精度进行了详细的分析，以供参考。

关键词： 工程测量;GPS;测量平面;高程精度

【中图分类号】P228.4 【文献标识码】A 【文章编号】1674-3733（2020）20-0050-01

引言：随着现代科学技术的发展和演化，GPS技术已经从单纯的作地图导航技术拓展到了更加广阔的领域当中，尤其是在工程测量领域，GPS控制测量技术已经可以完善很多一般测量手段难以完成的事，而且还能有效降低测量成本、保障测量人员的人身安全，但是在现今的测量技术环节还有一些测量精度稍显不足，需要相应的方式解决这些问题。

1 GPS的概述

GPS由空间部分、地面监控部分以及用户接收三个部分共同组合而成，最初主要是运用于情报收集、应急通信和核爆监测等一些军事的应用，后来经过发展开始在各个行业使用，各个领域在运用了GPS后都相继进行技术改革，随着整体GPS技术的不断加强，其在军事和经济方面都有了非常大的成就，随着多年来向消费市场发展的势头，GPS已经成为信息时代中国家基础建设的重要设施。

2 GPS控制测量平面和高程精度的主要因素

2.1 高程拟合法

GPS控制测量平面和高程精度，实际就是利用卫星定位技术对测量数据进行计算，因此卫星的信号传输就显得尤为重要，卫星信号的质量直接影响着测量结果。GPS测量系统主要就是通过地面设备与太空卫星连接（卫星数量要在3颗以上）对测量对象进行测量计算，整个作业流程比较复杂，需要多种设备支持，而且由于卫星信号的传输路径多，传输稳定性控制难，还有各种自然现象的影响，都会对测量数控产生影响。

2.2 几何水准导致测量精度误差

要确保GPS控制测量能够进行高程测量，几何水准测量是不二之选，但是造成数值异常也要从两个方面进行考虑，高程测量中出现的数值异常主要是公式应用中得出的，主要影响到数值的原因是：受到测量时地域性几何水准的影响，高程测量产生了一些列的高程测量变化性差值。这就表明了如果要采用GPS系统进行几何水准测量，就要注意测量时产生的异常数值，才能保证整个测量过程的精度。

2.3 GPS控制网基准问题

一般情况进行坐标起算数据的后期处理，是通过GPS控制网得到的是独立坐标系的坐标，然而在测量时得到的却是属于WGS84坐标系的GPS基线向量，所以在进行工程测量时则需要注意GPS控制网采用坐标和起算数据等问题。这些问题就是GPS控制网的基准问题，其中主要包括起算点、起算边长以及起算方位的选取，起算点通常是从用户的要求出发，在使用中选择3～5个来保证新旧成果的一致性和高精准度。另外选取起算边长时则需要尽量选择高精度的激光测距，选取起算方位则应该注意位置与数量的原则。

3 提高GPS控制测量平面及高程精度的对

3.1 科学化设置高程测量的控制点

如果需要测量的范围比较大，由于地球的本身是球体，很容易受到地表曲面率的影响形成测量误差，因此要基于卫星标准进行测量区域的划分，之后再进行测量活动，有效降低地表曲面率对于测量误差的影响，尤其要注意的是在较小的区域中可以直接建立高程数据的拟合模型，以高程拟和的方式提升测量的进度。高程拟和的优点就是能有效保障测量的整体精准度，这是因为高程数据都是由高程测量作为起算参考，因此高程起算点的位置精度就与高程拟和的精度等级还有起算点位置的稳定性有着直接的相关作用，在拟合的过程中还要注意的就是几何水准点的均匀分布，在分布过程中还要注意起算点的数量不能少于6个。

3.2 加强测量平面选择标准的控制

（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。

3.3 大地高测量的优化

（1）首先要从操作人员下手，组织作业人员积极学习，进行专业的系统培训，不断提高综合素质，巩固工作基础，严格操作流程，学习新的方法。（2）在测量天线高度时，要建立4个点进行分区测量，然后对测量数据平均取值，保证误差小于5mm。（3）科学布置测量站点。因为GPS测量会受到各种因素的影响，选择站点的时候首先要保证站点位置能够保证GPS信息能够正常稳定的接收。测量站点极易受自然因素的干扰而影响到测量精度，因此在测量时可以采用同步求差法，可以对测量区域进行同步实际测量，有效减少星历及电流层影响，尽可能的保障测量精确度。（4）对测量精度影响的还有一个重要因素就是电离层误差，为避免这一因素，测量的时候要关注天气情况，避免在恶劣天气进行作业，还要对参数进行对比，及时修正参数精度，对不同观测点的实际差值进行核算，最后还要应用同步观测修正法对参数进行实时修正，有效降低误差值。

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。

参考文献

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