工程测量中GPS控制测量平面与高程精度分析彭博

工程测量中GPS控制测量平面与高程精度分析彭博

彭博

关键词：工程测量；GPS控制测量；平面；高程精度

GPS测量技术作为一种新兴的数字化测绘技术，其在工程测量中的应用十分广泛。它不仅定位精度高，而且测量周期短，所以成为目前测量工作中的首选技术。虽然GPS实际测量中会因为高程精度问题而导致测量结果受到影响，但是工作人员可以对大地高测量方法和高程拟合方法进行优化，这样可以减小GPS高程误差，从而提高测量结果的准确性。

1GPS系统的概念

GPS系统即是指全球定位系统，最初主要用于无线电导航，能够为用户提供全天性、全球性、可连续、实时的高精度三维坐标。通过不断发展，GPS系统已经广泛应用于众多领域。其中主要包括：为各种运输行业提供必要的定位功能以及导航数据；在城市勘探、采矿勘探、海洋勘探等项目的布局设计中进行布网控制，由于操作过程中不需要设置观察标，因此方便灵活且成本很低，符合当前国家建设和军事建设的需求；进行布网检测，对地质变化和海洋变化等地球力学运动进行监控；对国界和领海边界进行标定；测量大地水准面等。

2高程测量精度的影响因素

2.1GPS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。

2.2几何水准的测量数据精度很难保障

通过GPS控制测量法对几何水准进行测量时，数据精度需要在测量控制点的大地高程以及测量高程的异常数值两个方面进行考虑。其中高程的异常数值主要是通过数学计算得到，其数值会受到测量地域的几何水准GPS高程测量数据以及一部分控制点的大地高程差值的影响。因此在采用GPS控制测量法进行几何水准的测量过程中，需要严格控制测量的各个数值和异常值，保障高程测量数据的可靠性。

3工程测量应用GPS控制测量平面及高程度精度提高措施

3.1GPS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。

3.2合理设置观测点

由于工程测量中观测点的设置对测量结果影响较大，因此，为了提高GPS高程测量的精度，需要工作人员在测量前，对测区环境进行有效的分析和评估，同时合理设置观测站，以确保后续测量的高效进行。

3.3优化大地高测量方法

在实际的工程测量过程中，为了确保GPS高程测量精度达到相关标准，必须对大地高程测量方法进行优化和改进，具体包括以下几点内容：（1）合理设置观测点。由于工程测量中观测点的设置对测量结果影响较大，因此，为了提高GPS高程测量的精度，需要工作人员在测量前，对测区环境进行有效的分析和评估，同时合理设置观测站，以确保后续测量的高效进行。（2）同步求差法的应用。在实际测量过程中，为了尽可能地减少高程计算误差，需要应用同步求差法，但是同步求差法的应用需要满足2个条件，即观测站之间必须保持同步，且观测距离要在20km以内，一旦不能满足这2个条件，该方法求取的差值没有任何意义。（3）正确量取天线高。由于GPS高程精度受天线高测量误差的影响较大，因此，实际测量中要对该因素进行有效控制，具体控制措施如下：工作人员要将天线斜高作为测量值，同时把天线圆盘分为3个角度均匀的方向，按照3个方向进行天线高的测量，最终对3个测量结果求平均值，这样可以保证测量结果的误差小于3mm。另外，由于野外工程测量中天线的类型使用不确定，因此，为了避免这一因素的影响，需要合理控制相位中心的高度，以确保GPS高程精度达到相关标准。

3.4建立高程拟合模型

在GPS控制测量法中，需要参考实际的测量情况以及测量区域的现场状态，建立合理的高程拟合测量模型。在建立模型的过程中需要应用二次曲面的拟合计算以及平面的拟合计算，进而推算出在控制区域内测量控制点与待定点之间的数据，而使用二次曲面计算法主要是因为通过这一计算方式可以获得精度更高的异常数值，保证最终的计算结果会更为准确。

3.5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。

结论

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。

参考文献：

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