工程测量中 GPS控制测量平面与高程精度的研究

工程测量中 GPS控制测量平面与高程精度的研究

侯桂春

北京城建勘测设计研究院有限责任公司天津分公司 天津 300384

摘要：在现代建筑行业的发展中，GPS技术作为其中最常见的测量方法，能够提供准确的定位，为建筑施工开展提供了便利条件。在GPS技术的应用下，建筑工程的施工测量时间将得到大幅的缩短，同时降低了测量的难度，实现了人力、财力以及物力的节省。本文对工程测量中GPS控制测量平面与高程精度的研究进行分析，以供参考。

关键词：工程测量；GPS；控制策略

引言

GPS测绘技术在工程测绘工作中的实现，可依据实际工程测绘情况，对某一类事物进行多个角度的测绘，以正确界定出工程量消耗。为进一步加强GPS测绘技术的应用质量，应将GPS测绘技术与BIM技术、遥感技术等进行整合，针对不同测绘工程量来制定出较为完整的管制计划，以满足工程测绘需求，为后续工程建设提供基础保障。

1关于GPS测量技术的概述

GPS测量技术是一种建立在信息技术基础下的新型测量手段，其主要是指通过设备来接收测量卫星传输的数据，并对这些数据进行收集、整理和统计以后通过科学合理的分析，以此来获得准确的计算结果的技术。GPS测量技术的测量系统主要包括三个模块，分别是地面控制、空间星座、用户设备。在利用GPS测量技术的相关设备进行测量工作时，可以实现数据和信息的自动化控制。在传统的工程测量工作中都是利用人工进行测量，这种工作方式不仅很难取得准确的数据，而且还有测量的方法比较困难、测量耗费的时间比较长等诸多问题。

2 GPS测绘技术特性

GPS技术早的研发可追溯到1958年，是由美国军方来针对空间定位系统的实现制定的技术基准，经过科学技术以及资金体系的不断支持，GPS定位系统也在不断完善。目前GPS依据空间人造卫星的发射，可对地球进行全天候的信息检索，通过与地面终端设备相连，依托于信息传输机制，可有效将地面信息及时反馈到空间传感器，然后在系统中予以显示，让工作人员了解当前空间位置的信息。GPS测绘技术的定位实现原理，是将卫星与地面接收装置之间的距离进行测定，然后依据卫星接收到的数据来将信息映射到数据模型中，进而得出信号在传输过程中所需的时间。然后将此类时间信息进行调制，并经由导航电文对信息进行检索，进而得出信息在不同时间段内的空间位置。从实际应用角度来分析，GPS技术具有的高效率、高精度传感特性，可有效提高工程测绘质量，同时可依据工程测绘中的动态变化信息来实现全天候全过程的信息检索保证数据，以静态、动态相结合的形式在系统中进行传输，同时此类信息在传输中，信息延时效果较低，与传统定位机制相比，其内部集成化操控功能可为整个测绘工程的多元化开展提供基础保障。

3 GPS测量技术在工程测量中的具体应用类型

静态相对定位技术目前被广泛的应用于工程测量的工作中，静态相对定位技术主要分为两种：①GPS1+N模式（即快捷静态测量模式）；②常规静态测量模式。GPS1+N模式是一种通过相对位置进行定位的模式，测量人员必须通过两个以上已知坐标点来进行位置定位和数据处理，首先将一台GPS测量仪的接收机设置为基准站，另外一台或者多台设置为移动站，通过移动站与基准站之间的相对位置关系，再通过已知点的坐标信息可以获得测量点的绝对位置。GPS1+N的测量模式主要应用于对区域范围内进行地形测绘或者进行工程放样作业等，其相对于传统的常规测量方式具有速度快，无需通视，测量精度高等优势。常规静态测量则是利用至少3台或者3台以上的GPS接收机来进行测量工作，利用两个已知坐标点可以或者未知坐标点的坐标，可以同步观测的卫星在四颗以上甚至更多，测量人员设定的观测时间虽然有一定的限制条件，但是观测时间通常可以达到45min以上，可以最大限度地实现观测时间的延长以及效率的提高。和上个技术模式相比，该技术主要适用于范围比较大、规模比较大的控制系统。

4提高GPS控制测量平面及高程精度的对策

4.1高程拟合法的优化

为提高GPS控制测量精度，可以通过以下几个方面对高程拟合法进行优化来实现:1)要充分对项目区域进行考察，控制点数量要根据测量项目的实际情况确定，例如，当作业区域面积开阔的时候，可以根据测量区域的特点以及项目要求，对该区域进行划分测量并建立拟合模型，为后面的测量作业做好准备。2)为了保证精度的准确性，作业初要对高程的起算点的合理性与点位的稳定性进行细致考量，测量作业的流程以及实际操作要严格按照规定和标准进行。除此之外还要严格控制测量区域的水准点数，尽量多的均匀布置，最低数量也要不低于6个。3)要充分了解并掌握各个高程拟合模型特点，认真分析各个高程拟合模型在工程项目中应用的情况，科学论证后才能确定最终方案。常用的拟合法有两种，分别是平面拟合法与二次曲面拟合法，这两种方法都是基于几何学，能够准确计算控制范围内的控制点与待定点。在作业时如果能够综合使用两种方法，将可以很大程度的降低测量数据的误差，提高测量精度。

4.2大地高测量的优化

对大地测量进行优化可以从以下几方面进行: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。

4.3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。

结束语

GPS测量技术相较于传统的人工测量技术的优势非常明显，其在测量的定位速度、便捷性和测量数据的准确性方面都是传统的人工测量方式无法比拟的。因此未来的工程测量工作对于GPS测量技术的应用肯定会越来越广泛，工程测量人员也应该顺应时代的要求，积极的去学习GPS测量技术以满足工程测量的需要。

参考文献

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