工程测量中GPS控制测量平面与高程精度分析

工程测量中GPS控制测量平面与高程精度分析

凌源 雷刚

（西安市勘察测绘院  陕西西安  710054）

摘要：伴随着科技发展、信息技术水平提高，GPS技术也得到充分的发展，并且被应用在多个领域当中。从当前工程测量情况来看，GPS的应用能够取代传统测量方法，但是即使其有较多的优势，也还是存在一些不确定性，而这些不确定性会影响到测量的结果。与传统测量方法进行对比可以发现，其存在较差的直观性，并且高度测量误差也一直存在。在本文中，先简单概述GPS控制测量平面高程精度的相关影响因素，随后提出优化策略，希望能够为相关人员应用该技术提供一定的参考。

关键词：工程测量；GPS；控制方法；精准度

     上个世纪八十年代左右，美国第一个发明了GPS技术，并且在短短的几十年内得到大范围的推广与普及。GPS系统的出现涉及到三个部分，包括用户设施、店面监控系统、卫星系统等，在发展时也与其他行业相互融合，其中最受到关注的就是与工程测量行业相互结合，随后取代了传统的、常规的测量方法。

一、GPS控制测量高程精度影响因素

（一）GPS大地高测量精度

     对于GPS大地测量精度造成影响的因素就是卫星误差，其中也涉及到卫星的时钟误差，一阶卫星会存在信号延迟等问题，主要是因为当信号通过大气层时所产生的对流层延时效应以及电离层延时效应。在采用GPS静态测量过程中，需要对每个点进行精准地控制，信号接收装置数量多少以及采样时间等，都会影响到地高的精准度。在测量过程中，不仅不能充分满足信号接收设备所提出的观测时间要求以及数量要求，也难以保证控制点是否具备准确性[1]。

（二）GPS高程拟合方法

     GPS高度调整方法在使用过程中，需要从正常高度与已知地面高度出发，随后获得大水准面，接下来计算位置测量点高度出现异常情况。在日常测量工作开展过程中，针对一些特别区域，比如复杂区域，很难掌握有效的方法去确认测量值是否准确。所以需要利用到高度调整方法了解未知点的高度变化，并且利用拟合模型差异完成计算。如果发现高度调节模型缺乏合理性，那么该方法也同样不具备适用性[2]。

（三）公共点几何水准测量精度

     几何水平测量高度以正常高度为主，但是计算方法则是高度与高度正常异常的综合，所以公共几何水平测量精度会影响到地面水平测量结果。在以往所开展的测量工作当中，因为会存在较长的测量时间，会消耗较多的测量成本，并且对周边环境也带来较大的影响。利用公共点几何方法获得的几何水平线精准度会存在较低的精度，并且使用GPS控制测量是否准确，也会影响到测量的结果。

二、GPS控制测量步骤分析

在利用GPS进行测量工作时涉及到下述几项工作：一是需要收集相关资料，在对实际测量区域进行划分之后，作为工作人员必须对测量区域的各种资料完成收集工作，比如地貌、地形等，分析收集到的数据信息，这样能够为后续开展工作提供数据支持。二是做好选点与布网工作，这也是诸多工作当中极其重要的一个环节。在开展这项工作时，工作人员应当按照具体的规定以及流程，对测量区域地形做好深入分析，并利用之前所收集到的测量数据进行辅助，对地形做好深入分析，考虑其他因素，针对选点布网情况做好合理化的规划与设计。三是踏勘埋石工作，在完成上述工作之后就需要根据具体的点位情况做好设计工作，随后结合现场实情况完成探勘埋石工作，这样也能为后续开展其他工作打下扎实基础。四是外业观测工作。利用GPS技术完成准确定位，明确观测对象的位置。五是数据处理工作，在外业观测过程中会获得大量的数据，因此需要将获得数据交由对应的工作人员完成储存与整理工作，以此可以为后续工作提供可靠的数据支持。六是测量修补工作。该工作就是针对以往工作所出现的误差问题完成测量与修补工作，并且对其中不合理的数据进行平差处理，使得工程测量能够满足对应的标准与规范，并且也为后续工程测量质量提供保障[3]。

三、对GPS控制测量高程精度与测量平面的优化对策

（一）合理使用GPS高程拟合方式

在拟合工作中利用数学方式可以得出高程异常数值，需要从工程的实际情况出发，利用不同的高程拟合方式对其进行全面化与立体化的分析与对比工作，如此才能得出最为可靠的方式。通常情况下，在落实高程拟合工作过程中，需要对数字曲面进行构造，这样才能将与大地水准作业接近拟合，由此能够推算出特定点的高程以及整体测量区域内控制点。当前来看，最常使用的方法就是多面函数、平面拟合、样条函数等。从实际情况出发，需要对地貌当中的数据以及区域内部地形进行全面分析，并且在合适的拟合方式之下落实计算工作。在计算时要明确的一点，就是地球自身的重量分布往往与高程异常数值变化存在密切关系，拟合是否具精准性受到多方因素的影响[4]。

（二）GPS大地高程测量方式确定

     在确定大地高程测量方式过程中，需要对下述几点进行高度关注：首先是选择合适的站址，站点位置直接影响到最终的测量结果是否具备精准度，因此需要从实际的工程需求出发，确定好站址，并且将观测法同步其中。其次是天线高正确量取。众所周知，从测量高程精准度角度来看，天线高测量环节经常出现巨大的误差影响。比如在对某个工程进行野外测量时，大部分情况下工程测量值都是利用天线斜高区确定的，而在实际测量中，对天线的圆盘以一千二作为间隔，随后分成三个方面，并且确保相互之间有着完全一致的间距与角度，保证其被控制在三毫米之内，接下来要选取其中的平均值。除此之外，在测量过程中往往会使用到多种类型的天线，因此测量人员需要对中心高度进行重视，主要是因为中心高度会伴随着天线类型的变化而不断变化。最后则是使用同步测量求差值，这被归纳到GPS控制量当中一个有效的处理方式，同步求差法的应用需要借鉴一定的理论依据，也就是在观测站举例被确定在二十千米当中时，同步观测站会受到卫星星历误差与对流影响，使用该方法能够忽略这种误差。同时在使用该方法时，确保两个观测站可以同步的进行，并且保证两个观测站间隔二十千米。

（三）明确高程点密度与分布标准

为了保证拟合完成后的各个高程点充分满足测量标准，在实际工作中需要重视高程自身起算点是否具备精准度这方面内容，这就说明需要对其所在的位置与测量精度完成一个全面化的检验工作。不仅如此，不同区域地貌结构有所不同，因此需要对不同区域做好分区设置工作，将此作为基础，随后建立对应的拟合模型，这样才能完全的体现高程拟合精度，同时也能保证GPS控制测量结果具备极高的精准度，最终达到理想的测量效果，确保获得更加客观真实的数据信息。

结束语

    综上所述，GPS测量技术的出现，不仅被诸多行业广泛应用，同时也表现出容易操作、定位精准等特点，并且也具备全天候不间断作业的优势。利用GPS测量技术开展工程测量工作，作为工程发展最主要的趋势。通过对比传统的工程测绘与GPS测量技术，能够有效的提高工程建设效率。在使用GPS控制测量时也会存在高程精度问题，因此需要在后续实践当中不断地完善。

参考文献：

[1]郭海生,黄宜普. 关于工程测量中GPS控制测量平面与高程精度分析 [J]. 科学技术创新, 2021, (34): 92-94.

[2]魏英杰,付磊,闫伟冬. 工程测量中GPS控制测量平面与高程精度的探讨 [J]. 城市建设理论研究(电子版), 2019, (09): 91.

[3]周万香. 工程测量中应用GPS控制测量平面及高程精度 [J]. 现代物业(中旬刊), 2018, (12): 18.

[4]吕坚,张晶晶. 工程测量中GPS控制测量平面及高程精度的影响因素 [J]. 内蒙古煤炭经济, 2018, (14): 44+90.