工程测量中GPS控制测量平面与高程精度的具体措施

工程测量中GPS控制测量平面与高程精度的具体措施

厉瑞斌

北京市测绘设计研究院北京市100038

摘要：在工程项目测量中，GPS控制测量是其十分重要的组成部分，因其具有效率高、功能多等各方面的使用优势，所以在促进工程测量向智能化方向发展的进程中，发挥着不可替代的重要作用。本文将从对高程测量精度影响因素的分析，深入研究提高GPS高程测量精度的具体措施。

关键词：工程测量；GPS；高程精度；平面

引言：GPS控制测量的作用原理主要是在环地卫星的辅助作用下，通过无线电信号的发射和接收，来达到对地面平面和高程的精度测量的目的。最近几年，随着我国工程项目建设数量的不断增多，GPS控制测量已开始逐渐取代以往的工程测量方式，同时在工程项目建设与实施中，最大程度的发挥出其所应发挥的作用。不过，在具体工程建设过程中，因受各种因素的影响，通常会给GPS控制测量的平面和高程精度带来一定阻碍，从而在一定程度上影响了工程项目建设的整体进程。所以，我们针对工程测量中GPS控制测量平面和高程精度所进行的研究，具有极为重要的现实意义。

一、高程测量精度影响因素的分析

上世纪八十年代开始，GPS测量技术开始逐步应用于实际工作中，具体来说包括地面监控系统、空间卫星星座及用户设备等部分来完成测量工作，然而应用GPS控制测量精度不能实现直观控制的目的，同时目前的GPS商业平差软件也不能保证精度的可靠性。下面我们主要针对高程测量精度的影响因素进行总结及分析。

1.GPS大地高测量精度

对于工程测量来说，只有获得到精准的大地高程数据，才能更加准确的对GPS的正常高进行计算。根据以往的工作经验可以看出，GPS大地高测量精度具有许多种影响因素，比如卫星误差相对论效应、信号传输对流层延迟等等。除此之外，GPS大地高测量精度误差的出现和系统生成模型误差也具有一定联系。在采用GPS技术进行静态测绘时，一定要保证其控制点的准确性，同时要安装一定数量的信号接收设备，不过在实际测量控制期间，以上我们所提出的要求并不容易得到满足，其采样观察时间也不容易满足原来的时间要求，所以高程测量精度也会受到不同程度的影响。

2.公共点几何水准测量精度

一般情况下，通过将测量观察控制点大地高与高程异常值相减的方式，便可以有效得到控制点高程测量的正常值。其中，大地高即为GPS控制测量结果；而高程异常值则是通过数学拟合的方法，最终得到的测量数值，其数值大小的最终确定，往往与高程测量点的GPS大地高以及相应的几何水准高程测量两者之间的相互联系有关。因此，想要得到相对精确的高程测量值，就必须对测量点的高程异常值与几何水准点的测量加以高度的重视和关注，从而进一步提升其测量、计算结果，提升工程项目高程测量精度。其中，值得注意的是，工程测量对水准测量的精度等级同样具有相对严格的要求。

3.GPS高程拟合方法

所谓GPS高程拟合是指利用GPS测量技术获得大地高，然后利用水准测量得到正常高，计算大地高于正常高二者之间差值，即可得到高程异常值。利用高程异常可以拟合得到大地水准面，利用相应的计算方法即可获得未知测量点的高程异常值。纵观多种传统测量方法，具有工程量大、观测时间长、测量成本高等通病，应用传统测量技术很难保证几何水准高程值的精度，特别是在一些复杂地形的地区，其高程精度更难控制。所以，为了避免高程误差的出现，通常可以利用水准测量的方式对高程进行测量，通过少数GPS点高程测量之后，利用高程拟合技术可以即刻获得其他GPS点高程。实际控制测量工作中，往往由于拟合模型选择不对，获得的结果也不准确，最终必然会造成较大高程误差的出现。

二、提高GPS高程测量精度的措施

1.关于高程控制点

通过拟合得到的每个GPS高程点所达到的测量的标准，其重要的关键是能够有高精度的高程的起算点，而且，这个高程起算点的精度都有点位的稳定性能和测量的精度的等级。在这个过程中，拟合的时候需要的是他们的水准点要尽可能的满足分布均匀的条件，并且保证有6个或者6个以上。

2.针对大地高测量采取的方法

大地高的测量方法对高程测量的精度保证是十分重要的，在具体实施过程中也得到了较为充分的验证。首先需要选择合适的站点地址，在进行整体工程测量时，虽然对于每一个观测的站点并没有十分严格的要求，但是针对合适的观测点还是十分重要的。因此在实际实施过程中，我们要以实际为根本，仔细分析工程的情况，从中选择出合适的站点地址。然后就是需要能够确保量取的天线高是精准无误的。假若在测量天线高的过程中会存在误差，那么其高程的精度也会随之受到一定影响，导致误差产生，因此我们就需要对电线高的测量工作予以高度重视。

3.修正电离层误差

大气电离层影响卫星信号时，会出现信号反射、折射等问题，进而在接受信号过程中就会出现一定偏差，对高程测量精度造成不利影响。测量人员可以合理选择下列措施对电离层误差进行修正：第一，多频观测修正。多频观测修正方法是指一个测量点上对多个伪距进行测量，并计算出这些伪距测量值的折射率，最终得到折射改正数值；第二，同步观测修正。同步观测修正方法是指选择两个观测站，注意两个观测站之间的距离不能超过20km，要同时观测，并以观测到的结果作为依据，对电离层测量精度进行计算，达到修正卫星信号参数精度的目的，从而有效降低其误差；第三，电离层模型。利用电离层模型可以修正卫星信号参数以及获得参数，进而达到修正卫星信号参数精度的目的。上述方法中同步观测修正是修正作用最大的一种方法，可以有效降低高程精度误差，经过修正之后获得的高程精度误差甚至可以达到忽略不计。

4.选用合理的高程控制点

科学合理的高程控制点选用，是GPS控制下的高程测量，通过数学拟合的方式，最终达到工程项目高程测量标准的关键性环节之一，其中，对于高程起算点的数值测量结果对于整体高程测量的精确度大小，意义重大，而高程起算点的数值结果测量精确度的保障内容，则主要包括其点位所在位置的稳定性程度，与整体测量的精确度等级。另一方面，在数学拟合计算的前提条件之下，需要测量环境内的各个水准点能够最终达到相对均匀的分布条件，其水准点的数量，则最好应该设置为六个以上。而当所测环境内部，地形整体面积较大或地形分布极不均匀时，则可以通过合理分区的方式，有效提升高程测量中数学拟合计算的精确性程度。

5.准确量取天线高

天线高测量如果存在误差也会影响高程测量精度，在实际工程测量过程中，很多观测人员在天线高测量方面都不够重视，尤其是在野外测量过程中，应以天线斜高为测量值，平均将天线圆盘三等分，并分别在不同方向防治，基于不同方向测量出天线高。需要注意的是，天线高测量误差通常不会超过3mm，然后计算其平均值。

结语：综上所述，随着我国社会经济的不断发展，在我国科学技术水平的不断提高下，GPS控制测量技术也随之得到了很大程度的发展，并在我国各种工程项目测量中发挥出了极为重要的关键性作用。所以，相关工作人员要加大力度不断研究GPS控制测量技术，从不断推动其在工程项目建设中，最大程度地发挥出其应有的效用。

参考文献：

[1]刘晓明，李玉洁.工程测量中GPS控制测量平面与高程精度分析[J].门窗，2016，03：86-87.

[2]冯志成.工程测量中应用GPS控制测量平面及高程精度[J].工程建设与设计，2017，01：111-113.

[3]冯凯.工程测量中GPS控制测量平面与高程精度初探[J].江西建材，2017，14：209-211.