工程測量中GPS控制測量平面與高程精度的探討

魏英杰 付磊 閆偉冬

吉林省匯眾測繪技術(shù)有限公司 吉林 長春 130000

引言

全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)它是一種新興的科學(xué)技術(shù)，它廣泛應(yīng)用于各個行業(yè)，尤其在導(dǎo)航，交通，軍事領(lǐng)域，建筑領(lǐng)域等方面，尤其在近些年來，全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)也被應(yīng)用于工程的測量，這種測量技術(shù)，相比傳統(tǒng)的測量技術(shù)，具有壓倒性優(yōu)勢，于因為它具有很多傳統(tǒng)技術(shù)達不到的優(yōu)勢，全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)在工程測量系統(tǒng)的工作原理主要是，全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)，在最開始向太空中發(fā)射許多衛(wèi)星，地面物體的不同屬性不同位置可以發(fā)射出不同頻率的信號，隨后，太空中的衛(wèi)星接收這些信號，最終由地面的操作人員進行數(shù)據(jù)分析，通過這樣可以獲得精準(zhǔn)的測量結(jié)果。目前興起的GPS測量控制系統(tǒng)得到廣泛的應(yīng)用，這種操作技術(shù)相對于傳統(tǒng)的操作技術(shù)來說精度高速度快，相鄰點間無需通識，費用省，操作簡便。因為具備這些優(yōu)點，GPS控制測量系統(tǒng)很快代替了原有的測量手段。但是，這種測量技術(shù)剛剛興起，GPS定位系統(tǒng)在這個領(lǐng)域方面還需不斷的完善與進步，在GPS控制測量系統(tǒng)運行過程中，還會收到很多其他條件限制，導(dǎo)致測量結(jié)果不夠準(zhǔn)確，比如在已知點較少，點分部位置不佳，網(wǎng)往形成帶狀。相對高差大，這些情況下，都難以使GPS測量得到準(zhǔn)確的結(jié)果，不得不采用傳統(tǒng)的測量方式。

一、GPS控制測量實例

1.1 某帶狀E級GPS網(wǎng)

在引水施工工程的布局方面，一般在河沿處為起點，找到其他幾個臨近的點進行測量，河面寬度。GPS高成一般在250至380之間，所以測量水的深度的時候，一般在水下收集十個點，最后用GPS測量高程，但是，在測量高程的時候，由于GPS在這方面還不夠健全，所以在選點時候，距離不要太遠，各點之間靠差也不要太大，就滿足這個條件，GPS高程測量基本可以完成。

1.2 某礦區(qū)E級GPS網(wǎng)

礦區(qū)的測量一般采用不同的已知點進行，一般情況下，GPS高差為200米，在測量的進行過程中，采用E點的方式進行測量，系帶礦區(qū)的下部找三個點上部找三個點。在測量的過程中，在精度允許的范圍內(nèi)，高成較差明顯加大，有時候會出現(xiàn)不準(zhǔn)確的情況。但是把握好各個控制點，在進行測量中一般誤差只有幾厘米，對于整個工程來說，還是很理想的。

二、GPS擬合高程誤差成因分析

GPS測量控系統(tǒng)在實際操作過程中會產(chǎn)生一定的誤差，在有些時候誤差較小，比如測量河道的寬度。然而，在有些時候誤差卻比較大，比如帶隧道的高層測量方面。出現(xiàn)這種誤差導(dǎo)致的原因有很多，下面就像大家一一分析。

首先向大家介紹大地水準(zhǔn)面這個概念，大地水準(zhǔn)面是指與平均海水面重合并延伸到大陸內(nèi)部的水準(zhǔn)面。是正高的基準(zhǔn)面。在測量工作中，均以大地水準(zhǔn)面為依據(jù)。因地球表面起伏不平和地球內(nèi)部質(zhì)量分布不勻，故大地水準(zhǔn)面是一個略有起伏的不規(guī)則曲面。該面包圍的形體近似于一個旋轉(zhuǎn)橢球，稱為“大地體”，常用來表示地球的物理形狀。由于存在大地水準(zhǔn)面這個物理量，所以一般在測量的情況下會出現(xiàn)少量的誤差這是很正常的。全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，一般情況下，他在水平相對穩(wěn)定的情況下，可以獲得較準(zhǔn)確的結(jié)果，然而，在水平不穩(wěn)定的情況下，很容易受到各種因素，尤其是地勢的影響。因此要避免這些誤差，一定要將大地水準(zhǔn)面這概念考慮進去，一旦出現(xiàn)較大的誤差，一定要及時的進行更正和修改，或者尋找其他的角度進行測量，將這個誤差降到最低。這樣對于整個工程建設(shè)來說，都是很有必要的，因為像這些工程需要的精確度較高。然而，在有些行業(yè)無需太高的精度，不必要太過于糾結(jié)這個物理量導(dǎo)致的誤差。

GPS測量的基本原理是根據(jù)后方交會，在所有已知點的基礎(chǔ)上，將所有的點在后方進行交會，教會的時候會產(chǎn)生一定的角度，通過測量角度和延長線最終得到測量高度。利用測量點與高空中四個以上的GPS衛(wèi)星，進行觀測，進而獲取已知點坐標(biāo)，在坐標(biāo)的基礎(chǔ)上，其精度只與GPS觀測精度和已知經(jīng)度相關(guān)。一般情況下，GPS觀測都會比較精準(zhǔn)，所以在以知點精度滿足要求的情況下，獲得的測量數(shù)據(jù)一般是比較準(zhǔn)確，但影響高程測量精度的主要是高程異常，在已知點的分布和密度不理想的情況下，很容易導(dǎo)致高層測量的異常，并且，一般的處理也很難將這種誤差精確的表示。

三、結(jié)論

目前，我國的GPS測量控制系統(tǒng)得到快速發(fā)展，這項技術(shù)應(yīng)用于工程建設(shè)，隧道的開挖，以及礦區(qū)的開采都有很大的幫助，所以我國應(yīng)大力傳的這項技術(shù)。除此之外，在發(fā)展進步當(dāng)中，還要不斷完善相關(guān)的功能，盡可能的減少相關(guān)的誤差，這樣可以為工程建設(shè)提供更可靠的數(shù)據(jù)。本文從以上幾個方面進行分析，初步得出這幾個結(jié)論，為大家提供參考。

（1）GPS擬合高程的誤差主要來源于高程。如果再已知點分布不確定的情況下，或者分布不合理，其誤差會大大的降低GPS擬合高度的精度。這種情況下，如果出現(xiàn)在地表起伏較大的地區(qū)，那么數(shù)據(jù)的精度不可靠，但如果相對地勢平緩的地區(qū)，雖然存在一些誤差，但數(shù)據(jù)還是有一定的可靠性。

（2）GPS，平面測量中對網(wǎng)型要求不是很嚴(yán)格，它不同于其他測量方式，一般情況下，GPS測量系統(tǒng)在以支點精確的情況下，不必要采用三角網(wǎng)或者導(dǎo)線型網(wǎng)絡(luò)，只要已知點分布合理，一般就可以得到精確的測量結(jié)果。

以上是本文的幾個結(jié)論，以供大家參考。