工程測量中GPS控制測量平面與高程精度分析

劉鈺

引言

GPS控制測量技術(shù)在工程建設(shè)領(lǐng)域中將會有著更加廣闊的發(fā)展空間。雖然在當前的工程項目測量過程中，GPS控制測量技術(shù)在平面和高程測量上還存在一定的問題，但是通過對GPS控制測量技術(shù)的不斷研發(fā)和改進，可以使其在工程項目中發(fā)揮更大的作用。

1 分析高程測量精度的影響因素

1.1 GPS大地高測量精度

在工程測量中，只有獲得了精準的大地高程數(shù)據(jù)，才能對GPS正常高進行準確計算。按照以往的經(jīng)驗來看，GPS大地高測量精度的影響因素是多方面的，衛(wèi)星誤差相對論效應(yīng)、信號傳輸對流層延遲、衛(wèi)星鐘差一級衛(wèi)星星歷誤差等均是其影響因素。與此同時，GPS大地高測量精度誤差的出現(xiàn)與系統(tǒng)生成模型誤差也有一些聯(lián)系。應(yīng)用GPS技術(shù)進行靜態(tài)測繪的過程中，一定要確?？刂泣c的準確性，并安裝足夠數(shù)量的信號接收設(shè)備，但是，在測量控制過程中，以上要求很難得到滿足，同時采樣觀察時間也很難得到原來的時間要求，因此高程測量精度也會受到很大影響。

1.2 公共點幾何水準測量精度

除了GPS高程擬合模型的選擇外，公共點幾何水準測量精度同樣會影響GPS技術(shù)高程測量精度，而這一影響之所以出現(xiàn)，主要是由于公共點幾何水準測量精度與GPS大地高測量精度存在較大差值所致，這種差值的存在自然使得依托公共點幾何水準測量點與大地高的GPS技術(shù)高程測量將受到較為負面的影響。

1.3 GPS高程擬合方法

所謂GPS高程擬合是指利用GPS測量技術(shù)獲得大地高，然后利用水準測量得到正常高，計算大地高于正常高二者之間差值，即可得到高程異常值。利用高程異?？梢詳M合得到大地水準面，利用相應(yīng)的計算方法即可獲得未知測量點的高程異常值?？v觀多種傳統(tǒng)測量方法，具有工程量大、觀測時間長、測量成本高等通病，應(yīng)用傳統(tǒng)測量技術(shù)很難保證幾何水準高程值的精度，特別是在一些復雜地形的地區(qū)，其高程精度更難控制。所以，為了避免高程誤差的出現(xiàn)，通?？梢岳盟疁蕼y量的方式對高程進行測量，通過少數(shù)GPS點高程測量之后，利用高程擬合技術(shù)可以即刻獲得其他GPS點高程。

2 工程測量應(yīng)用GPS控制測量平面及高程度精度提高措施

2.1 GPS控制平面測量

在工程測量中的平面測量比較容易。GPS控制平面GPS控制網(wǎng)進行測量，其中包括對控制網(wǎng)形的設(shè)計，對測量精度以及基準等方面進行控制。在測量的過程中，GPS控制網(wǎng)絡(luò)需要遵循分級設(shè)置、逐級控制的原則，保證在GPS控制平面測量中能夠獲得高精度的數(shù)據(jù)。當前通過GPS控制測量進行平面測量時，通常都是使用相對定位法，而在一些工程要求較高的項目中，會選擇網(wǎng)連式或者邊連式的GPS控制網(wǎng)設(shè)計方式。

2.2 強化控制點的布設(shè)

要想保證其他各控制點高程值的精度，就必須確保高程起算點的精度，所以，在實際工程測量過程中，應(yīng)對控制點進行科學合理的布設(shè)，并嚴格控制高程起算點測量的精度及穩(wěn)定度。具體來說，擬合需要的水準點通常應(yīng)在6個以上，并注意這些控制點應(yīng)均勻布設(shè)。而對于一些范圍較大的測區(qū)來說，要想有效提升擬合精度，除了上述需要注意的地方以外，還要構(gòu)建分區(qū)擬合模型。

2.3 合理應(yīng)用高程擬合法

想要保證工程測量中GPS測量技術(shù)的應(yīng)用效果，合理應(yīng)用高程擬合法這一措施也必須引起工程測量人員的重視。在GPS測量技術(shù)應(yīng)用的高程測量中，擬合似大地水準面是這一測量的重要環(huán)節(jié)，而這一環(huán)節(jié)往往需要得到數(shù)學曲面構(gòu)件法的支持，而從數(shù)學曲面構(gòu)件法入手，靈活運用二次曲面擬合法、樣條函數(shù)法、多面函數(shù)法、平面擬合法，就能夠最大程度上保證高程測量的精度。

2.4 高程擬合模型

測量過程中必須要根據(jù)實際情況和觀測區(qū)域的狀況來選擇高程擬合模型，通常應(yīng)用數(shù)學中的二次曲面擬合法和平面擬合法來推算出控制區(qū)內(nèi)控制點和待定點的數(shù)據(jù)，之所以應(yīng)用二次擬合法是由于該方法可以獲得較高精度的高程異常值，從而計算結(jié)果較為準確。

2.5 修正電離層誤差

大氣電離層影響衛(wèi)星信號時，會出現(xiàn)信號反射、折射等問題，進而在接受信號過程中就會出現(xiàn)一定偏差，對高程測量精度造成不利影響。測量人員可以合理選擇下列措施對電離層誤差進行修正：①多頻觀測修正。該方法是指一個測量點上對多個偽距進行測量，并計算出這些偽距測量值的折射率，最終得到折射改正數(shù)值；②同步觀測修正。該方法是指選擇兩個觀測站，注意兩個觀測站之間的距離不能超過20km，同時觀測，并以觀測到的結(jié)果作為依據(jù)，對電離層測量精度進行計算，達到修正衛(wèi)星信號參數(shù)精度的目的，有效降低誤差；③電離層模型修正。利用電離層模型可以修正衛(wèi)星信號參數(shù)以及獲得參數(shù)，進而達到修正衛(wèi)星信號參數(shù)精度的目的。上述方法中同步觀測修正是修正作用最大的一種方法，可以有效降低高程精度誤差，經(jīng)過修正之后獲得的高程精度誤差甚至可以達到忽略不計。

3 結(jié)束語

隨著經(jīng)濟與科技的快速發(fā)展，我國工程測量領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了較為長足的進步，GPS測量技術(shù)在該領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用就是這一進步的最直觀體現(xiàn)。所以急需加強對GPS控制測量精度及相關(guān)技術(shù)的研究，這對GPS控制測量精度的提升非常有利，切實將工程測量中GPS控制測量技術(shù)的價值發(fā)揮出來。

[1]鐘祁福.探析工程測量應(yīng)用GPS控制測量平面及高程精度[J].建材與裝飾，2017（50）.

[2]連毅峰.關(guān)于工程測量中GPS控制測量平面與高程精度的探討[J].資源信息與工程，2017（06）.

[3]張 劍.工程測量中GPS控制測量平面與高程精度[J].城市地理，2017（22）.