工程測量中GPS控制測量平面與高程精度的研究

劉琳

摘 要： 隨著科學技術的發(fā)展，我國的GPS技術有了很大進展，并在工程測量中得到了廣泛的應用。受到各種因素的影響，GPS控制測量技術存在著一定的誤差，所以對工程建設產生了一定的影響?；诖?，本文重點針對工程測量中GPS控制測量平面與高程精度進行了詳細的分析，以供參考。

關鍵詞： 工程測量;GPS;測量平面;高程精度

【中圖分類號】P228.4 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-3733（2020）20-0050-01

引言：隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)展和演化，GPS技術已經從單純的作地圖導航技術拓展到了更加廣闊的領域當中，尤其是在工程測量領域，GPS控制測量技術已經可以完善很多一般測量手段難以完成的事，而且還能有效降低測量成本、保障測量人員的人身安全，但是在現(xiàn)今的測量技術環(huán)節(jié)還有一些測量精度稍顯不足，需要相應的方式解決這些問題。

1 GPS的概述

GPS由空間部分、地面監(jiān)控部分以及用戶接收三個部分共同組合而成，最初主要是運用于情報收集、應急通信和核爆監(jiān)測等一些軍事的應用，后來經過發(fā)展開始在各個行業(yè)使用，各個領域在運用了GPS后都相繼進行技術改革，隨著整體GPS技術的不斷加強，其在軍事和經濟方面都有了非常大的成就，隨著多年來向消費市場發(fā)展的勢頭，GPS已經成為信息時代中國家基礎建設的重要設施。

2 GPS控制測量平面和高程精度的主要因素

2.1 高程擬合法

GPS控制測量平面和高程精度，實際就是利用衛(wèi)星定位技術對測量數(shù)據(jù)進行計算，因此衛(wèi)星的信號傳輸就顯得尤為重要，衛(wèi)星信號的質量直接影響著測量結果。GPS測量系統(tǒng)主要就是通過地面設備與太空衛(wèi)星連接（衛(wèi)星數(shù)量要在3顆以上）對測量對象進行測量計算，整個作業(yè)流程比較復雜，需要多種設備支持，而且由于衛(wèi)星信號的傳輸路徑多，傳輸穩(wěn)定性控制難，還有各種自然現(xiàn)象的影響，都會對測量數(shù)控產生影響。

2.2 幾何水準導致測量精度誤差

要確保GPS控制測量能夠進行高程測量，幾何水準測量是不二之選，但是造成數(shù)值異常也要從兩個方面進行考慮，高程測量中出現(xiàn)的數(shù)值異常主要是公式應用中得出的，主要影響到數(shù)值的原因是：受到測量時地域性幾何水準的影響，高程測量產生了一些列的高程測量變化性差值。這就表明了如果要采用GPS系統(tǒng)進行幾何水準測量，就要注意測量時產生的異常數(shù)值，才能保證整個測量過程的精度。

2.3 GPS控制網基準問題

一般情況進行坐標起算數(shù)據(jù)的后期處理，是通過GPS控制網得到的是獨立坐標系的坐標，然而在測量時得到的卻是屬于WGS84坐標系的GPS基線向量，所以在進行工程測量時則需要注意GPS控制網采用坐標和起算數(shù)據(jù)等問題。這些問題就是GPS控制網的基準問題，其中主要包括起算點、起算邊長以及起算方位的選取，起算點通常是從用戶的要求出發(fā)，在使用中選擇3～5個來保證新舊成果的一致性和高精準度。另外選取起算邊長時則需要盡量選擇高精度的激光測距，選取起算方位則應該注意位置與數(shù)量的原則。

3 提高GPS控制測量平面及高程精度的對

3.1 科學化設置高程測量的控制點

如果需要測量的范圍比較大，由于地球的本身是球體，很容易受到地表曲面率的影響形成測量誤差，因此要基于衛(wèi)星標準進行測量區(qū)域的劃分，之后再進行測量活動，有效降低地表曲面率對于測量誤差的影響，尤其要注意的是在較小的區(qū)域中可以直接建立高程數(shù)據(jù)的擬合模型，以高程擬和的方式提升測量的進度。高程擬和的優(yōu)點就是能有效保障測量的整體精準度，這是因為高程數(shù)據(jù)都是由高程測量作為起算參考，因此高程起算點的位置精度就與高程擬和的精度等級還有起算點位置的穩(wěn)定性有著直接的相關作用，在擬合的過程中還要注意的就是幾何水準點的均勻分布，在分布過程中還要注意起算點的數(shù)量不能少于6個。

3.2 加強測量平面選擇標準的控制

（1）為保證各GPS高程點達到測量標準，關鍵是具有高精度的高程起算點，包括點位的穩(wěn)定性和測量精度等級。同時擬合所需的水準點需滿足均勻分布，數(shù)量至少為6個。當所測區(qū)域面積及地形差別較大時，可將測區(qū)分塊分別建立擬合模型，以有效的保證高程擬合精度。（2）采取有效的方法控制大地高的精度。包括正確的量取天線高，重視站址的選擇，將GPS網的圖形結構進行優(yōu)化設計，運用同步觀測量求差值等。（3）選用合理的高程擬合模型，通常情況下，平面擬合法、二次曲面擬合法、樣條函數(shù)法及多面函數(shù)法比較常用，而在計算高程測量值的過程中，為了加強誤差的控制，得到較高精度的高程異常值，在使用二次曲面擬合方法的同時，還要充分考慮不同地質特點等因素的影響。如果工程測量位于偏遠山區(qū)，地質環(huán)境相對復雜，那么就要對測量區(qū)域周邊的磁場、空氣對流層、地下介質密度以及土壤特點等進行充分的考慮。測量平面要優(yōu)先選擇地勢相對平坦的區(qū)域，同時嚴格控制不同測量基站之間的距離，根據(jù)實際情況合理控制測量基站的設置數(shù)量，確保衛(wèi)星輸送信號的正常接收。

3.3 大地高測量的優(yōu)化

（1）首先要從操作人員下手，組織作業(yè)人員積極學習，進行專業(yè)的系統(tǒng)培訓，不斷提高綜合素質，鞏固工作基礎，嚴格操作流程，學習新的方法。（2）在測量天線高度時，要建立4個點進行分區(qū)測量，然后對測量數(shù)據(jù)平均取值，保證誤差小于5mm。（3）科學布置測量站點。因為GPS測量會受到各種因素的影響，選擇站點的時候首先要保證站點位置能夠保證GPS信息能夠正常穩(wěn)定的接收。測量站點極易受自然因素的干擾而影響到測量精度，因此在測量時可以采用同步求差法，可以對測量區(qū)域進行同步實際測量，有效減少星歷及電流層影響，盡可能的保障測量精確度。（4）對測量精度影響的還有一個重要因素就是電離層誤差，為避免這一因素，測量的時候要關注天氣情況，避免在惡劣天氣進行作業(yè)，還要對參數(shù)進行對比，及時修正參數(shù)精度，對不同觀測點的實際差值進行核算，最后還要應用同步觀測修正法對參數(shù)進行實時修正，有效降低誤差值。

結語：綜上所述，在工程測量中，GPS控制測量技術的應用主要存在著GPS精度達不到相關要求、選擇測量平面的標準不明確、沒有意識到工程測量中的誤差控制的重要性等問題。要想提高GPS控制測量平面與高程精度，就必須要優(yōu)先選擇精度高的GPS設備、加強測量平面選擇標準的控制、重視工程測量誤差的修正與校對。因此，在日常的測量工作中，我們要不斷對GPS控制測量技術進行研究，并適應新技術在測量工作中的應用，從而使GPS控制測量在工程測量中更好的應用。

參考文獻

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