浅谈工程测量中GPS的平面与高程的精度控制

■李政军

（秦皇岛市测绘大队河北秦皇岛066000）

浅谈工程测量中GPS的平面与高程的精度控制

■李政军

（秦皇岛市测绘大队河北秦皇岛066000）

由于GPS技术具有功能多、效率高的特点，所以被广泛地运用到社会各个领域之中。随着我国科技的发展，GPS在现代工程测量中，逐步取代了传统的测量方式。但GPS控制测量技术与传统测量技术相比，直观性比较差，虽然其平面精度符合相应的精度要求，但是在高程上却存在着很大的误差。因此，本文针对于工程测量中GPS的平面与高程的精度控制展开了详细的分析与讨论，以此促进我国现代化工程测量的发展。

工程测量 GPS 平面与高程 精度控制

全球卫星导航定位系统主要是通过在空间保持运行状态的卫星向地球发送某种频率，从而对定位系统进行定位测量，而GPS定位测量技术便是其中最典型的技术之一。在测量过程中，大多数的工程测量存在着已知点较少，已知点的位置布置不合理，网形缺乏科学合理性等，因此无法顺利开展水准测量等，从而降低了GPS控制网的精度。由于平面精度在一般情况存在的问题不大，对此本文针对于高程精度问题进行了讨论。

1　影响GPS的平面与高程精度控制的因素

在工程测量中采用GPS技术，一般都会利用卫星信号进行导航定位。工作人员只需要在测量现场设置一个GPS的接收机，以此接收卫星的信号，并对接收的卫星信号采用相应的换算方法进行数据处理，最后在测量点在这个时间段与卫星的距离即可。由于GPS卫星的坐标在某个时间段内是不变的，因此通过换算可以得到三维坐标点，从而实现工程测量的目的。工程测量的步骤为GPS对卫星信号的接收、卫星数据的换算、坐标值的输出。在对工程进行测量的过程中，由于大气中含有许多干扰的物质，尤其是在雷雨天气等恶劣环境下，流层中较多的反射性物质会对卫星信号的传输与接收产生干扰，导致GPS接收的卫星信号产生偏差，从而降低了精度或者在具有磁场的环境中进行工程测量，也会对卫星信号产生干扰。在实际中，平面精度问题不大，而高程精度却存在着很多问题，这主要是由于地下物质的密度分布不均而产生重力异常，导致大地值与正常值出现差异。因此在工程测量的过程中，应该采用GPS技术对大地高进行测量，随后利用水准测量出正常高，随后通过计算得到高程异常，这被称为GPS高程拟合。在日常工作中，利用高程拟合对高程进行测量的时候，由于测量点的选择与水准测量的精确度和测量周期有着十分紧密的联系，因此增加了工作量，在水准测量精度等级较低的情况下，会降低高程的精度。

2　高程精度控制的措施

2.1大地高的测量方法

大地高的测量方法主要包括有以下三种：首先，利用同步测量法求得差值。在工程GPS的控制测量过程中，利用同步测量法求得差值是比较简单且有效的一种数据处理手段。同步求差具有明确的理论依据，观测距离在20千米范围之内的情况下，两个同步观测站接收到对卫星星历误差、流程影响以及电离层的影响等基本是相一致的，同时运用同步求差法可以在一定程度上减少误差，甚至可以忽略不计。但是必须在两个观测站同步进行为前提条件才能使用该方法，而且彼此之间的距离必须在20千米的范围之内；其次，合理的选择站址。虽然没有相关的标准对两个GPS观测站之间必须要相互看见的规定，但是选择科学合理的观测点位置是十分重要的，不仅需要严格按照相关的规定，而且还需要根据实际的工程测量环境，制定灵活多变且最佳设置的站址选择方案；最后，需要充分保障天线高量取的正确性。如果天线高的测量存在着误差将会降低GPS高程的精度。因此，应该充分重视天线高的测量。一般情况下，在野外工作的时候，天线高的斜高是测量值，在测量过程中，将天线圆盘以100为间隔分为三个不同的方向，并对这三个方向的天线高进行分别测量，保证这三个测量结果的误差较小，然后取其平均值。除此之外，由于在野外工作中测量天线类型的也有所不同，因此需要注意相位中心的高度变化。除了上述三种方法，还可以将GPS网的图形结构进行优化设计。

2.2选择合适的高程拟合数学模型

工作人员在高程拟合的过程中，由于数据换算是在数学曲面对大地水准面的模型中进行模拟的，因此数学计算精度会对其产生严重的影响，导致待观测点高程与正常点的差值误差较大。在一般情况下，进行计算的时候，可以采用二次曲面拟合法、二次曲面拟合法、多面函数法以及样条函数法等。其中，二次曲面拟合法的计算精度比较高，能够有效降低数据参数误差。但是，在地形地质条件比较复杂的情况下，采用二次曲面拟合法的工程量较大。

2.3关于高程控制点的研究

想要使得GPS高程点通过拟合达到测量标准，高精度的高程起算点是重要的关键因素。高程起算点的精度主要包括有其测量精度等级以及点位的稳定性。与此同时，拟合所需要的水准点必须要满足均匀分布的要求，并且必须在六个及其以上。当所测区域面积较大或者地形差别较大的时候，可以将测量区域分成不同的单位，分别建立拟合模型，这可以在一定程度上提高高程的拟合精度。

3　结束语

随着我国社会经济以及科学技术的不断发展与进步，GPS技术已经得到了显著的提高，并被广泛运用到各个行业之中，为经济建设和城市发展做出重要的贡献。尤其工程测量中的GPS技术，发挥了极其重要的作用，相应的数据处理也得到了合理有效的运用。在工程测量过程中，GPS控制测量技术的应用不仅降低了工程测量的难度，而且还提高了测量结果的准确性和质量。因此，需要相关的技术人员对GPS控制测量技术进行深入研究，使其在工程测量中发挥出更大的作用，从而促进我国工程建设良好发展。

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P2[文献码]B

1000-405X（2016）-7-243-1