工程测量中GPS控制测量平面与高程精度分析

穆合台尔江·依明

（喀什市规划设计研究院（有限责任公司） 新疆喀什 844000）

前言

GPS定位测量技术主要是在空间保持发行状态的卫星源运行的基础上，向地球发送已加载特殊定位信息的无线电信号，通过GPS定位接受设备对相关信号频率分析，可实现较为准确的定位测量。但是在现阶段GPS定位测量技术应用过程中，已知点少、已知点位置分布不均等问题频繁出现，对整体测量精度造成了不利的影响。因此对GPS定位测量环节平面与高程精度的控制模式进行进一步分析非常必要。

1 工程测量中GPS控制测量精度影响因素

在工程测量过程中，GPS定位测量技术应用环节，测量工作人员需要在GPS接收设备设置完毕之后，接收4颗以上卫星信号并将其采用一定的换算措施确定卫星信号与GPS接收设备之间的距离。在实际测量核算过程中，通过相对于地球表面测量三维坐标数值计算，结合坐标点定位，可以获得较为精确的数值。但是在实际GPS定位测量技术应用过程中，极易受到天气因素的影响，若在实际测量过程中天气状况不佳，就会导致大气层干扰程度上升，进而影响GPS卫星定位信号的有效接收，最终导致GPS测量误差的发生。同时在实际GPS定位测量过程中，若周边测量区域磁场较强或者地下物资密度不均，也会对卫星信号的接收过程造成一定的影响，进而影响GPS定位测量平面及高程精度。

2 工程测量中GPS控制测量精度优化措施

2.1 优化大地高测量方法

为了保证GPS定位测量技术高程观测数据的准确度：①相关测量人员应结合整体测量工程要求，选择合理的测量位置。在具体的大地高观测点选择时，可依据具体工程测量环境，制定多种站址选择方案。然后依据GPS定位测量站之间距离情况，选择合理的观测位置；②在工程GPS定位测量技术应用过程中，同步观测量求差方法的应用可以有效提高整体测量精确度。同步观测量求差的方法主要是依据相关理论数据，在保证观测站点间距离小于20km的前提下，两个同步观测站点间卫星星历误差、电离层、对流层等相关影响因素可忽略不计。这种情况下，就可以通过同步求差法将已存在的误差进行进一步缩小，从而得出较为准确的大地高数值。需要注意的是，在同步求差法应用过程中，应保证GPS定位测量观测站点间距离在20km以内，即同步观测模式；③天线高度的精确量取也是GPS定位测量技术大地高测量精度控制的重要方面。在户外测量过程中，GPS定位测量技术主要以天线斜高为测量值，然后结合天线圆盘120°为间隔分量结果。通过三个方向天线高的测量，可将整体测量结果误差控制在3.1mm以下[1]。通过三个方面天线高测量平均值的计算可获得较为准确的测量数据。需要注意的是，在实际测量过程中，由于户外作业天线类型具有一定区别，其相位中心高度也会有不同的特点，因此在实际测量环节可依据户外作业天线类型特点设定合理的相位中心高度标准。

2.2 完善高程拟合数学模型

在实际工程测量过程中，数学曲面构件拟合似大地水准面方法为应用频率较高的工程测量方法。而针对现阶段数学模型应用情况，在实际高程拟合数学模型应用过程中，可在以往二次曲面拟合的基础上，根据测量环境的变化，综合采用平面拟合、样条函数、多面函数等拟合措施，从而得到精确度较高的高程数值。在实际高程拟合数据模型应用过程中，可以通过其他控制点高精度高程值的控制，进行控制点的布设，从而在保证高程起算点稳定性的同时，提高测量精确度。在实际拟合水准点布设过程中，可在以往4个卫星布设点设置的基础上，采用6个以上的卫星测量点。或者依据工程测量地形变化情况，进行分区高程拟合模型的设置，保证高程拟合精度的有效提升。

3 电离层误差修正

在GPS定位测量技术应用过程中，除了不良天气状况，大气中电离层也会对GPS定位系统卫星信号的接收造成一定的不利影响[2]。甚至会导致卫星信号反射情况的发生。针对这种情况，相关测量工作人员就可以采取一定的电离层误差修正措施。电离层误差修正措施主要是通过电离层修正模型的构建，将GPS定位设备卫星信号接收环节出现的误差进行修正处理。同时为了保证修正卫星信号频率精度得到有效控制，在实际检测过程中也可以通过多频观测修正的形式，在同一个测量点位置进行多个伪距离的测量。然后对不同频率测量获得的伪距离测量数值的折射率进行统一计算，在获得折射修改后的数值之后，可添加到相应频率修正模型中，从而保证整体GPS定位测量精度的有效控制。此外，针对地下介质密度分布不均而导致的GPS定位测量精度误差，可在相应区域位置进行测量点、测量基站的合理设置，从而避免区域磁场对卫星信号接收设备的影响。

4 总结

综上所述，GPS定位测量技术在工程测量中的应用，具有定位精确、简单便捷的优良特点，但是由于其卫星信号接收受区域磁场、天气状况等因素的影响，对整体GPS定位平面及高程测量精度控制效率造成了一定阻碍。因此在实际工程测量过程中，为了最大限度降低GPS定位测量差错率，在实际测量环节相关测量人员可根据区域测量位置，选择合理的大地高测量方法，结合高程拟合数学模型的完善，保证整体GPS测量平面及高程精度。