工程测量中GPS控制测量平面与高程精度分析

路凯

（北京环安工程检测有限责任公司，北京100082）

1 引言

进行工程测量时，大部分工程测量所具有的已知点相对较少，已知点位置分布不合理、网状不佳等情况，使其水准测量很难进行，采用GPS控制测量时，极易使得其控制网精度无法得到保障，而这个过程中对应平面精度不会受到影响，高程精度误差则相对比较明显。因此，结合实际情况对工程测量特性做全方位的分析，根据具体情况提高其高程测量精度，是保障工程测量GPS控制测量准确性，体现测量效果和价值的关键。

2 工程测量中GPS控制测量应用现状及影响因素

2.1 现状

GPS即全球卫星定位系统，利用GPS技术进行控制测量时，其相对传统技术有着更高的精确性，同时其在进行控制测量过程中相邻点之间不需要进行通视，使得其测量速度相比其他定位系统更加具有时效性。工程测量中GPS控制测量是通过形成网形来体现测量效果。在实际实践过程中，如果GPS网形成型相对较为完善清晰，相应已知点足够且分布均匀，在测量中其精度便会得以保障。与此同时，在高程方面，一旦网形成型不清晰，已知点较少其误差性则相对较大。因此，当前GPS控制测量过程中其高程精度测量的质量，决定了工程测量中GPS控制测量的质量[1]。

2.2 影响因素

结合工程测量中GPS控制测量应用现状，对其影响高程测量精度进行全面有效的分析，并结合实际制定具有针对性的措施预案，是保障GPS控制测量能够完全发挥其作用价值的关键，其对相应工程测量质量以及我国测量行业整体技术水平的提升意义重大。

在进行GPS控制测量时，影响高程精度的主要因素与其大地高测量精度有着直接关系。而在实际实践过程中GPS大地高测量所涉及专业节点相对较多，比如，卫星钟差、卫星星历误差等有关卫星的误差，都会使得大地高程测量精度受到影响。同时，相应对流层、电离层所存在的延迟以及多路径效应，都会使得卫星信号受到一定程度的不良影响，且在传播误差上，天线对中误差、天线整平误差等都使得其与相应接收设备传输精度遭到破坏，继而使后续大地高程测量真实度无法得以保障。这个过程中，如果选用模型无法对其进行及时全面的分析，将会使得整个数据处理出现问题，造成后续高程测量精准度无法得以体现。

确定高程值可通过对大地高程和高程异常值的差值来进行确定。这个过程中高程异常值主要是运用相应数学方法进行拟合而获取，其与测区某些节点的GPS大地高程以及相应几何水准高程测量值的差值存在一定关联，因此，高程异常值必须要明确几何水准测量起算点的精度，在工程测量中水准测量本身精度等级标准有着较为严格的划分，因此，一旦几何水准测量精度缺乏实效性，也会导致高程测量精度出现问题。通常用大地高程与正常高程相减则会得到对应高程异常，其中大地高程由GPS测量得到，正常高程中由水准测量获取，之后将高程异常值进行拟合，形成对应大地水准面，采取相关结算得出未知点的高程异常。通常采用传统测量方法由于工作量大、测量费用高、观测时间长等问题，使最终效果无法得以保障，因此，在实际实践过程中，采用水准测量方法进行对应测量时，只对较少部分GPS点进行高程测量，之后结合高程拟合技术手段计算剩下相关GPS点的高程，以此完成GPS高程拟合。

公共点的密度和分布状况也是影响高程测量精度的常见因素。GPS控制网中已知点的数量和位置对其测量精度有一定影响，公共点密度分散范围间距大，分布状况不够密集，使得高程控制点数量较少，无法满足测区范围内的标准要求，导致高程拟合整体精度受到影响，继而造成高程测量精度无法体现。这些影响高程精度的因素，使得工程测量中GPS控制测量效果无法达到预期标准，严重影响工程整体质量和后续工作的开展。

3 提高工程测量中GPS控制测量精度对策分析

结合上文，对工程测量中GPS控制测量进行分析，可以看出在实际实践期间所测平面精度相对较为精确，主要是高程精度在测量过程中受各方因素影响较多，使得所测高程差异性较大，影响最终测量结果。因此，针对影响高程测量精度因素，进行相应对策方案设置，是提高工程测量中GPS控制测量精度的关键。

3.1 注重GPS大地高程测量精度

对影响高程测量精度的因素进行分析，结合实际对其所用设备做全面的性能、参数、质量检测。在进行GPS静态定位测量时，注重其控制点位的准确性，所设置接收机数量一定要满足要求，观测数据过程必须按照相关规范进行，比如，在采样率时间和观测时间段上，必须保障其每段时间达到25min以上；同时这个过程中，需要注意野外观测遭遇不良气候时，对流层内信号干扰因素较多，对GPS接收机信号会产生影响，因此，在进行测量时尽量选择天气情况较好的时段进行观测，针对天线高度及卫星借助高度角做一定分析设定，对卫星信息受空气电离层影响等进行数据信息收集，结合具体数值进行方案预测，最大限度降低天线及卫星问题引起的大地高测量误差现象出现，以此保障GPS大地高测量精度能够完全得以体现。

3.2 GPS高程拟合方法的专业合理运用

通过数学方法拟合得出高程异常值过程，应结合实际对GPS高程拟合方法进行全面的分析和比对，明确高程拟合方法及流程的专业性。通常在进行高程拟合时，先要构造数学曲面，拟合似大地水准面作业，以此来推算测量区域控制点以及待定点的正常高程，这个过程中所用拟合方法主要以平面拟合法、多面函数法、样条函数法及二次曲面拟合来体现。根据实际情况，对其地形地貌做好数据信息的整理分析，采取适当的拟合方法进行对应解算。解算期间需要注意，高程异常值大小与地球内部质量分布等有着直接关系，拟合准确性决定着相应实际大地水准面的成像展示效果，对高程测量精度有着直接影响，因此，确保GPS高程拟合方法的专业合理运用，对GPS控制测量高程精度的提升作用明显。

3.3 明确高程点密度及分布标准

注重高程起算点的精度，是拟合所获的各GPS高程点能够达到测量标准的前提条件。对高程起算点位所处位置的合理性以及测量精度等级正确性进行全面检测，保障拟合所需水准点能够与实际情况相吻合，完全达到均匀分布的原则，保障其数量密度符合标准规范。在此期间对所测区域内可能存在的地形差异进行全面分析，对相应局部复杂地形做分区设置，结合区域建立对应的拟合模型，以此保障高程拟合精度能够完全得以体现，最大限度提升GPS控制测量高程精度。

4 结语

通过对工程测量中GPS控制测量平面与高程精度分析，可以看出GPS控制测量对平面精度影响相对较小，主要是对高程精度影响较为明显。因此，在实际测量过程中，需结合具体信息情况做好科学合理的对策，保障工程测量中GPS控制测量效果能够达到预期的关键。