工程测量中应用GPS控制测量平面及高程精度

2020-02-16柴旺

建材与装饰 2020年5期

柴旺

（沈阳祺鹏集团有限公司辽宁省沈阳市 110000）

0 引言

随着现代科学技术的发展和演化，GPS技术已经从单纯的作地图导航技术拓展到了更加广阔的领域当中，尤其是在工程测量领域，GPS控制测量技术已经可以完善很多一般测量手段难以完成的事，而且还能有效降低测量成本、保障测量人员的人身安全，但是在现今的测量技术环节还有一些测量精度稍显不足，需要相应的方式解决这些问题。

1 GPS系统的概念

GPS系统，即全球定位系统，最早主要是应用于无线导航中，为交通工具或者个人用户提供全天候、全球性、续航性高的实时精准三维坐标服务。现今GPS不断地发展，除了导航也开始拓展到其它各行各业中，比如现今各种运输交通工具中的定位以及路线查找；勘探行业中观测周边环境，了解需要装备的各项物品；地址海洋变化的实时监控；对于国界以及领土海洋边间的确定和标记；测算大地的水准面等等，都可以用到GPS系统，尤其是在工程测量方面，不仅能够精准测量，还能够有效降低测量成本。

2 提高GPS控制平面测量精度水平的方针政策

2.1 GPS控制平面测量的要求

在工程项目的测量当中平面的测量的方式方法较为容易，GPS控制平面测量主要是建立GPS系统中的一部分控制网进行测量工作，其中也包括了系统网络的设计，以及针对工程测量中精度和基准方面采用的监控手段，在进行平面测量时要密切关注GPS系统中的控制网络需要，按照国家制定的分级标准进行逐步控制，这样才能保证在平面测量中采集到高精度数据。

通常GPS系统都会使用相对定位法，尤其是出现在一部分对于GPS工程平面测量精度要求标准较高的项目，就会选择更加精确的网络连接式或者是GPS控制网进行测量的方式。

2.2 提高GPS控制平面测量精度水平的方针政策

提高GPS系统在控制平面测量的精度要注意以下四个环节：

（1）在测量过程中为了保证控制平面测量的数据具有较高的精确性，就要保证在整个测量过程中各个控制点能够获取较高精度的数据，这就要求两个相邻的控制点之间能够进行同步测量，从而形成直接的观察基线，有助于提升精准度。

（2）在设置GPS系统中的控制网点时，要注意网格当中设置的最小步环的边数要小于6才能进行[1]。

（3）在工程测了中GPS系统的测量网络也是有分级别的，如果需要更高的精度等级就需要尽可能的使用高等级的GPS系统控制点来联网测量，比如说国家级的A级或者B级网络，城市的市级C级网络等等，以整体测量工具的提升来提升数据的精准度。

（4）如果在测量过程中无法与标准较高的GPS系统进行联测，还可以通过增加测量时间的方式提高整体控制测量的精确性，同时可以使用基线向量的方式进行测量，在测算边距的过程中利用精准度更高的激光测量，从而有效提升测量的精准度。

3 影响GPS高程测量精度的要素

3.1 大地高程测量精度难以保证

大地高程的GPS系统测量数据很难采集到较为精确的数据，这主要是因为在测量大地的高程测量时数据会有多种因素产生或多或少的干扰，其中就包括数据的相对效应，以及测量卫星的时差变动，这些因素与GPS系统中关键性的卫星系统有关，因此这种误差的主要来源就是卫星。此外也会因为GPS系统自身接收系统的调整出现一些误差，这种误差会直接导致大地高程测量的精度不能得到保障，因此在进行大地高程测量时要注意优先设置好控制点并检查相关的测量设备，控制点的选择直接关系到测量的精确程度。

3.2 几何水准导致测量精度误差

要确保GPS控制测量能够进行高程测量，几何水准测量是不二之选，但是造成数值异常也要从两个方面进行考虑，高程测量中出现的数值异常主要是公式应用中得出的，主要影响到数值的原因是：受到测量时地域性几何水准的影响，高程测量产生了一些列的高程测量变化性差值。这就表明了如果要采用GPS系统进行几何水准测量，就要注意测量时产生的异常数值，才能保证整个测量过程的精度[2]。

3.3 测量当地环境较为复杂

现今许多工程测量时工程现场的周边环境都比较复杂，从地形到地貌、从起伏程度到相关水文环境，加上地理位置比较偏僻，周边的气候以及地理环境比较恶劣，因此也会影响到工程测算的精准程度，这会大大增加测量工作的测量内容、测量时间以及测量经费等等，这些情况对于GPS控制测量法中针对数据的测量都会造成负面影响，在一般的工程测量中一般会采用高程拟合的方式，借由直高程测量的方式进行精度测量。

首先是通过GPS控制测量法得到相应的大地高程数值，再由这个高程数值减掉正常情况下的高程数值，从而获得高程异常数值，再通过高程拟合的相关公式重新进行计算，之后就得出大地水准控制点。当然在实际的测算中还会存在许多的原因影响到GPS系统控制测量的精确性，这都是需要一一解决或者克服的困难。

4 提高GPS控制测量中高程精度水平的方针政策

4.1 科学化设置高程测量的控制点

根据前文已经可知高程测量的控制点选择方式对于整个GPS控制测量中，高程测量的精度的程度有着较大的作用。如果需要测量的范围比较大，由于地球的本身是球体，很容易受到地表曲面率的影响形成测量误差，因此要基于卫星标准进行测量区域的划分，之后再进行测量活动，有效降低地表曲面率对于测量误差的影响，尤其要注意的是在较小的区域中可以直接建立高程数据的拟合模型，以高程拟和的方式提升测量的进度。

高程拟和的优点就是能有效保障测量的整体精准度，这是因为高程数据都是由高程测量作为起算参考，因此高程起算点的位置精度就与高程拟和的精度等级还有起算点位置的稳定性有着直接的相关作用，在拟合的过程中还要注意的就是几何水准点的均匀分布，在分布过程中还要注意起算点的数量不能少于6个。

4.2 大地高程测量的注意事项

在GPS控制测量中，要注意大地高程测量不仅会受到外部环境的影响，还可能会受到操作人员操作习惯的影响，尤其要注意的是测量天线的高度要符合GPS控制测量的标准，测量天谴的高度能够直接影响到GPS控制测量所得数据的准确性，一般情况下需要设立三个不同位置的测量天线高度，从而活动三个标准下状况下的数据情况，计算出天线高数据的平均值后还要确保天线高产生的误差不能超过3mm。

在应用GPS控制测量的过程中也要选择合适的测量站点进行有效的测量，确保数据能够按照标准进行有效接受，这就要求GPS控制测量时要选择合适的地理环境进行GPS信号的接受工作。