工程測量中GPS控制測量平面與高程精度分析

趙永剛

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，GPS技術(shù)在許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，例如航空領(lǐng)域、導(dǎo)航領(lǐng)域、工程領(lǐng)域等。在工程技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用，主要是為了提高測量的精度和準(zhǔn)度，對高程誤差進(jìn)行修正。本文將從GPS技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用出發(fā)，分析它的應(yīng)用現(xiàn)狀和經(jīng)常出現(xiàn)的一些問題，提出相應(yīng)的解決策略，提高測量技術(shù)的質(zhì)量，從而保證工程質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：工程測量；GPS控制；測量平面；高程精度分析

1.工程測量中GPS技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

在我國的工程項(xiàng)目建設(shè)中，GPS技術(shù)有著廣泛的應(yīng)用，例如在路橋工程建設(shè)中測量技術(shù)中的應(yīng)用等。它具有多方面的技術(shù)優(yōu)勢，測量效率高、定位非常快。準(zhǔn)確性高。在我國工程建設(shè)中發(fā)揮了重要的作用，尤其是在野外進(jìn)行勘察時(shí)，采用便攜式的GPS設(shè)備，非常方便實(shí)用，加強(qiáng)了測量工作的可操作性。在一般情況下，該技術(shù)主要是通過衛(wèi)星定位技術(shù)和遙感技術(shù)來進(jìn)行技術(shù)操作的，因此在測量中要考慮衛(wèi)星的運(yùn)行軌道和信號的接收情況，但是這個(gè)方法在測量高程的時(shí)候，由于大氣層中的干擾因素比較多，會(huì)對信號的接收產(chǎn)生一定的影響，直接了測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，

2.工程測量技術(shù)中GPS技術(shù)產(chǎn)生誤差的一些原因

2.1GPS大地高的測量精度

只有得到精準(zhǔn)的GPS測量數(shù)據(jù)，才有可能推出精準(zhǔn)的大地高的數(shù)據(jù)。通常情況下，影響大地高測量精準(zhǔn)度因素有以下幾種：衛(wèi)星鐘差、相對論效應(yīng)等；與信號相關(guān)的誤差有對流層延遲、電離層延遲、多路效應(yīng)等：與接受設(shè)備有關(guān)的誤差有天線對中誤差、整平誤差、量取天線高產(chǎn)生的誤差等；在有已知坐標(biāo)的影響下，選擇會(huì)產(chǎn)生誤差的模型，直接影響最終的測量處理數(shù)值。所以在利用該數(shù)據(jù)進(jìn)行靜態(tài)測量時(shí)，要保證控制網(wǎng)各網(wǎng)點(diǎn)定位的準(zhǔn)確性，保證接收設(shè)備的數(shù)量，滿足測量的要求。同時(shí)測量方法也要使用到位，明確衛(wèi)星的截止高度角和天線的具體高度，對這些因素的嚴(yán)格要求在一定程度上會(huì)減少誤差，提高測量的精準(zhǔn)度。

2.2公共點(diǎn)幾何水準(zhǔn)測量精度

通常情況下，在進(jìn)行測量結(jié)果的匯總時(shí)，進(jìn)行大地高和高程異常值的差值，從而得到正常的數(shù)值。通過數(shù)學(xué)擬合的形式，進(jìn)行一定的計(jì)算，可以得到高程異常值，并且數(shù)值與大地高和相應(yīng)的水準(zhǔn)高程測量值的差值有關(guān)系。因此，在實(shí)際的測量中，要注意大地高和相應(yīng)的水準(zhǔn)高程的測量，要注意水準(zhǔn)測量點(diǎn)起算點(diǎn)的精確度，嚴(yán)格水準(zhǔn)測量的精度等級，符合測量技術(shù)要求的標(biāo)準(zhǔn)，從而提高整個(gè)的測量質(zhì)量。

2.3GPS高程擬合的方法

高程異常是通過大地高和正常高的差值確定，該數(shù)值經(jīng)過高程擬合，得出似大地水準(zhǔn)面。通過采用合理的結(jié)算方式，解出未知點(diǎn)的高程異常，這是高程擬合方法的基本應(yīng)用。相對而言，傳統(tǒng)的測量方式對精度的測量還是有一定優(yōu)勢的，但是測量的工程量過大，耗費(fèi)的工作時(shí)間長，設(shè)備攜帶不方便。對于一些施工環(huán)境比較復(fù)雜的地區(qū)，進(jìn)行傳統(tǒng)的測量很耗費(fèi)精力、財(cái)力，拖延了施工進(jìn)程。GPS技術(shù)可以減少工作量，用水準(zhǔn)測量的方式進(jìn)行一部分的高程檢測，可以通過這些高程測量的數(shù)值，進(jìn)行高程擬合，得出其他部分的高程值。

3.提高GPS高程測量精準(zhǔn)度的措施

3.1選擇高精度的GPS接收儀

在實(shí)際測量中，信號的傳輸和接收質(zhì)量是非常重要的，是進(jìn)行數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)。對于一些精準(zhǔn)度不是很高的接收儀器來說，對各種信號的感知能力差，敏感程度低，造成對信號的分類處理不明確，信號接收的不全面，這會(huì)對最終的結(jié)果產(chǎn)生很大的影響。尤其是在施工環(huán)境比較復(fù)雜的地區(qū)，干擾因素比較多，產(chǎn)生的磁場會(huì)直接影響接收設(shè)備的工作。所以，要選擇高精度的接收儀器，能夠?qū)π盘柈a(chǎn)生精密的處理和分類，對于不同的信號能夠進(jìn)行甄別。選擇有用的信息，消除干擾信號，從而提高測量的精度。

3.2選擇合適的天氣

GPS技術(shù)的應(yīng)用，對天氣條件比較敏感。在實(shí)際的操作中。天氣條件是個(gè)不確定的因素，需要進(jìn)行防控。大氣中的對流層會(huì)產(chǎn)生各種類型的干擾因素，產(chǎn)生輻射和磁場。空氣對流比較嚴(yán)重，風(fēng)比較大的天氣，干擾因素愈加強(qiáng)烈，對信號接收來說更加困難，即便是接收到信號，也會(huì)造成信號的失真。所以，在進(jìn)行工程測量中，一般要選擇天氣條件比較好的狀況下進(jìn)行施工，減少外界干擾，保證信號接收工作正常進(jìn)行。

3.3對電離層進(jìn)行修正

電離層會(huì)對衛(wèi)星信號產(chǎn)生吸收、反射、折射的作用，導(dǎo)致接收儀器接收到的信號容易產(chǎn)生一定的偏差，在實(shí)際的測量中，要采用各種合適的觀測而方式對電離層進(jìn)行修正。第一，多頻觀測。指的是在同一個(gè)地點(diǎn)對多個(gè)偽距進(jìn)行測量，然后根據(jù)在不同頻率下，測量的數(shù)值存在一定的折射率差異，然后根據(jù)出各種差異進(jìn)行修正。第二，建立電離層模型。在使用單頻進(jìn)行測量時(shí)，一般可以采用電離層模型進(jìn)行修正，可以將實(shí)際測得的數(shù)值與電離層模型中的參數(shù)進(jìn)行比對，根據(jù)出現(xiàn)的差異進(jìn)行修正。第三。采用同步觀測的方式，在同一個(gè)測量地點(diǎn)，可以設(shè)置多個(gè)接受儀器，通過兩者基線觀測的差值對電離層進(jìn)行修正，保證后期測量工作的精確性。

3.4合適的高程擬合模型

在該技術(shù)的應(yīng)用中，高程擬合的方法比較常用，所以要選擇合適的高程擬合模型。由于涉及到大量的計(jì)算，所以要提高數(shù)學(xué)計(jì)算的精度，可以采用平面擬合、二次曲面擬合等方式，其中二次曲面擬合方式計(jì)算精度相對較高，能夠減少誤差，但是也會(huì)受地形條件的限制。因此在操作中，要根據(jù)實(shí)際需要選擇合適的方法，保證測量的精準(zhǔn)度。

4.結(jié)語

GPS技術(shù)的應(yīng)用，改善了傳統(tǒng)測量方式的弊端，提高了工作效率。但在高程測量等方面還存在一定的不足，需要加以改進(jìn)，提高測量的精準(zhǔn)度，保證工程的質(zhì)量。