工程測量中GPS控制測量平面與高程精度分析

路凱

（北京環安工程檢測有限責任公司，北京100082）

1 引言

進行工程測量時，大部分工程測量所具有的已知點相對較少，已知點位置分布不合理、網狀不佳等情況，使其水準測量很難進行，采用GPS控制測量時，極易使得其控制網精度無法得到保障，而這個過程中對應平面精度不會受到影響，高程精度誤差則相對比較明顯。因此，結合實際情況對工程測量特性做全方位的分析，根據具體情況提高其高程測量精度，是保障工程測量GPS控制測量準確性，體現測量效果和價值的關鍵。

2 工程測量中GPS控制測量應用現狀及影響因素

2.1 現狀

GPS即全球衛星定位系統，利用GPS技術進行控制測量時，其相對傳統技術有著更高的精確性，同時其在進行控制測量過程中相鄰點之間不需要進行通視，使得其測量速度相比其他定位系統更加具有時效性。工程測量中GPS控制測量是通過形成網形來體現測量效果。在實際實踐過程中，如果GPS網形成型相對較為完善清晰，相應已知點足夠且分布均勻，在測量中其精度便會得以保障。與此同時，在高程方面，一旦網形成型不清晰，已知點較少其誤差性則相對較大。因此，當前GPS控制測量過程中其高程精度測量的質量，決定了工程測量中GPS控制測量的質量[1]。

2.2 影響因素

結合工程測量中GPS控制測量應用現狀，對其影響高程測量精度進行全面有效的分析，并結合實際制定具有針對性的措施預案，是保障GPS控制測量能夠完全發揮其作用價值的關鍵，其對相應工程測量質量以及我國測量行業整體技術水平的提升意義重大。

在進行GPS控制測量時，影響高程精度的主要因素與其大地高測量精度有著直接關系。而在實際實踐過程中GPS大地高測量所涉及專業節點相對較多，比如，衛星鐘差、衛星星歷誤差等有關衛星的誤差，都會使得大地高程測量精度受到影響。同時，相應對流層、電離層所存在的延遲以及多路徑效應，都會使得衛星信號受到一定程度的不良影響，且在傳播誤差上，天線對中誤差、天線整平誤差等都使得其與相應接收設備傳輸精度遭到破壞，繼而使后續大地高程測量真實度無法得以保障。這個過程中，如果選用模型無法對其進行及時全面的分析，將會使得整個數據處理出現問題，造成后續高程測量精準度無法得以體現。

確定高程值可通過對大地高程和高程異常值的差值來進行確定。這個過程中高程異常值主要是運用相應數學方法進行擬合而獲取，其與測區某些節點的GPS大地高程以及相應幾何水準高程測量值的差值存在一定關聯，因此，高程異常值必須要明確幾何水準測量起算點的精度，在工程測量中水準測量本身精度等級標準有著較為嚴格的劃分，因此，一旦幾何水準測量精度缺乏實效性，也會導致高程測量精度出現問題。通常用大地高程與正常高程相減則會得到對應高程異常，其中大地高程由GPS測量得到，正常高程中由水準測量獲取，之后將高程異常值進行擬合，形成對應大地水準面，采取相關結算得出未知點的高程異常。通常采用傳統測量方法由于工作量大、測量費用高、觀測時間長等問題，使最終效果無法得以保障，因此，在實際實踐過程中，采用水準測量方法進行對應測量時，只對較少部分GPS點進行高程測量，之后結合高程擬合技術手段計算剩下相關GPS點的高程，以此完成GPS高程擬合。

公共點的密度和分布狀況也是影響高程測量精度的常見因素。GPS控制網中已知點的數量和位置對其測量精度有一定影響，公共點密度分散范圍間距大，分布狀況不夠密集，使得高程控制點數量較少，無法滿足測區范圍內的標準要求，導致高程擬合整體精度受到影響，繼而造成高程測量精度無法體現。這些影響高程精度的因素，使得工程測量中GPS控制測量效果無法達到預期標準，嚴重影響工程整體質量和后續工作的開展。

3 提高工程測量中GPS控制測量精度對策分析

結合上文，對工程測量中GPS控制測量進行分析，可以看出在實際實踐期間所測平面精度相對較為精確，主要是高程精度在測量過程中受各方因素影響較多，使得所測高程差異性較大，影響最終測量結果。因此，針對影響高程測量精度因素，進行相應對策方案設置，是提高工程測量中GPS控制測量精度的關鍵。

3.1 注重GPS大地高程測量精度

對影響高程測量精度的因素進行分析，結合實際對其所用設備做全面的性能、參數、質量檢測。在進行GPS靜態定位測量時，注重其控制點位的準確性，所設置接收機數量一定要滿足要求，觀測數據過程必須按照相關規范進行，比如，在采樣率時間和觀測時間段上，必須保障其每段時間達到25min以上；同時這個過程中，需要注意野外觀測遭遇不良氣候時，對流層內信號干擾因素較多，對GPS接收機信號會產生影響，因此，在進行測量時盡量選擇天氣情況較好的時段進行觀測，針對天線高度及衛星借助高度角做一定分析設定，對衛星信息受空氣電離層影響等進行數據信息收集，結合具體數值進行方案預測，最大限度降低天線及衛星問題引起的大地高測量誤差現象出現，以此保障GPS大地高測量精度能夠完全得以體現。

3.2 GPS高程擬合方法的專業合理運用

通過數學方法擬合得出高程異常值過程，應結合實際對GPS高程擬合方法進行全面的分析和比對，明確高程擬合方法及流程的專業性。通常在進行高程擬合時，先要構造數學曲面，擬合似大地水準面作業，以此來推算測量區域控制點以及待定點的正常高程，這個過程中所用擬合方法主要以平面擬合法、多面函數法、樣條函數法及二次曲面擬合來體現。根據實際情況，對其地形地貌做好數據信息的整理分析，采取適當的擬合方法進行對應解算。解算期間需要注意，高程異常值大小與地球內部質量分布等有著直接關系，擬合準確性決定著相應實際大地水準面的成像展示效果，對高程測量精度有著直接影響，因此，確保GPS高程擬合方法的專業合理運用，對GPS控制測量高程精度的提升作用明顯。

3.3 明確高程點密度及分布標準

注重高程起算點的精度，是擬合所獲的各GPS高程點能夠達到測量標準的前提條件。對高程起算點位所處位置的合理性以及測量精度等級正確性進行全面檢測，保障擬合所需水準點能夠與實際情況相吻合，完全達到均勻分布的原則，保障其數量密度符合標準規范。在此期間對所測區域內可能存在的地形差異進行全面分析，對相應局部復雜地形做分區設置，結合區域建立對應的擬合模型，以此保障高程擬合精度能夠完全得以體現，最大限度提升GPS控制測量高程精度。

4 結語

通過對工程測量中GPS控制測量平面與高程精度分析，可以看出GPS控制測量對平面精度影響相對較小，主要是對高程精度影響較為明顯。因此，在實際測量過程中，需結合具體信息情況做好科學合理的對策，保障工程測量中GPS控制測量效果能夠達到預期的關鍵。