工程測量中應用GPS控制測量平面及高程精度

姜之紅

【摘 ?要】隨著科學技術的快速發展，我國工程測量領域實現了較為長足的進步，GPS測量技術在該領域中的廣泛應用就是這一進步的直觀體現。但是，在GPS測量技術的實際應用過程中，仍然存在著工程測量平面與高程精度不相符的問題，不僅對我國的工程建設質量產生了一定的阻礙，而且不利于工程建設行業的長久發展。本文主要對工程測量中GPS控制測量平面與高程精度進行分析探討。

【關鍵詞】工程測量;GPS控制測量平面;高程精度

引言

隨著現代化科學技術的不斷發展，GPS技術被廣泛應用于各種領域中，而通過GPS控制測量技術能夠實現工程中平面和高程精度的測量，但在測量的過程中還存在一些不足，需要相關人員對其進行不斷的完善。基于此，下文對工程測量中GPS控制測量平面與高程精度展開了分析，希望對相關人員提供幫助。

1 GPS系統的概述

GPS系統也就是全球定位系統，其最初應用于無線電導航中，能夠為用戶提供全球性、全天性、可連續性、實時性的高精度三維坐標，并且被廣泛應用于多種行業領域中。同時，GPS系統的內容主要包括為各種運輸行業提供必要的定位功能以及導航數據;在城市勘探、采礦勘探、海洋勘探等項目的布局設計中進行布網控制;對地質變化和海洋變化等地球力學運動進行監控;測量大地水準面等。此外，因GPS在操作過程中不需要設置觀察標，并且操作比較方便，所以很符合當前我國社會建設和軍事建設的需求。

2 影響平面與高程測量精度的主要因素

2.1大地高程測量很難獲取高精度的數據

在工程測量的過程中，可以根據大地高程的GPS控制測量計算出精度較高的測量數據，也就是說在測量過程中需要獲得精度較高的大地高程測量數據。但是，大地高程測量數據的精度很難得到保障，其在測量過程中很容易受到相對效應以及衛星的時差影響，其中還包括量取天線高所引起的誤差、天線整平誤差、天線對中誤差等，并且在工程測量的過程中，還會因GPS接收設備出現誤差而導致測量數據的精度下降。因此，在GPS靜態定位測量過程中，相關人員要想得到能滿足要求的觀測數據，就要設置好合理的控制點以及GPS接收設備的數量，從而保證高程測量精度的準確性。

2.2GPS高程擬合方法

利用傳統測量方法所獲得幾何水準高程值雖然具有很高的精度，但其在實際的工程施工測量中，具有工程量大、觀測時間長以及測量成本高的通病，在一些地形復雜的地區，其測量值達不到工程所要求的精度值。而GPS高程擬合法是利用GPS測量技術獲取大地高度，然后利用水準測量得到正常高度，再對大地高度與正常高度之間的差值進行計算所得到的高程異常值。同時，利用高程異常值可以擬合得到大地的水準面，然后利用相應的計算方法來獲取位置測量點的高程異常值。但是，在實際的控制測量工作中，往往因擬合模型選擇不對，獲得的結果也不準確，最終造成較大高程誤差的出現。

3工程測量中GPS控制測量平面及高程精度的提高措施

3.1GPS控制測量平面精度的提高措施

控制平面的測量主要是通過建立GPS控制網來進行測量，而且在測量的過程中，GPS控制網絡要遵循分級設置、逐級控制的原則，從而保證能夠在GPS控制測量平面中獲取高精度的數據。而對于GPS控制測量平面精度的提高措施，主要可以從以下幾點入手：第一，為了在測量過程中保障GPS控制網的各個測量控制點能夠獲得高精度的數據，可以采用同步測量的方法來獲取相鄰兩控制點之間的觀察基線;第二，在工程測量的過程中，所設置的GPS控制網點要盡量與國家高等級GPS控制點進行聯測，其中包括尺寸精度、方位精度以及絕對精度等，從而提高工程測量中的數據精度;第三，如果在工程測量時無法與高等級的測量網絡進行聯測時，為了能夠提升GPS控制平面測量精度，可以通過增加測量時間并采用基線向量的測量法，在設置GPS測量網絡時使用精度更高的激光來測量網絡中的邊距。

3.2GPS控制測量中高程精度的提高措施

工程建設過程中高程精度測量比較容易出現失誤，而且高程精度測量數據對整個工程項目的建設質量有著直接的影響。因此，通過上述對GPS控制測量高程精度影響因素的分析，要采取有效的措施來提高GPS高程測量精度。下面是對GPS控制測量中高程精度提高措施的幾點分析：

3.2.1大地高測量的優化

首先，正確量取天線高。GPS高程精度會出現嚴重的誤差，大多是因為在天線高測量中產生了較大的誤差。所以，在具體的測量過程中，相關人員要對天線高的測量工作引起高度重視。同時，由于在野外測量過程中會應用到不同類型的天線，相關人員就要對天線的中心高度進行重點關注，因此中心高度會隨天線類型的變化而變化，從而確保天線高測量的準確性;其次，重視站址的選擇。雖然GPS觀測站之間沒有對可視度提出明確的要求，但是對觀測點位置的選擇也是要引起充足重視的，所以在對其進行選擇時要嚴格按照相關規定，并結合工作過程中具體測量環境對觀測點的位置進行合理選擇，同時針對站址選擇制定出靈活的選擇策略;最后，使用同步測量法求取差值。同步觀測量求差法是GPS控制量當中的一個有效的數據處理方法，再加上同步求差法具有相對明確的理論依據，其在使用過程中，能夠確保兩個觀測站同步進行，并對觀測站之間存在的誤差進行忽略，從而確保測量的準確度，為相關工程的順利實施提供有力的數據保障。

3.2.2高程擬合方法的優化

第一，選擇恰當的高程控制點數量。如果工程測量的區域范圍比較廣，就要對測量區域進行劃分，并建立擬合模型來實現測量，從而確保高程測量的精準度。同時，在高程擬合模型的建立過程中，要想保證高程點的精度，就要對高程點的起算點進行嚴格要求，并且保證水準點的均勻排列，從而保證高程起算點與點位不會對測量精度產生影響;第二，選擇合理的高程擬合模型。在高程擬合模型的選擇過程中，要將其與測量區域的實際情況結合起來，通常情況下，對于高程擬合模型的選擇要使用數學中的平面擬合法與二次曲面擬合法，來實現對計算控制區域內的控制點與待定點數據進行有效測量，從而保證高精度的精準度;第三，選擇合理的高程擬合方法。在實際的工程建設工作中，因數學曲面模型中所存在的大地水準面模型實現了數據換算，并且在工程測量中的高程精度也會受到數學模型計算精度所產生的不利影響，從而導致正常點高程和待測點高程出現較大誤差，所以對高程擬合方法的選擇是非常重要的。對于此方法的選擇，除了上述所提到的平面擬合法與二次曲面擬合法之外，還包含多面函數法，而對于這些方法的應用，都需要結合觀測地的實際情況，以及觀測地的地形、地貌等，來選擇采用最佳的方式。

結束語

綜上所述，GPS測量技術的應用能夠使工程建設的效率得到有效的提高。但由于GPS控制測量高程精度的影響因素比較多，所以在面對GPS控制測量平面與高程精度測量中存在的問題時，要加強對GPS測量精度及相關技術的研究，從而不斷提升GPS的控制測量精度，切實將工程測量中GPS控制測量技術的價值發揮出來。

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（作者單位：新疆地礦局第三地質大隊巴州新礦測繪中心）