工程測量中GPS控制測量平面與高程精度研究

啜 莉 于 玲

（長春五度空間數(shù)據(jù)有限公司 吉林省長春市 130000）

GPS即全球衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)，是通過在空間保持發(fā)行狀態(tài)的衛(wèi)星源源不斷地向地球發(fā)送加載了特殊定位信息的無線電信號的某種頻率，從而能夠實現(xiàn)定位測量的定位系統(tǒng)。因為測量精度高、操作簡便、便于攜帶、全天候操作、相鄰觀測點間無需通視等優(yōu)勢，GPS控制測量技術在工程測量中有著廣泛的應用，并逐步替代了傳統(tǒng)測量手段的應用。但是，由于GPS控制測量技術的應用時間很短，在實際的應用過程中，受到各種因素的影響，很容易出現(xiàn)較大的測量誤差，影響測量結果的準確性。只有加強GPS控制測量技術的研究，采取各種措施提高GPS控制測量平面與高程精度，才能夠為工程建設的順利進行提供保證。

1 工程測量中GPS控制測量平面與高程精度存在的問題

1.1 GPS精度達不到相關要求

在工程測量中，大地高程的測量對于GPS精度有著非常苛刻的要求。但是在測量過程中很容易受到相對效應以及衛(wèi)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，并且在工程測量過程中，還會因為GPS接收設備出現(xiàn)誤差而導致精度下降。因此，只有經(jīng)過嚴謹?shù)挠嬎愫皖A估，才能夠充分發(fā)揮GPS控制測量技術的優(yōu)勢，對測量平面與高程精度進行有效的控制。然而，部分技術人員沒有使用符合要求的GPS精度，使得衛(wèi)星輸送信息、設備接收信息的質量達不到預期。經(jīng)常因為圖像失真而影響大地高程測量精度，進而無法科學地選擇測量平面和控制點位置[1]。

1.2 選擇測量平面的標準不明確

在工程測量中，對于測量平面的選擇以及控制點位置的選擇都有著非常嚴格的要求，只有經(jīng)過嚴謹?shù)挠嬎悖拍軌虮ＷC測量平面與控制點位置選擇的科學合理性。但是部分技術人員在運用數(shù)學方法擬合得到高程異常值的過程中，并沒有嚴格按照相關標準控制水準測量的精度等級，導致高程起算點的精度無法滿足相關部門的要求，GPS的功能發(fā)揮也受到限制。

1.3 沒有意識到工程測量中的誤差控制的重要性

技術人員不重視工程測量中存在的誤差，也會對GPS控制測量技術的應用效果產(chǎn)生影響。而且，大多數(shù)的工程測量的工作環(huán)境都十分惡劣，衛(wèi)星接收信號很容易受到空氣對流層、海拔高度等因素的影響，從而產(chǎn)生對流層延遲、電離層延遲、多路徑效應等誤差。所以，技術人員必須要結合實際情況修正工程測量中的誤差，才能保證工程測量的工作質量。如果技術人員沒有意識到這一點，那么工程測量中差生的誤差將無法在第一時間得到修正。

2 工程測量中GPS控制測量平面與高程精度的提升對策

2.1 優(yōu)先選擇精度高的GPS設備

在工程測量中，如果GPS精度達不到要求，那么衛(wèi)星傳輸?shù)母叱绦畔①|量以及衛(wèi)星傳輸高程信息的效率都會受到嚴重的影響，其測量準確性將得不到保證。所以要想提高GPS控制測量平面與高程精度，就必須要優(yōu)先選擇精度高的GPS設備。

首先，精度高的GPS設備，可以有效識別衛(wèi)星傳輸?shù)母鞣N信息，如果衛(wèi)星傳出的信息與實際情況存在誤差，那么GPS設備就會自動修正。如果工程測量工作的開展地點有著非常復雜的地質條件，那么衛(wèi)星傳輸信息的質量將會受到影響，尤其是測量區(qū)域存在的磁場會對衛(wèi)星傳輸信號產(chǎn)生嚴重的干擾。如果使用精度高的GPS設備，那么衛(wèi)星傳出信息的準確性就可以得到有效的保證。

其次，精度高的GPS設備的數(shù)據(jù)處理效率很高，可以實現(xiàn)衛(wèi)星傳輸信息的精密化處理，并結合測量區(qū)域的地質條件，進行相關圖像的轉換，減少圖像失真問題的出現(xiàn)。而且，精度高的GPS設備還可以對外界的各種干擾因素進行抵抗，進而對測量平面與高程精度進行合理的控制。

2.2 加強測量平面選擇標準的控制

通過對測量平面的高程以及高程異常值進行嚴格的計算，加強測量平面選擇標準的控制，對于提高工程測量的準確性具有十分重要的意義。

（1）為保證各GPS高程點達到測量標準，關鍵是具有高精度的高程起算點，包括點位的穩(wěn)定性和測量精度等級。同時擬合所需的水準點需滿足均勻分布，數(shù)量至少為6個。當所測區(qū)域面積及地形差別較大時，可將測區(qū)分塊分別建立擬合模型，以有效的保證高程擬合精度。

（2）采取有效的方法控制大地高的精度。包括正確的量取天線高，重視站址的選擇，將GPS網(wǎng)的圖形結構進行優(yōu)化設計，運用同步觀測量求差值等。

（3）選用合理的高程擬合模型，通常情況下，平面擬合法、二次曲面擬合法、樣條函數(shù)法及多面函數(shù)法比較常用，而在計算高程測量值的過程中，為了加強誤差的控制，得到較高精度的高程異常值，在使用二次曲面擬合方法的同時，還要充分考慮不同地質特點等因素的影響。如果工程測量位于偏遠山區(qū)，地質環(huán)境相對復雜，那么就要對測量區(qū)域周邊的磁場、空氣對流層、地下介質密度以及土壤特點等進行充分的考慮。測量平面要優(yōu)先選擇地勢相對平坦的區(qū)域，同時嚴格控制不同測量基站之間的距離，根據(jù)實際情況合理控制測量基站的設置數(shù)量，確保衛(wèi)星輸送信號的正常接收。需要注意的是，測量平面的選擇需要先在同一時間內(nèi)測量目標區(qū)域內(nèi)的大地高度，并將同步測量的基站距離控制在20km以內(nèi)。只有這樣，才能減少工程測量誤差，確保GPS控制測量的作用得到充分的發(fā)揮[2]。

2.3 重視工程測量誤差的修正與校對

對工程測量誤差的修正與校對有足夠的重視，可以有效提高GPS控制測量平面與高程精度。而針對工程測量誤差的修正與校對，主要使用以下三種方法：①通過使用雙頻接收機采集GPS數(shù)據(jù)，利用不同頻率的觀測值組合進行電離層延遲改正、利用電離層模型加以改正、利用同步觀測值求差來進行改正，以削弱電離層誤差的影響。②減小接收機位置誤差，將多臺GPS數(shù)據(jù)接收儀設置到測量平面上，通過對多臺數(shù)據(jù)接收儀接收的信息進行比對和研究來提升工程測量數(shù)據(jù)的質量。③通過計算機網(wǎng)絡技術進行數(shù)據(jù)參數(shù)的修正。

3 結語

綜上所述，在工程測量中，GPS控制測量技術的應用主要存在著GPS精度達不到相關要求、選擇測量平面的標準不明確、沒有意識到工程測量中的誤差控制的重要性等問題。要想提高GPS控制測量平面與高程精度，就必須要優(yōu)先選擇精度高的GPS設備、加強測量平面選擇標準的控制、重視工程測量誤差的修正與校對。因此，在日常的測量工作中，我們要不斷對GPS控制測量技術進行研究，并適應新技術在測量工作中的應用，從而使GPS控制測量在工程測量中更好的應用。