嚴小堅

摘要：隨著經(jīng)濟與科技的快速發(fā)展，我國工程測量領域?qū)崿F(xiàn)了較為長足的進步，GPS作為工程測量技術的一類，其應用越來越廣泛，并逐步取代了傳統(tǒng)的測量手段。但是，GPS技術在應用過程中，平面與高程精度方面存在不足，使得GPS測量技術難以滿足很多工程建設的需求?；诖?，文章主要對工程測量中GPS控制測量平面與高精度進行了簡單的分析，并提出了相應的優(yōu)化措施。

關鍵詞：工程測量；GPS；測量平面；高程精度

引言

在工程測量的過程中，測量的數(shù)據(jù)越準確，工程施工方案設計的可行性也就越高，工程施工過程也就更加高效快速，且工程施工質(zhì)量水平也越高。但在具體的工程測量中，GPS控制測量技術受多種因素的影響，例如已知點少、已知點分布不均勻、已知點位置不合理、控制網(wǎng)型不佳和難以進行水準測量等因素，難以通過直觀性方法來進行修正，必須通過平差軟件等來修正誤差。

1影響高程測量精度的因素

在GPS工程測量過程中，能夠影響GPS高程測量精度的因素有：GPS大地高測量精度影響、公共點幾何水準測量精度與GPS高程擬合方法的影響。下面我們就來簡單的論述一下：

1.1GPS大地高測量精度的影響

GPS大地高程數(shù)據(jù)的精準性是保證GPS測量精度的基礎，從GPS測量現(xiàn)狀來看，影響GPS大地高測量精度的因素有很多，主要包括：衛(wèi)星誤差相對論效應、信號傳輸對流層延遲等等，這些都會直接影響GPS的測量精度。此外，GPS大地高測量精度誤差的出現(xiàn)與系統(tǒng)生成模型誤差也有一些聯(lián)系。應用GPS技術進行靜態(tài)測繪的過程中，一定要確保控制點的準確性，并安裝足夠數(shù)量的信號接收設備但是，在測量控制過程中，以上要求很難得到滿足，同時采樣觀察時間也很難達到原來的時間要求，因此高程測量精度也會受到很大影響。

1.2公共點幾何水準測量精度的影響

在GPS工程測量過程中，有效控制大地高測量值的值差與測量點高程異常值，能夠保證其測量結(jié)果的準確性。在高程異常值計算過程中，利用數(shù)學方法進行數(shù)值計算，會發(fā)現(xiàn)公共點幾何水準測量精度與GPS大地高測量精度存在較大差值，該差值的出現(xiàn)會對高程測量精度產(chǎn)生較大影響。若不能對水準測量精度進行準確嚴格的控制，那么高程異常值精度則很難得到保證，這種情況下往往會出現(xiàn)高程精度上的誤差。

1.3GPS高程擬合方法選擇的影響

GPS高程擬合方法是指技術人員利用GPS測量技術得到大地高的數(shù)值，然后利用水準測量得到正常高，計算大地高與正常高二者之間差值，即可得到高程異常值。利用高程擬合技術，雖然能夠避免高程誤差的出現(xiàn)，但在實際控制測量工作中，往往由于擬合模型選擇不對，獲得的結(jié)果也不準確，最終必然會造成較大高程誤差的出現(xiàn)。因此，在GPS工程測量過程中，GPS高程擬合模型選擇的不當會直接導致高程誤差的增加，影響GPS技術高程測量精度。

2工程測量中GPS高程精度提升的措施

2.1強化控制點的布設

要想保證其他各控制點高程值的精度，就必須確保高程起算點的精度。因此，在工程測量過程中，相關技術人員需要不斷強化控制點的布設工作，對控制點進行科學合理的布設，并嚴格控制高程起算點測量的精度及穩(wěn)定度。如，在控制點布設過程中，要保證擬合所需的水準點數(shù)量大于等于6個，且注意這些水準點是否能夠均勻分布。如果GPS測量技術需要進行范圍較大的測區(qū)測量，工程測量人員可以通過分區(qū)構建擬合模型的方式進行控制點布設的強化。

2.2合理運用高程擬合法

對大地水準面進行擬合的過程中，數(shù)學曲面構件法比較常用，利用該方法擬合大地水準面，可以確保GPS測量點計算的準確性，同時還能計算出待測量點的正常高值。具體來說，在實際工程測量工作中，應合理選擇并利用高程擬合法，例如，應用樣條函數(shù)法、平面擬合法及二次曲面擬合法等方法都能很好的達到測量要求。二次曲面擬合法是其中應用范圍最廣的一種方法；應用該測量法得到的高程異常值誤差最小。具體在工程測量中，需要結(jié)合觀測環(huán)境情況的不同對不同的擬合方法進行選擇。

2.3準確量取天線高

通過對我國GPS工程測量現(xiàn)狀分析發(fā)現(xiàn)，在GPS測量技術應用過程中，因天線高的測量存在誤差，引發(fā)高程測量精度不符合工程規(guī)定。因此，為了保證GPS工程測量精度時，應準確量取天線高，將天線的斜高作為測量值，并通過三等分天線圓盤進行不同方向天線高的測量，這樣就能夠最大程度上保證天線高的量取準確，工程測量中的GPS測量精度控制自然也將因此獲得較為有力的支持。

2.4修正電離層誤差

大氣電離層影響衛(wèi)星信號時，會出現(xiàn)信號反射、折射等問題，進而在接收信號過程中就會出現(xiàn)一定偏差，對高程測量精度造成不利影響。測量人員可以合理選擇下列措施對電離層誤差進行修正：

第一，多頻觀測修正。該方法是指一個測量點上對多個偽距進行測量，并計算出這些偽距測量值的折射率，最終得到折射改正數(shù)值；

第二，同步觀測修正。該方法是指選擇兩個觀測站，注意兩個觀測站之間的距離不能超過20km，同時觀測，并以觀測到的結(jié)果作為依據(jù)，對電離層測量精度進行計算，達到修正衛(wèi)星信號參數(shù)精度的目的，從而有效降低誤差。

第三，電離層模型修正。利用電離層模型可以修正衛(wèi)星信號參數(shù)以及獲得精準的參數(shù)，進而達到修正衛(wèi)星信號參數(shù)精度的目的。

上述方法中同步觀測修正是修正作用最大的一種方法，可以有效降低高程精度誤差，經(jīng)過修正之后獲得的高程精度誤差甚至可以達到忽略不計。

3工程測量中GPS控制測量高程精度實例分析

以某地區(qū)的GPS工程測量為例，該地區(qū)的GPS高程控制網(wǎng)施測范圍呈條帶狀，東西長約7.25km，南北寬約1.20km，測區(qū)面積8.11km2。為了檢驗GPS高程測量的實際精度，技術人員在測區(qū)內(nèi)設置了6個控制點，平均邊長為2.3km。利用三等水準測量方法測得各控制點的實際高程，然后利用GPS觀測的大地高差與其做對比分析。外業(yè)觀測完成后，采用南方測繪GNSS數(shù)據(jù)處理軟件，對基線向理進行解算，并按不同的時間段分別截取，進行分析處量，得到如下數(shù)據(jù)：

表1 各時間段的大地高差/m

有表1可知，為了得到較高質(zhì)量的GPS高程數(shù)據(jù)，觀測時間應在60分鐘以上；采用二次曲面擬合方法，更容易較好的達到精度要求；內(nèi)業(yè)解算時，對于不合格的衛(wèi)星及數(shù)據(jù)進行剔除，能提高數(shù)據(jù)的可靠性和準確性。

結(jié)束語

綜上所述，GPS高程測量技術在工程測量中的應用十分廣泛，積極探究影響GPS控制測量平面與高程精度的原因以及高程測量精度提升的措施對于工程測量技術的改進十分重要。

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