工程測量中應用GPS控制測量平面及高程精度

柴旺

（沈陽祺鵬集團有限公司 遼寧省沈陽市 110000）

0 引言

隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)展和演化，GPS技術已經(jīng)從單純的作地圖導航技術拓展到了更加廣闊的領域當中，尤其是在工程測量領域，GPS控制測量技術已經(jīng)可以完善很多一般測量手段難以完成的事，而且還能有效降低測量成本、保障測量人員的人身安全，但是在現(xiàn)今的測量技術環(huán)節(jié)還有一些測量精度稍顯不足，需要相應的方式解決這些問題。

1 GPS系統(tǒng)的概念

GPS系統(tǒng)，即全球定位系統(tǒng)，最早主要是應用于無線導航中，為交通工具或者個人用戶提供全天候、全球性、續(xù)航性高的實時精準三維坐標服務?，F(xiàn)今GPS不斷地發(fā)展，除了導航也開始拓展到其它各行各業(yè)中，比如現(xiàn)今各種運輸交通工具中的定位以及路線查找；勘探行業(yè)中觀測周邊環(huán)境，了解需要裝備的各項物品；地址海洋變化的實時監(jiān)控；對于國界以及領土海洋邊間的確定和標記；測算大地的水準面等等，都可以用到GPS系統(tǒng)，尤其是在工程測量方面，不僅能夠精準測量，還能夠有效降低測量成本。

2 提高GPS控制平面測量精度水平的方針政策

2.1 GPS控制平面測量的要求

在工程項目的測量當中平面的測量的方式方法較為容易，GPS控制平面測量主要是建立GPS系統(tǒng)中的一部分控制網(wǎng)進行測量工作，其中也包括了系統(tǒng)網(wǎng)絡的設計，以及針對工程測量中精度和基準方面采用的監(jiān)控手段，在進行平面測量時要密切關注GPS系統(tǒng)中的控制網(wǎng)絡需要，按照國家制定的分級標準進行逐步控制，這樣才能保證在平面測量中采集到高精度數(shù)據(jù)。

通常GPS系統(tǒng)都會使用相對定位法，尤其是出現(xiàn)在一部分對于GPS工程平面測量精度要求標準較高的項目，就會選擇更加精確的網(wǎng)絡連接式或者是GPS控制網(wǎng)進行測量的方式。

2.2 提高GPS控制平面測量精度水平的方針政策

提高GPS系統(tǒng)在控制平面測量的精度要注意以下四個環(huán)節(jié)：

（1）在測量過程中為了保證控制平面測量的數(shù)據(jù)具有較高的精確性，就要保證在整個測量過程中各個控制點能夠獲取較高精度的數(shù)據(jù)，這就要求兩個相鄰的控制點之間能夠進行同步測量，從而形成直接的觀察基線，有助于提升精準度。

（2）在設置GPS系統(tǒng)中的控制網(wǎng)點時，要注意網(wǎng)格當中設置的最小步環(huán)的邊數(shù)要小于6才能進行[1]。

（3）在工程測了中GPS系統(tǒng)的測量網(wǎng)絡也是有分級別的，如果需要更高的精度等級就需要盡可能的使用高等級的GPS系統(tǒng)控制點來聯(lián)網(wǎng)測量，比如說國家級的A級或者B級網(wǎng)絡，城市的市級C級網(wǎng)絡等等，以整體測量工具的提升來提升數(shù)據(jù)的精準度。

（4）如果在測量過程中無法與標準較高的GPS系統(tǒng)進行聯(lián)測，還可以通過增加測量時間的方式提高整體控制測量的精確性，同時可以使用基線向量的方式進行測量，在測算邊距的過程中利用精準度更高的激光測量，從而有效提升測量的精準度。

3 影響GPS高程測量精度的要素

3.1 大地高程測量精度難以保證

大地高程的GPS系統(tǒng)測量數(shù)據(jù)很難采集到較為精確的數(shù)據(jù)，這主要是因為在測量大地的高程測量時數(shù)據(jù)會有多種因素產(chǎn)生或多或少的干擾，其中就包括數(shù)據(jù)的相對效應，以及測量衛(wèi)星的時差變動，這些因素與GPS系統(tǒng)中關鍵性的衛(wèi)星系統(tǒng)有關，因此這種誤差的主要來源就是衛(wèi)星。此外也會因為GPS系統(tǒng)自身接收系統(tǒng)的調(diào)整出現(xiàn)一些誤差，這種誤差會直接導致大地高程測量的精度不能得到保障，因此在進行大地高程測量時要注意優(yōu)先設置好控制點并檢查相關的測量設備，控制點的選擇直接關系到測量的精確程度。

3.2 幾何水準導致測量精度誤差

要確保GPS控制測量能夠進行高程測量，幾何水準測量是不二之選，但是造成數(shù)值異常也要從兩個方面進行考慮，高程測量中出現(xiàn)的數(shù)值異常主要是公式應用中得出的，主要影響到數(shù)值的原因是：受到測量時地域性幾何水準的影響，高程測量產(chǎn)生了一些列的高程測量變化性差值。這就表明了如果要采用GPS系統(tǒng)進行幾何水準測量，就要注意測量時產(chǎn)生的異常數(shù)值，才能保證整個測量過程的精度[2]。

3.3 測量當?shù)丨h(huán)境較為復雜

現(xiàn)今許多工程測量時工程現(xiàn)場的周邊環(huán)境都比較復雜，從地形到地貌、從起伏程度到相關水文環(huán)境，加上地理位置比較偏僻，周邊的氣候以及地理環(huán)境比較惡劣，因此也會影響到工程測算的精準程度，這會大大增加測量工作的測量內(nèi)容、測量時間以及測量經(jīng)費等等，這些情況對于GPS控制測量法中針對數(shù)據(jù)的測量都會造成負面影響，在一般的工程測量中一般會采用高程擬合的方式，借由直高程測量的方式進行精度測量。

首先是通過GPS控制測量法得到相應的大地高程數(shù)值，再由這個高程數(shù)值減掉正常情況下的高程數(shù)值，從而獲得高程異常數(shù)值，再通過高程擬合的相關公式重新進行計算，之后就得出大地水準控制點。當然在實際的測算中還會存在許多的原因影響到GPS系統(tǒng)控制測量的精確性，這都是需要一一解決或者克服的困難。

4 提高GPS控制測量中高程精度水平的方針政策

4.1 科學化設置高程測量的控制點

根據(jù)前文已經(jīng)可知高程測量的控制點選擇方式對于整個GPS控制測量中，高程測量的精度的程度有著較大的作用。如果需要測量的范圍比較大，由于地球的本身是球體，很容易受到地表曲面率的影響形成測量誤差，因此要基于衛(wèi)星標準進行測量區(qū)域的劃分，之后再進行測量活動，有效降低地表曲面率對于測量誤差的影響，尤其要注意的是在較小的區(qū)域中可以直接建立高程數(shù)據(jù)的擬合模型，以高程擬和的方式提升測量的進度。

高程擬和的優(yōu)點就是能有效保障測量的整體精準度，這是因為高程數(shù)據(jù)都是由高程測量作為起算參考，因此高程起算點的位置精度就與高程擬和的精度等級還有起算點位置的穩(wěn)定性有著直接的相關作用，在擬合的過程中還要注意的就是幾何水準點的均勻分布，在分布過程中還要注意起算點的數(shù)量不能少于6個。

4.2 大地高程測量的注意事項

在GPS控制測量中，要注意大地高程測量不僅會受到外部環(huán)境的影響，還可能會受到操作人員操作習慣的影響，尤其要注意的是測量天線的高度要符合GPS控制測量的標準，測量天譴的高度能夠直接影響到GPS控制測量所得數(shù)據(jù)的準確性，一般情況下需要設立三個不同位置的測量天線高度，從而活動三個標準下狀況下的數(shù)據(jù)情況，計算出天線高數(shù)據(jù)的平均值后還要確保天線高產(chǎn)生的誤差不能超過3mm。

在應用GPS控制測量的過程中也要選擇合適的測量站點進行有效的測量，確保數(shù)據(jù)能夠按照標準進行有效接受，這就要求GPS控制測量時要選擇合適的地理環(huán)境進行GPS信號的接受工作。

5 結(jié)束語

GPS控制測量法能夠有效提升工程測量的精準度，但是在工程測量時高程測量中往往會存在較多的因素導致測量誤差，平面與高程測量則變得比較難以掌握，因此要不斷加強管理，逐步減少測量中可能導致誤差的因素，后逐個分析，從而提高高程測量的精度。