工程測量中應用GPS控制測量平面及高程精度的方法分析

黃創 李志勇

1.湖北鐵安檢測技術有限公司 湖北武漢 430000

2.深圳市勘察研究院有限公司 廣東深圳 518000

GPS 系統，即全球定位系統，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、續航性高的實時精準三維坐標服務[1]。現今 GPS 不斷地發展，除了導航也開始拓展到其它各行各業中，比如現今各種運輸交通工具中的定位以及路線查找；勘探行業中觀測周邊環境，了解需要裝備的各項物品；地址海洋變化的實時監控；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，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。

1 提高 GPS 控制平面測量精度水平的方針政策

1.1 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 系統中的一部分控制網進行測量工作，其中也包括了系統網絡的設計，以及針對工程測量中精度和基準方面采用的監控手段，在進行平面測量時要密切關注 GPS 系統中的控制網絡需要，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據。通常 GPS 系統都會使用相對定位法，尤其是出現在一部分對于 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絡連接式或者是GPS 控制網進行測量的方式。

1.2 方針政策

提高 GPS 系統在控制平面測量的精度要注意以下四個環節：（1）在測量過程中為了保證控制平面測量的數據具有較高的精確性，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據，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 系統中的控制網點時，要注意網格當中設置的最小步環的邊數要小于 6才能進行。（3）在工程測了中 GPS 系統的測量網絡也是有分級別的，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 系統控制點來聯網測量，比如說國家級的 A 級或者 B 級網絡，城市的市級 C 級網絡等等，以整體測量工具的提升來提升數據的精準度。（4）如果在測量過程中無法與標準較高的 GPS 系統進行聯測，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。

2 影響 GPS 高程測量精度的要素

2.1 大地高程測量精度難以保證

大地高程的 GPS 系統測量數據很難采集到較為精確的數據，這主要是因為在測量大地的高程測量時數據會有多種因素產生或多或少的干擾，其中就包括數據的相對效應，以及測量衛星的時差變動，這些因素與GPS 系統中關鍵性的衛星系統有關，因此這種誤差的主要來源就是衛星。此外也會因為 GPS 系統自身接收系統的調整出現一些誤差，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。

2.2 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，但是造成數值異常也要從兩個方面進行考慮，高程測量中出現的數值異常主要是公式應用中得出的，主要影響到數值的原因是：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 系統進行幾何水準測量，就要注意測量時產生的異常數值，才能保證整個測量過程的精度。

2.3 測量當地環境較為復雜

現今許多工程測量時工程現場的周邊環境都比較復雜，從地形到地貌、從起伏程度到相關水文環境，加上地理位置比較偏僻，周邊的氣候以及地理環境比較惡劣，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容、測量時間以及測量經費等等，這些情況對于GPS 控制測量法中針對數據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值，再由這個高程數值減掉正常情況下的高程數值，從而獲得高程異常數值，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 系統控制測量的精確性，這都是需要一一解決或者克服的困難。

3 提高 GPS 控制測量中高程精度水平的方針政策

3.1 科學化設置高程測量的控制點

根據前文已經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[2]。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，因此要基于衛星標準進行測量區域的劃分，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域中可以直接建立高程數據的擬合模型，以高程擬和的方式提升測量的進度。

3.2 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 控制測量所得數據的準確性，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據情況，計算出天線高數據的平均值后還要確保天線高產生的誤差不能超過 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，確保數據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境進行 GPS 信號的接受工作。

4 結語

綜上所述，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。