工程測量中GPS控制測量平面與高程精度研究

啜 莉 于 玲

（長春五度空間數據有限公司 吉林省長春市 130000）

GPS即全球衛星導航定位系統，是通過在空間保持發行狀態的衛星源源不斷地向地球發送加載了特殊定位信息的無線電信號的某種頻率，從而能夠實現定位測量的定位系統。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接收設備出現誤差而導致精度下降。因此，只有經過嚴謹的計算和預估，才能夠充分發揮GPS控制測量技術的優勢，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，使得衛星輸送信息、設備接收信息的質量達不到預期。經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，只有經過嚴謹的計算，才能夠保證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生影響。而且，大多數的工程測量的工作環境都十分惡劣，衛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，那么衛星傳輸的高程信息質量以及衛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，可以有效識別衛星傳輸的各種信息，如果衛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，那么衛星傳輸信息的質量將會受到影響，尤其是測量區域存在的磁場會對衛星傳輸信號產生嚴重的干擾。如果使用精度高的GPS設備，那么衛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設備的數據處理效率很高，可以實現衛星傳輸信息的精密化處理，并結合測量區域的地質條件，進行相關圖像的轉換，減少圖像失真問題的出現。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，數量至少為6個。當所測區域面積及地形差別較大時，可將測區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網的圖形結構進行優化設計，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、樣條函數法及多面函數法比較常用，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，地質環境相對復雜，那么就要對測量區域周邊的磁場、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。測量平面要優先選擇地勢相對平坦的區域，同時嚴格控制不同測量基站之間的距離，根據實際情況合理控制測量基站的設置數量，確保衛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測量目標區域內的大地高度，并將同步測量的基站距離控制在20km以內。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數據，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數據接收儀設置到測量平面上，通過對多臺數據接收儀接收的信息進行比對和研究來提升工程測量數據的質量。③通過計算機網絡技術進行數據參數的修正。

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。