GPS高程在工程測量中的運用

劉姍姍

摘要：我國經濟的快速發展，推動了我國科技的進步，從而實現了在工程測量領域的極大發展，比如，GPS測量技術的應用等。當然，在實際調查中也發現了很多問題，例如，用GPS進行工程測量發現了其與平面和高程度的精度不相符，使得我國的GPS技術不能滿足大部分工程建設的需要。

關鍵詞：工程測量;GPS控制測量;高程精度

1工程測量中應用GPS控制測量的概述及意義

GPS的工作原理主要是基于衛星定位技術以及遙感技術的條件之下，并且運用測量儀器獲取相關的數據以及數據的計算過程。與此同時，在對相關工程項目進行測量時應注意大氣層以及衛星的運行軌跡和接受設施等因素帶來的不利影響。特別是存在于對流層中的放射物質，如果這種反射物質一旦增多，那么勢必會干擾衛星中的信號，從而給測量的結果帶來了一定的影響。

2工程測量中GPS測量技術的影響因素

2.1GPS高程模型因素

GPS高程擬合模型的合理選擇，能夠保障GPS測量技術的精度，若選擇不當，會造成高程誤差。GPS測量技術的應用，可以有效的避免測量時間與地形等的影響，在高程測量時，需要GPS高程擬合模型的支撐，因此模型選擇的是否合理，直接影響著GPS測量技術的應用質量。

2.2GPS大地高測量精度

GPS大地高的測量精度直接影響著GPS技術的精度，受到公共點幾何水準測量精度的影響。加之衛星鐘差與星歷誤差等的影響，使得大地高的測量精度受到影響。除此之外，還受到衛星信號的影響。GPS主要是通過衛星定位，是基于衛星信號實現。若衛星數量較多或者位置圖形較好，則天線接收信號較好，測量精度就越好，反之測量精度較差。

2.3公共點幾何水準測量精度

除了GPS高程擬合模型對測量精度有影響之外，公共點幾何水準測量精度也會對其造成影響，而出現影響的原因就是因。公共點幾何水準測量精度與GPS大地高測量精度在測量時存在較大差異，這種差異的存在就造成了共點幾何水準測量點與大地高的GPS技術高程測量將受到較大的差距的影響。

2.4?GPS高程擬合方法

所謂GPS高程擬合是指利用GPS測量技術獲得大地高，然后利用水準測量得到正常高，計算大地高于正常高二者之間差值，即可得到高程異常值。利用高程異常可以擬合得到大地水準面，利用相應的計算方法即可獲得未知測量點的高程異常值。縱觀多種傳統測量方法，具有工程量大、觀測時間長、測量成本高等通病，應用傳統測量技術很難保證幾何水準高程值的精度，特別是在一些復雜地形的地區，其高程精度更難控制。

3在工程測量中高程精度控制的具體措施

3.1高程控制點

在工程測量中如果所測量的區域范圍較廣泛，且為了能夠更好的使測量精準度有所提高，通常情況下會將測量區域分為幾個小區域，并且建立擬合模型來進行測量。而通過建立擬合模型所得出的高程點必須是高精度的，尤其是針對高程的起算點要求更為嚴格。而高程起算點卻又和點位的穩定性以及測量精度等級息息相關。另外在擬合的過程中應確保水準點均勻的排列在測量的區域范圍之內，其點數不能低于6個。

3.2選用高精度的GPS接收儀

當工程中運用GPS技術進行測量的時，一定要保證GPS接收儀的質量和精準度，因為在測量時，衛星信號的接收質量是影響測量精準測量的重點。如果接收儀信號質量差，那么就會對測量精度帶來重大影響，尤其是在戶外進行測量時，一定要注意信號質量和地形地質等因素帶來的影響，否則就會導致信號質量差，工程測量結果不準確。不僅如此，我國在使用GPS接收儀進行工程測量時，都是采用高精度的測量方式，如果因為信號質量問題對測量參數產生偏差，那么就一定會對結果產生重要影響，為此，我們一定要減少信號偏差，對測量結果進行科學的計算。

3.3對電離層誤差進行修正

不僅如此，大氣電離層也會對衛星信號造成影響，它具有折射、反射信號源的作用，使衛星信號在到達地球便面的GPS接收儀的時候出現偏差，使測量結果存在差距，為此，要對接受儀進行升級，讓它符合多變的要求。具體分為3個方面：

（1）多頻觀測。通過一個固定頻道對多個不同頻道進行測量，根據不同頻道測得的數值，統一進行處理分析然后得出準確的數值，用詞來提高工程測量精度。

（2）電離層模型。通常情況下，在用單頻道GPS接收儀進行測量的時候，可以使用導航電文給出的電離層模型進行參數計算，通過測量我們可以計算出數值然后與導航電文提供的電離層模型中來數值進行比較，然后得出科學的精確度。

（3）同步觀測。我們在同一個地方設置多個GPS接收測量儀，通過對兩者之間的數值差來準確的對電離層測量精度進行分析，然后對測量數值進行修改。

3.4大地高測量

（1）由于測量人員在測量的過程中會受到來自自身測量習慣以及外界環境因素的影響而影響。特別是在測量天線高的工作上表現得尤為不重視。而天線高的準確度將會直接影響著高程數據計算值的精準度，因此，相關技術人員必須要引起足夠重視。在日常的GPS測量工作之中為了確保天線高的精準度往往需要從3個點分別進行測量，測量后所得出的數值需從中取平均值且誤差值需控制在3mm的范圍。（2）測量站點的選擇。由于GPS在控制測量的過程中會受到環境因素的影響，從而進一步的影響信號的接受，所以在測量前應對項目附近的環境進行測量以尋找出最為合適的測量站點。（3）同步求差法測量。在進行同步求差法測量的過程中其距離必須在20km的范圍之內，這種測量法也是GPS測量中最為常用的方式，其優點是在小范圍內進行測量不會受到衛星星歷、對流層以及電流層的影響，且誤差小、準度高等，但是必須要確保同步進行觀測。

3.5修正電離層誤差

在應用GPS測量技術進行測量時，其會受到大氣電離層的影響從而使得工程平面和高層精度的數值受到影響，所以在電離層誤差修正中，技術人員可以采用同步觀測修正以及多頻觀測修正和電離層模型修正等方式，來確保工程測量的精準度。但是在實際工程應用中絕大多數的單位會采用同步觀測修正的方式，其優點明顯且誤差系數較小甚至可以忽略不計。

4?結語

在工程測量中，應用GPS控制測量技術，雖然獲得了不錯的效果，但是還存在著誤差問題，是因為多種因素的影響。可以結合運用RTK測量技術，借助計算性能較好的軟件，控制測量平面與高程精度，以確保測量結果的準確性與質量。

參考文獻：

[1]劉瑋.GPS技術在道路工程高程控制中的應用研究[D].南京：南京理工大學，2016.

[2]羅毅.GPS測量技術在工程測量中的應用[J].工程技術研究，2017，（2）：48+50.？

（作者單位：鄭州青屏礦業技術服務有限公司）