工程测量中GPS控制测量平面与高程精度研究

工程测量中GPS控制测量平面与高程精度研究
摘要：文章分析工程测量中采用GPS控制平面测量精度的提高方式，对影响GPS 控制高程测量精度的因素进行研究，并提出了提高GPS控制高程测量精度的方法，以供参考。

关键词：工程测量；GPS；平面精度；高程精度
1引言
GPS技术是于上世纪80年代由美国研发的全球卫星定位系统，而且随着近几
十年的发展，其不仅应用于导航方面，而且在工程测量等众多领域中具有广泛的
应用，并发挥着重要的作用。

其主要由空间卫星、地面接收系统以及用户设备等
三大部分组成，其原理就是通过地面信号接收装置对卫星发射的信号进行接收，
然后对测点的位置等坐标信息进行测量，不仅在我国的工业、汽车等众多领域，
在我国的国防经济和军事建设中同样起到重要作用。

但是在GPS技术在工程测量
中应用时，其对平面测量和高程测量的精度控制中还存在着不足，需要通过相应
的措施进行平面测量精度和高程测量精度的提高。

2 GPS控制平面测量精度的提高方式
2.1 GPS控制平面测量
在工程测量中进行平面测量是比较基础的工作内容之一，在采用GPS进行平
面测量控制时，需要首先进行GPS控制网的建立，然后基于此控制网再进行测量，且在测量过程中，需要对控制网的形状进行设计，并对测量精度以及基准等问题
进行重点控制。

此外，在基于此控制网进行平面测量的过程中，需要按照分级设
置的原则进行GPS控制网的设置，然后按照逐级控制的方式对其进行控制，这样
才能确保在工程测量中具有较高的平面测量精度。

而且在采用此控制网进行工程
测量时，通常采用的是相对定位法的方式进行平面测量，而且对于平面测量精度
要求较高的工程测量项目，为了获得较高精度的平面测量，则需要对相邻两个控
制点之间的最直接的观察基线进行获取，而且获取的方式是通过同步测量的方法
获得的。

2.2提高GPS控制平面测量精度的方式
正如前文所述，如果对于平面测量的精度要求较高，则需要通过同步测量的
方法来对相邻两个控制点之间的最直接的观察基线进行获取。

其次是在进行GPS
控制网的设置过程中，需要对网格中最小单位异步环的边数进行控制，且为了提
高平面测量精度，可以将此边数控制在6条以下。

再次是在采用GPS技术进行工
程平面测量的过程中，为了提高平面测量精度，可以在与国家GPS控制点进行联
测时，选择具有较高等级的国家GPS控制点，这样就可以对平面测量中的尺度、
方位以及绝对精度等数据精度进行提高。

最后如果说上述方法无法实现，则需要
适当增加测量时间，以及在工程测量时采用基线向量测量法，而且在进行GPS控
制网的设置时提高对控制网的边距进行测量的精度，此时可以采用激光法来进行
测量，这样可以适当提高GPS控制平面测量精度。

3影响高程精度的主要因素
3.1大地高程测量数据精度的影响
在工程测量中需要进行高程测量时，需要通过大地高程的GPS控制测量来对
测量数据进行计算，所以如果向获取较高精度的高程测量数据，则需要提高大地
高程GPS控制测量的精度，但是此数据的精度却难以进行控制，主要是由于在测
量过程中容易受到相对效应以及卫星时差的影响，并且这些影响高程精度的因素
也主要与卫星本身的系统有关系，此外，在工程测量中所使用的卫星信号接收设备如果存在误差，也会导致高程精度的下降。

而地面接收设备的误差主要与控制点的位置有关，所以想要提高高程测量精度，就需要对GPS控制点位置进行合理选择，这也是进行高程测量精度控制的难点所在。

3.2几何水准的测量数据精度的影响
在工程测量中采用GPS控制测量法对几何水准进行测量时，其高程测量精度不仅与大地测量数据精度有关，而且与高程测量的异常数值有关系，而后者则主要是通过相应的数学计算获取的，且在对其进行测量和计算的过程中，测量地域的几何水准GPS高程测量数据和一部分控制点的大地高程差值也会对此数值的精度造成影响。

所以为了确保高程测量的精度，还需要在测量工作中对其中的各个数值以及异常值进行控制，也是高程测量精度控制的另一个难点。

3.3测量环境的影响
在进行实际的工程测量过程中，常常会遇到地形较为复杂的测量环境，甚至在某些比较偏僻的测量区域中，还具有较为恶劣的自然环境，且环境中的多种因素都会对高程测量精度造成影响。

而且为了提高高程测量精度，还需要耗费更多的工作量和经费。

在复杂且恶劣的测量环境中，通常需要采用高程拟合的方式进行高程测量，此方法就是通过GPS控制测量法先对大地高程数值进行测量，然后计算其与正常高程数值的差值来获取高程异常数值，然后通过此数值对大地水准控制点进行计算，计算的方式就是通过高程拟合的方式。

但是由于上文中介绍的测量环境恶劣等因素会对测量数据产生干扰而大大降低高程测量精度，甚至导致其无法满足正常工程测量需要。

4 GPS控制测量中提升高程精度的方式
4.1对高程测量控制点的合理设置
为了提高GPS控制测量中的高程精度，首先需要按照相关标准进行GPS控制测量区域的划分，通过对测量工作范围的缩小来降低地表曲率对高程测量误差的影响，然后在划分好的较小的测量区域中通过对高程数据拟合模型的建立来确保高程测量精度。

而且在高程拟合过程中重点对高程数据的精度进行控制，从而可以确保后续的精度等级以及起算点位置的稳定性等。

此外还要在高程拟合的过程中对几何水准点进行均匀分布，并保证起算点的数量应保持在6个以上。

4.2大地高程测量的控制
为了提高大地高程测量的精度，首先应该在进行GPS控制测量的过程中，加强对测量人员专业操作水平以及操作过程的控制，提高操作人员对高程测量精度的重视，避免由于操作人员的主观因素而造成误差。

此外还为了避免外界其他因素对大地高程测量精度的影响，还需要在考虑不同天线类型的基础上，获取三个不同位置天线的高程数据，并保证其符合相关的测量标准，然后对这三个高程数值进行平均值的计算。

其次要对测量站点进行合理选择，尽量选择具有较好地理位置并且便于信号接收的位置作为测量站点。

最后对于低于20km内的高程数据采用同步求差的方法进行测量，其测量范围较小，所以可以确保测量区域中的卫星星历、大气对流层以及电流层等对高程测量精度的影响一致，这样就可以将两个测量站点之间的误差进行忽略。

4.3对高程拟合模型建立的控制
在进行高程拟合测量模型的建立时，不仅需要对实际的测量情况以及现场状态进行综合考虑，而且需要采用二次曲面的拟合计算以及平面的拟合计算方式来对控制区域内的测量控制点与待定点之间的数据进行推算，这样就可以确保获取
的异常数值具有较高的精度，从而确保最终的高程测量精度。

5结语
在目前的工程测量过程中，GPS控制测量技术具有广泛的应用，其具有较为广泛的适用范围和较高的定位精度，而且操作较为方便，能实现全天候的测量作业。

但是目前在使用此方法进行工程测量中，平面测量精度和高程测量精度的控制一直是其中的难题，所以文分析了影响测量精度的因素，并提出了相应的提高平面以及高程测量精度的方式方法，希望能给GPS控制测量技术的改进提供借鉴作用。

参考文献：
[1] 陶诚. 工程测量中GPS控制测量平面与高程精度研究[J]. 华东科技:学术版, 2017(8):22-22.
[2] 杨心力, 徐其民. 工程测量中GPS控制测量平面与高程精度研究[J]. 工程技术:全文版, 2017(1):00234-00234.。