工程测量中GPS控制测量平面与高程精度分析 詹峰

工程测量中GPS控制测量平面与高程精度分析詹峰
摘要：随着工程测量技术的进步和发展，GPS测量技术被运用到工程测量中，尤其是GPS控制测量技术的应用。

当前，很多工程测量中都融入了现代化的GPS控
制测量技术，因为该技术测量速度快、精度高，操作便捷且费用较低，被很多工
程项目所应用。

但在具体的工程测量中，GPS控制测量技术受多种因素的影响，
例如已知点少、已知点分布不均匀、已知点位置不合理、控制网型不佳和难以进
行水准测量等因素，难以通过直观性方法来进行修正，必须通过平差软件等来修
正误差。

为此，本文将围绕工程测量中GPS控制测量平面与高程精度方面展开详
细分析，希望能够给相关人士提供重要的参考价值。

关键词：工程测量；GPS；测量平面；高程；精度
引言：工程领域是国家重点领域，在工程测量领域充分发挥GPS的重要作用，利用GPS精度高、效率高、成本低、讯号穿透性强等特点进行工程测量，可以为
工程测量数据准确性和可靠性提供充分的保障。

目前，GPS定位技术已经取代了
工程测量中的常规测量方法，GPS测量中已知点比较多，且分布均匀，可以为测
量结果的准确度提供充分保障。

但在部分工程测量中，依然存在一些问题，例如
相对高差大、已知点分布位置不佳等，这些问题的存在都会对工程测量形成不利
影响。

1.影响工程测量高程精度的因素
1.1难以获得高精度GPS大地高程观测数据
利用GPS对大地高的测量推算出精度较高的GPS正常高，需要获得高精度的GPS大地高程观测数据。

但大地高程观测数据的准确性难以保障，通常影响大地
高观测数据准确性的主要原因包括卫星钟差、相对效应等，这些因素都和卫星有
直接关系，是与卫星相关的误差。

除此之外，接收设备的误差，也会对数据处理
准确性产生不利影响。

在工程测量中应用GPS测量方法，需要确保控制点位置的
准确性以及接收机的数量，只有这样才能确保观测获取的数据满足要求。

以此可
以看出，工程测量中难以获得高精度GPS观测数据的主要影响因素是控制点的位置。

1.2高精度的几何水准测量起算点难以获得
利用GPS进行工程测量时，对于公共点几何水准测量精度，需要从控制测量
点的大地高和高程异常值出发。

而高程异常值主要是运用数学方法计算得到的，
与测区几何水准高程测量值和某些点的大地高的差值有关。

所以，在工程测量中，为了确保高程测量结果准确性和可靠性，就需要对水准测量各方面数值进行严格
要求。

1.3实际测量环境的复杂性
建设工程一般都处于环境比较恶劣的地区，在这些地区对工程高程进行测量，容易受多种因素的影响，如工作量大、测量费用高以及测量时间长等，这些因素
的存在都会对测量结果形成不利影响。

工程高程测量中采用GPS的方法进行测量，通常会采用高程拟合方法计算出的大地高减去正常高，得到高程异常值，再用高
程拟合方法计算出大地水准点，但用于实际测量中存在的问题，导致测量结果往
往难以达到工程所要求的精度，对工程测量水平形成不利影响。

2.效提高GPS控制平面测量精度的措施
应用GPS控制测量进行平面测量精度的有效提高，需要采取一定方式和措施。

第一，在进行测量时，要确保GPS控制网每个测量控制点都可以获取精度比较高
的数据，通常应用同步测量方法，进行获取两个相邻控制点间的观察基线，这样
获得的基线最直接。

第二，进行GPS控制网点设置过程中，所设计的网格当中最
小单位的异步环，具有的边数不能超过6条。

第三，在进行工程测量时，要尽可
能和国家高等级GPS控制点联测，比如国家A、B级测量网、省市C级网等，进
而保证和提高工程项目在测量时的数据精度，这里精度包括尺度、方位和绝对精
度等。

第四，假如测量过程当中不能和高等级测量网联测，要进行有效提高GPS
控制平面测量精度，就应用增加测量时间，应用相应的基线向量测量法，应用激
光进行测量网格当中的边距，以保证GPS测量网络设置精准。

3.GPS控制测量中提高高程精度的方式
3.1合理设置高程测量控制点
如果测量工作范围较大时，很容易会受到地表曲率的影响，造成误差。

因此
在使用GPS控制测量法进行测量时需要按照相关标准，划分测量区域，消除地表
曲率的影响误差，在小的区域中建立高程数据拟合模型，保证高程合拟时测量数
据的精度。

其中通过高程拟合推算出的高程数据需要重点保障其精度，由于其高
程数据是整个高程测量的起算位置，因此高程起算点的位置精度涉及到精度等级
以及起算点的位置稳定性。

在拟合的过程中，必须要在区域内均匀分布几何水准点，而起算点的数量需要安排6个或者更多。

3.2大地高程测量
首先，在GPS控制测量法中，大地高程测量还会受到外部因素以及测量人员
的操作习惯影响。

尤其是在一些测量过程中，操作人员在工作中忽视了测量天线
的高度，但实际上测量天线的高度是GPS控制测量法中最为重要的测量数据之一，天线高的测量将会直接影响到后期高程数据计算时的准确性。

因此在正常情况下，需要在3个不同的位置测量天线高度，获得三个天线高数据在符合测量标准情况下，计算出三个天线高数据平均值，保证天线高误差低于3mm，同时也要考虑不同天线类型在测量过程中的区别。

其次，在使用GPS控制测量法进行测量时，需
要选择合适的测量站点。

虽然在GPS对测量过程之中可视能力没有绝对要求和标准。

但是还必须要考虑测量地理环境是否会影响到GPS信号接受。

因此，必须按
照GPS控制网的实际情况选择地理位置，GPS信号便于接收的位置作为测量站点。

再次，通过同步求差的方法测量不高于20km内的高程数据。

这同样也属于GPS
控制测量法中较为普遍的方法。

在使用同步求差方法时，由于测量范围相对小，
能够保证在测量区域中的卫星星历、大气对流层以及电流层的影响会保持一致，
使得两个测量站点之间的误差能忽略不计。

但是在测量过程中距离一定要保持在20km之内，进行同步测量。

3.3建立高程拟合模型
在GPS控制测量法中，需要参考实际测量情况以及测量区域的现场状态，建
立合理的高程拟合测量模型。

在建立模型的过程中需要应用二次曲面拟合计算以
及平面拟合计算，进而推算出在控制区域内测量控制点与待定点之间的数据，而
使用二次曲面计算法主要是因为通过这一计算方式可以获得精度更高的异常数值，保证最终的计算结果会更为准确。

3.4重视电离层的测量时间
在对测量过程中，需要采用多频率观测法和同步观测法及时调整电离层误差，通过建立电离层模型对卫星信号的相关参数进行修正。

同时需要在合适的时间段
进行测量，避免在阴雨强风等天气中测量，以减少对流层和大气层卫星信号传播
的干扰。

此外选择一些地质情况较为平坦的区域进行布控测量。

结论
简而言之，GPS控制测量技术在工程项目测量中有着广泛的应用，它的适应
范围较广，能够实现高精度定位，设备简单，测量过程方便，可以实现全天作业。

因此GPS控制测量技术在工程建设领域中将会有着更加广阔的发展空间。

虽然在
当前的工程项目测量过程中，GPS控制测量技术在平面和高程测量上还存在一定
的问题，但是通过对GPS控制测量技术的不断研发和改进，可以使其在工程项目
中发挥更大的作用[3]。

参考文献：
[1]苏志华，周春柏，刘晚霞.工程测量中GPS控制测量平面与高程精度分析[J].测绘通报，2018（3）：56-58.
[2]穆宁.工程测量中GPS控制测量平面与高程精度分析[J].低碳世界，2017，（26）：115-116.。