工程测量中GPS控制测量平面与高程精度分析.docx

工程测量中GPS控制测量平面与高程精度分析 严小坚摘要：随着经济与科技的快速发展，我国工程测量领域实现了较为长足的进步，GPS作为工程测量技术的一类，其应用越来越广泛，并逐步取代了传统的测量手段。但是，GPS技术在应用过程中，平面与高程精度方面存在不足，使得GPS测量技术难以满足很多工程建设的需求。基于此，文章主要对工程测量中GPS控制测量平面与高精度进行了简单的分析，并提出了相应的优化措施。关键词：工程测量；GPS；测量平面；高程精度引言在工程测量的过程中，测量的数据越准确，工程施工方案设计的可行性也就越高，工程施工过程也就更加高效快速，且工程施工质量水平也越高。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。1影响高程测量精度的因素在GPS工程测量过程中，能够影响GPS高程测量精度的因素有：GPS大地高测量精度影响、公共点几何水准测量精度与GPS高程拟合方法的影响。下面我们就来简单的论述一下：1.1GPS大地高测量精度的影响GPS大地高程数据的精准性是保证GPS测量精度的基础，从GPS测量现状来看，影响GPS大地高测量精度的因素有很多，主要包括：卫星误差相对论效应、信号传输对流层延迟等等，这些都会直接影响GPS的测量精度。此外，GPS大地高测量精度误差的出现与系统生成模型误差也有一些联系。应用GPS技术进行静态测绘的过程中，一定要确保控制点的准确性，并安装足够数量的信号接收设备但是，在测量控制过程中，以上要求很难得到满足，同时采样观察时间也很难达到原来的时间要求，因此高程测量精度也会受到很大影響。1.2公共点几何水准测量精度的影响在GPS工程测量过程中，有效控制大地高测量值的值差与测量点高程异常值，能够保证其测量结果的准确性。在高程异常值计算过程中，利用数学方法进行数值计算，会发现公共点几何水准测量精度与GPS大地高测量精度存在较大差值，该差值的出现会对高程测量精度产生较大影响。若不能对水准测量精度进行准确严格的控制，那么高程异常值精度则很难得到保证，这种情况下往往会出现高程精度上的误差。1.3GPS高程拟合方法选择的影响GPS高程拟合方法是指技术人员利用GPS测量技术得到大地高的数值，然后利用水准测量得到正常高，计算大地高与正常高二者之间差值，即可得到高程异常值。利用高程拟合技术，虽然能够避免高程误差的出现，但在实际控制测量工作中，往往由于拟合模型选择不对，获得的结果也不准确，最终必然会造成较大高程误差的出现。因此，在GPS工程测量过程中，GPS高程拟合模型选择的不当会直接导致高程误差的增加，影响GPS技术高程测量精度。2工程测量中GPS高程精度提升的措施2.1强化控制点的布设要想保证其他各控制点高程值的精度，就必须确保高程起算点的精度。因此，在工程测量过程中，相关技术人员需要不断强化控制点的布设工作，对控制点进行科学合理的布设，并严格控制高程起算点测量的精度及稳定度。如，在控制点布设过程中，要保证拟合所需的水准点数量大于等于6个，且注意这些水准点是否能够均匀分布。如果GPS测量技术需要进行范围较大的测区测量，工程测量人员可以通过分区构建拟合模型的方式进行控制点布设的强化。2.2合理运用高程拟合法对大地水准面进行拟合的过程中，数学曲面构件法比较常用，利用该方法拟合大地水准面，可以确保GPS测量点计算的准确性，同时还能计算出待测量点的正常高值。具体来说，在实际工程测量工作中，应合理选择并利用高程拟合法，例如，应用样条函数法、平面拟合法及二次曲面拟合法等方法都能很好的达到测量要求。二次曲面拟合法是其中应用范围最广的一种方法；应用该测量法得到的高程异常值误差最小。具体在工程测量中，需要结合观测环境情况的不同对不同的拟合方法进行选择。2.3准确量取天线高通过对我国GPS工程测量现状分析发现，在GPS测量技术应用过程中，因天线高的测量存在误差，引发高程测量精度不符合工程规定。因此，为了保证GPS工程测量精度时，应准确量取天线高，将天线的斜高作为测量值，并通过三等分天线圆盘进行不同方向天线高的测量，这样就能够最大程度上保证天线高的量取准确，工程测量中的GPS测量精度控制自然也将因此获得较为有力的支持。2.4修正电离层误差大气电离层影响卫星信号时，会出现信号反射、折射等问题，进而在接收信号过程中就会出现一定偏差，对高程测量精度造成不利影响。测量人员可以合理选择下列措施对电离层误差进行修正：第一，多频观测修正。该方法是指一个测量点上对多个伪距进行测量，并计算出这些伪距测量值的折射率，最终得到折射改正数值；第二，同步观测修正。该方法是指选择两个观测站，注意两个观测站之间的距离不能超过20km，同时观测，并以观测到的结果作为依据，对电离层测量精度进行计算，达到修正卫星信号参数精度的目的，从而有效降低误差。第三，电离层模型修正。利用电离层模型可以修正卫星信号参数以及获得精准的参数，进而达到修正卫星信号参数精度的目的。上述方法中同步观测修正是修正作用最大的一种方法，可以有效降低高程精度误差，经过修正之后获得的高程精度误差甚至可以达到忽略不计。3工程测量中GPS控制测量高程精度实例分析以某地区的GPS工程测量为例，该地区的GPS高程控制网施测范围呈条带状，东西长约7.25km，南北宽约1.20km，测区面积8.11km2。为了检验GPS高程测量的实际精度，技术人员在测区内设置了6个控制点，平均边长为2.3km。利用三等水准测量方法测得各控制点的实际高程，然后利用GPS观测的大地高差与其做对比分析。外业观测完成后，采用南方测绘GNSS数据处理软件，对基线向理进行解算，并按不同的时间段分别截取，进行分析处量，得到如下数据：表1 各时间段的大地高差/m有表1可知，为了得到较高质量的GPS高程数据，观测时间应在60分钟以上；采用二次曲面拟合方法，更容易较好的达到精度要求；内业解算时，对于不合格的卫星及数据进行剔除，能提高数据的可靠性和准确性。结束语综上所述，GPS高程测量技术在工程测量中的应用十分广泛，积极探究影响GPS控制测量平面与高程精度的原因以及高程测量精度提升的措施对于工程测量技术的改进十分重要。参考文献：1冯凯.工程测量中GPS控制测量平面与高程精度初探J.江西建材，2017，（14）：209+211.2李雅宁，刘利.工程测量中GPS控制测量平面与高程精度分析J.居业，2017，（05）：32-33.3冯志成.工程测量中应用GPS控制测量平面及高程精度J.工程建设与设计，2017，（01）：111-113. -全文完-