论文部分内容阅读
【摘 要】在科技的支撑下，GPS技术在工程测量当中得到了广泛的应用，尤其是纠正高程测量误差，能发挥积极的作用。文章将对工程测量中GPS技术的应用现状进行分析，就高程测量精度的影响因素做以研究，通过采取必要的手段，以保证工程测量的准确性，从而使工程能够顺利地实施。
【关键词】工程测量；GPS控制测量；平面；高程精度；分析
GPS测量技术之所以能够在工程测量当中得到广泛的应用，主要是因为其空间卫星星座、地面监控系统以及用户设备实现了完整的信息交流，这种信息的无缝对接有效地避免了人为误差的出现，保证了测量信息的真实性。自GPS测量技术得到广泛应用的同时，测量技术也日趋成熟，逐渐取代了传统测量技术，对于保证工程测量的准确性具有重要的现实意义。
一、高程测量精度误差出现的原因
（一）GPS大地高的测量精度
在确定GPS大地高程观测数据之后，可以计算出GPS正常高。GPS大地高测量精度的影响因素主要与卫星误差、卫星钟差以及信号传输和电离层延迟等有着直接的关系，同时，系统的生成模型造成的误差也较为常见。当GPS处于静态下进行测绘时，首先要确定控制点，保证控制点的准确性，然后安装信号接收设备。但在实际测量当中，因忽视操作流程，对测量的准确工作不充分，导致测量结果的不准确，且采样的时间未达到既定时间，也使高程测量结果准确性不足。
（二）公共点几何水准测量精度
一般情况下，运用GPS测量值进行高程测量后，出现的误差值与大地测量值异常若能够得到有效的控制，可有保证测量数值的准确性。高程异常值的计算运用的是数学方法。同时，测量点的GPS大地高以及相应的几何水准高程测量值之间也存在必然的联系，所以，在测量的过程中要保证几何水准高程测量值的准确性尤为重要。
（三）GPS高程拟合的方法
GPS高程拟合是通过GPS测量技术获得大地高，然后通过水准测量取得正常测量高度，之后比较大地高与正常高之间的差异，根据异常高程拟合出似大地水准面，最后计算出未知测量点的高程异常。传统高程测量，需要投入较大的人力、物力以及财力，并且设定的观测时间也较长，测量的精准度却不高，尤其对地形较为复杂的地区进行高程测量，测量的精准度更是难以掌握。对此，采用水准测量方法来测量高程，设定相对较少的GPS点，进行高程测量，然后通过高程拟合技术获得其他GPS点的高程。在实际测量中，因对拟合模型选取不恰当导致的计算结果不精确，也是造成高程测量误差出现的主要原因之一。
二、在工程测量中高程精度控制的具体措施
在工程领域运用GPS技术实行高程精度测量时，需要对其工作原理以及高程拟合等有充分地认知，以保证高程精度测量的准确性。
（一）选用高精度的 GPS 接收仪
在用GPS技术进行工程测量时，选用的卫星信号接收设备性能要优良，以避测量误差的产生。对于GPS接收仪，若接收信号仪器不良，周围存在较多的信号干扰，地质条件复杂等，很容易出现信号干扰，致使测量误差的出现。同时，高精度的GPS接收仪在测量的过程中，运用的是高精度测量的计算方法，对于信号在传输和接收时产生的数值偏差十分敏感，可有效区分干扰信号和正常信号，进而获得精准的测量值。
（二）在适宜的天气下进行测量
在大气流层当中，存在较多的干扰物质，尤其在复杂的天气状况下，GPS接收仪对于信号的接受敏感度会有所下降，导致信号失真，造成高程计算出现偏差。因此，在运用GPS进行工程测量时，最好选择在天气条件良好的情况下进行，以避免不良天气对测量机结果造成的误差。
（三）对电离层误差进行修正
大气电离层对于卫星信号的折射与反射等作用，会使信号在穿过电离层进入到GPS接收仪时，出现较大的偏差，为此，对其进行适当的修正，采用多频观测、电离层模型、同步观测等方式，以保证信号传输的准确性。
1.多频观测
多频观测主要通过一个观测点对其他伪距点进行测量，然后与不同频率下伪距点穿过电离层后，在电离层折射和反折射等影响下获得测量值，通过误差值比较，以改正侧量值，从而提高GPS的测量精度。
2.电离层模型
通常，单频GPS接收仪在进行工程测量时，可用导航电文提供的电离层模型对误差参数进行修改。将测量之后所得的参数放于导航电文提供的电离层模型当中，进行参数对比，并对其进行修正，获得准确的测量数值。
3.同步观测
在某一测量点上设置多台GPS接收测量仪，然后通过对接受到的信号进行测量精度计算，以获取高精度的电离层测量数值。
（四）在进行工程测量的时候测量基站与测量点的选择
GPS测量技术在进行工程测量时，需要选择准确的测量基站及测量点，这对于保证测量结果的准确性具有重要的作用。在地形条件相对复杂的地区，如地下介质密度不均匀，测量场地存在较强的磁场等，很容易影响测量信号的接收。所以，在GPS工程测量时，最好选择空旷的地带，且相对基站间距稳定，与实际工程需要相符合的测量基站和测量点，以保证测量的准确性。
（五）天线测量精度
为了有效保证GPS测量结果的准确性，测量人员要对天线测量的准确度给予足够的重视，尤其是在野外测量时，若天线以发散状斜向上，导致高程测量的测量基站选择误差，很容易造成测量结果的不准确，因此，在测量的过程中，测量人员要对设备的放置位置以及工作形态等进行细致的检查，以提高测量结果的准确性。
（六）选择合适的高程拟合数学模型
在进行高程拟合测量的过程中，因数据换算出现的问题，也会使正常点与待测点的高程测量出现误差。一般采用平面拟合法、二次曲面拟合法、样条函数法以及多面函数法等进行计算，其中二次曲面拟合法计算得到的计算结果准确度较高，能够有效降低测量误差的出现，但受地质地形条件的限制，所以，计算起来相对复杂，耗费的时间也较多，一般，只有在进行大的工程量测算时才会用到。
三、结语
GPS 测量技术不仅应用的范围较为广泛，同时也能克服地质条件、环境因素等的影响，为全天候作业，获取准确的测量数据创造了条件。GPS测量技术相对于传统测量技术，不仅提高了测量的精度，同时也提高了工程建设效率。尽管如此，GPS在控制测量平面与高程精度测量当中仍存在一定的问题，为了进一步提高GPS测量技术应用效果，发挥稳定的作用，采用必要的干预措施，对于提供测量的准确性具有一定的作用。目前，我国一些地区已经进行了大地水准面精化工作，可以满足部分工程测量的需要，所以，在适宜的条件下，善于抓住可利用的资源的，通过实践加以充实，对于提高技术应用水平具有重要的影响。
参考文献
[1] 张文轩.浅析GPS控制测量平面与高程精度在工程测量中的应用[J].建筑工程技术与设计，2015，16（12）：2178-2178.
[2] 金庭剑.对工程测量中GPS控制测量平面与高程精度误差的分析[J].建材与装饰，2013，3（05）：200-202.
[3] 赵行锋.工程测量中GPS控制测量平面与高程精度分析[J].中外企业家，2014，27（08）：220-220.
[4] 何红兵.工程测量中GPS控制测量平面与高程精度分析[J].地球，2015，19（06）：211-211.
[5] 彭伟雄.工程测量中GPS控制测量平面与高程精度误差评析[J].城市建设，2012，31（16）.
[6] 苏志华，周春柏，刘晚霞等.工程测量中GPS控制测量平面与高程精度分析[J].测绘通报，2012，26（03）：56-58，62.
【关键词】工程测量；GPS控制测量；平面；高程精度；分析
GPS测量技术之所以能够在工程测量当中得到广泛的应用，主要是因为其空间卫星星座、地面监控系统以及用户设备实现了完整的信息交流，这种信息的无缝对接有效地避免了人为误差的出现，保证了测量信息的真实性。自GPS测量技术得到广泛应用的同时，测量技术也日趋成熟，逐渐取代了传统测量技术，对于保证工程测量的准确性具有重要的现实意义。
一、高程测量精度误差出现的原因
（一）GPS大地高的测量精度
在确定GPS大地高程观测数据之后，可以计算出GPS正常高。GPS大地高测量精度的影响因素主要与卫星误差、卫星钟差以及信号传输和电离层延迟等有着直接的关系，同时，系统的生成模型造成的误差也较为常见。当GPS处于静态下进行测绘时，首先要确定控制点，保证控制点的准确性，然后安装信号接收设备。但在实际测量当中，因忽视操作流程，对测量的准确工作不充分，导致测量结果的不准确，且采样的时间未达到既定时间，也使高程测量结果准确性不足。
（二）公共点几何水准测量精度
一般情况下，运用GPS测量值进行高程测量后，出现的误差值与大地测量值异常若能够得到有效的控制，可有保证测量数值的准确性。高程异常值的计算运用的是数学方法。同时，测量点的GPS大地高以及相应的几何水准高程测量值之间也存在必然的联系，所以，在测量的过程中要保证几何水准高程测量值的准确性尤为重要。
（三）GPS高程拟合的方法
GPS高程拟合是通过GPS测量技术获得大地高，然后通过水准测量取得正常测量高度，之后比较大地高与正常高之间的差异，根据异常高程拟合出似大地水准面，最后计算出未知测量点的高程异常。传统高程测量，需要投入较大的人力、物力以及财力，并且设定的观测时间也较长，测量的精准度却不高，尤其对地形较为复杂的地区进行高程测量，测量的精准度更是难以掌握。对此，采用水准测量方法来测量高程，设定相对较少的GPS点，进行高程测量，然后通过高程拟合技术获得其他GPS点的高程。在实际测量中，因对拟合模型选取不恰当导致的计算结果不精确，也是造成高程测量误差出现的主要原因之一。
二、在工程测量中高程精度控制的具体措施
在工程领域运用GPS技术实行高程精度测量时，需要对其工作原理以及高程拟合等有充分地认知，以保证高程精度测量的准确性。
（一）选用高精度的 GPS 接收仪
在用GPS技术进行工程测量时，选用的卫星信号接收设备性能要优良，以避测量误差的产生。对于GPS接收仪，若接收信号仪器不良，周围存在较多的信号干扰，地质条件复杂等，很容易出现信号干扰，致使测量误差的出现。同时，高精度的GPS接收仪在测量的过程中，运用的是高精度测量的计算方法，对于信号在传输和接收时产生的数值偏差十分敏感，可有效区分干扰信号和正常信号，进而获得精准的测量值。
（二）在适宜的天气下进行测量
在大气流层当中，存在较多的干扰物质，尤其在复杂的天气状况下，GPS接收仪对于信号的接受敏感度会有所下降，导致信号失真，造成高程计算出现偏差。因此，在运用GPS进行工程测量时，最好选择在天气条件良好的情况下进行，以避免不良天气对测量机结果造成的误差。
（三）对电离层误差进行修正
大气电离层对于卫星信号的折射与反射等作用，会使信号在穿过电离层进入到GPS接收仪时，出现较大的偏差，为此，对其进行适当的修正，采用多频观测、电离层模型、同步观测等方式，以保证信号传输的准确性。
1.多频观测
多频观测主要通过一个观测点对其他伪距点进行测量，然后与不同频率下伪距点穿过电离层后，在电离层折射和反折射等影响下获得测量值，通过误差值比较，以改正侧量值，从而提高GPS的测量精度。
2.电离层模型
通常，单频GPS接收仪在进行工程测量时，可用导航电文提供的电离层模型对误差参数进行修改。将测量之后所得的参数放于导航电文提供的电离层模型当中，进行参数对比，并对其进行修正，获得准确的测量数值。
3.同步观测
在某一测量点上设置多台GPS接收测量仪，然后通过对接受到的信号进行测量精度计算，以获取高精度的电离层测量数值。
（四）在进行工程测量的时候测量基站与测量点的选择
GPS测量技术在进行工程测量时，需要选择准确的测量基站及测量点，这对于保证测量结果的准确性具有重要的作用。在地形条件相对复杂的地区，如地下介质密度不均匀，测量场地存在较强的磁场等，很容易影响测量信号的接收。所以，在GPS工程测量时，最好选择空旷的地带，且相对基站间距稳定，与实际工程需要相符合的测量基站和测量点，以保证测量的准确性。
（五）天线测量精度
为了有效保证GPS测量结果的准确性，测量人员要对天线测量的准确度给予足够的重视，尤其是在野外测量时，若天线以发散状斜向上，导致高程测量的测量基站选择误差，很容易造成测量结果的不准确，因此，在测量的过程中，测量人员要对设备的放置位置以及工作形态等进行细致的检查，以提高测量结果的准确性。
（六）选择合适的高程拟合数学模型
在进行高程拟合测量的过程中，因数据换算出现的问题，也会使正常点与待测点的高程测量出现误差。一般采用平面拟合法、二次曲面拟合法、样条函数法以及多面函数法等进行计算，其中二次曲面拟合法计算得到的计算结果准确度较高，能够有效降低测量误差的出现，但受地质地形条件的限制，所以，计算起来相对复杂，耗费的时间也较多，一般，只有在进行大的工程量测算时才会用到。
三、结语
GPS 测量技术不仅应用的范围较为广泛，同时也能克服地质条件、环境因素等的影响，为全天候作业，获取准确的测量数据创造了条件。GPS测量技术相对于传统测量技术，不仅提高了测量的精度，同时也提高了工程建设效率。尽管如此，GPS在控制测量平面与高程精度测量当中仍存在一定的问题，为了进一步提高GPS测量技术应用效果，发挥稳定的作用，采用必要的干预措施，对于提供测量的准确性具有一定的作用。目前，我国一些地区已经进行了大地水准面精化工作，可以满足部分工程测量的需要，所以，在适宜的条件下，善于抓住可利用的资源的，通过实践加以充实，对于提高技术应用水平具有重要的影响。
参考文献
[1] 张文轩.浅析GPS控制测量平面与高程精度在工程测量中的应用[J].建筑工程技术与设计，2015，16（12）：2178-2178.
[2] 金庭剑.对工程测量中GPS控制测量平面与高程精度误差的分析[J].建材与装饰，2013，3（05）：200-202.
[3] 赵行锋.工程测量中GPS控制测量平面与高程精度分析[J].中外企业家，2014，27（08）：220-220.
[4] 何红兵.工程测量中GPS控制测量平面与高程精度分析[J].地球，2015，19（06）：211-211.
[5] 彭伟雄.工程测量中GPS控制测量平面与高程精度误差评析[J].城市建设，2012，31（16）.
[6] 苏志华，周春柏，刘晚霞等.工程测量中GPS控制测量平面与高程精度分析[J].测绘通报，2012，26（03）：56-58，62.