摘要：随着现代科学技术的进步工程测量中对测量的数据提出不断提升精确度的要求，已经成为现代测量技术的基本准则。在工程测量过程中，测量技术的应用，GPS控制测量技术是施工方案的可行性的重要数据来源。通过测量技术能够保证工程施工的质量和水平。GPS控制测量技术在工程测量中应用广泛，本文围绕工程测量中进行高程精度的控制加以论述，期望对于提高工程测量技术发挥起到促进作用。
关键词：工程测量；GPS控制；平面；高程；精度
自上世纪七八十年代以来，GPS技术最先在美国被研发出来，经过快速的发展，到九十年代已被全世界范围内应用于各个领域。该技术主要由三部分构成，即空间卫星系统、地面监测系统以及用户设备。其定位功能主要是通过卫星系统接收来自卫星发出的无线电信号完成的，不仅能为军事、国防提高重要的数据支撑，也对人们生产生活的领域提供了便利。在工程测量中，使用GPS技术进行控制测量平面主要有几大流程，首先，要收集测量区域的资料，按照作业要求选择合适的布点，根据地形、接收机情况和卫星情况对布点进行考察与设计。其次，进行外业观测作业，所谓外业观测就是对GPS信号进行获取、接受和跟踪，获得数据后要对其进行备份，根据无线类型和时段将其进行存储和修补测量。此外，工程测量要严格按照《全球定位系统测量规范》中的规定的测量标准进行，其测量的任务、密度、时间、精度以及经济指标都要严格达标。
一、GPS高程精度测量
由于卫星测量受到信号接收过程中和信号发射的若干因素的影响，通过GPS测量技术进行高程精度的测量，在测量的精确度上会产生误差。因此，在信号传输的过程中，超过大气的对流层能够产生对流程的延迟效应，电离层会对信号传递的过程产生电离层延迟效应。知识发生卫星信号的误差。GPS处在静态分析的状态的时候，可能由于同步求取测量的距离的限制，取得的测量精度较高。在野外测量的时候，天线测量产生的数据一般不是很准确，因此在实际的测量过程要保证测量的数据的准确性，可以求取三个数值的平均值，测量三个方向的天线高程，以提高测量天线高程的准确度。一般通过测量分析对于模型中的二次曲面拟合，当前较多使用的是对高程进行拟合的方法，高程异常数值的精确度的获取方法，运用具有高精度的高程作为起算点，结合水准点的分布，得到二次曲线拟合法、拟合水准点、平面拟合法/函数法等，一般运用的不是很广泛，加强控制点的布设，高程计算精度的提升，在实际的测量过程中，提升高程起算点的精度，对于高程进行测量，一般设置6个以上监测点。实际的测量过程中通过适当加大高程控制点的密度布设得到更加精确的高程精度。
二、影响GPS高程测量精度的主要原因
（一）难以获得GPS大地高程的测量精度
高精度 GPS 测算的重要前提是获得高精度GPS大地高程观测数据。但后者受星历误差、相对论效应以及卫星钟差等不确定性因素的影响较大，同时，GPS大地高程观测数据也与电离层与、对流层的延迟以及多路径效应有关，此外，三维坐标和天线对中、整平误差也是导致GPS大地高程观察数据失准的重要因素。当GPS进行静态定位时，以上数据的准确才能保证GPS高程测量数据的精确性。
（二）难以获得高精度几何水准测量起算点
一般情况下，大地高与高程异常值之差就是控制测量点的数值，其中，高程异常值是可以拟合得出的，它与测量区域的几何水准高程测量指也存在一定的比例关系，因此，若是想确保高程精度，就必须将几何水准测量起算点测量精确。
（三）GPS高程拟合方法
GPS高程拟合的基本原理是先测算出大地高与正常高之差，得到高程异常值，然后拟合大地水准面，得到未知点的高程异常值。虽然这种拟合方法能够使测算数据保持较高的精度，但在实际操作中却十分困难，如工作量大、费用高、时间长等，如遇到地形复杂的区域，测量程序会更加繁琐。此后又研制出了水准测量法，要对大地水准面进行拟合模型，取少部分GPS点进行测量，通过多次测量去平均数来提高精度。
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（四）测量环境的复杂性和多变性
如果工程施工的地区环境较为恶劣，在此处测量的精度会受多方面因素影响，虽然理论上高程拟合方法能够确保大地水准点的精确度，但由于实际施工中变化因素和不可控因素较多，难免对测量结果产生不利影响。
三、提高GPS高程测量精度的方法和建议
（一）GPS 控制平面测量
在工程测量中的平面测量比较容易。GPS控制平面GPS控制网进行测量，其中包括对控制网形的设计，对测量精度以及基准等方面进行控制。在测量的过程中，GPS控制网络需要遵循分级设置、逐级控制的原则，保证在GPS控制平面测量中能够获得高精度的数据。当前通过GPS控制测量进行平面测量时，通常都是使用相对定位法，而在一些工程要求较高的项目中，会选择网连式或者边连式的 GPS 控制网设计方式。
（二）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，所以，在实际工程测量过程中，应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。具体来说，拟合需要的水准点通常应在 6 个以上，并注意这些控制点应均匀布设。而对于一些范围较大的测区来说，要想有效提升拟合精度，除了上述需要注意的地方以外，还要构建分区拟合模型。
（三）合理应用高程拟合法
想要保证工程测量中GPS测量技术的应用效果，合理应用高程拟合法这一措施也必须引起工程测量人员的重视。在 GPS测量技术应用的高程测量中，拟合似大地水准面是这一测量的重要环节，而这一环节往往需要得到数学曲面构件法的支持，而从数学曲面构件法入手，灵活运用二次曲面拟合法、样条函数法、多面函数法、平面拟合法，就能够最大程度上保证高程测量的精度。
（四）高程拟合模型
测量过程中必须要根据实际情况和观测区域的状况来选择高程拟合模型，通常应用数学中的二次曲面拟合法和平面拟合法来推算出控制区内控制点和待定点的数据，之所以应用二次拟合法是由于该方法可以获得较高精度的高程异常值，从而计算结果较为准确。
（五）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，进而在接受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：①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；②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，有效降低误差；③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。
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 测量技术在该领域的广泛应用就是这一进步的最直观体现。所以急需加强对GPS 控制测量精度及相关技术的研究，这对GPS控制测量精度的提升非常有利，切实将工程测量中GPS控制测量技术的价值发挥出来。
参考文献：
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[3]裘友荣.分析工程测量中GPS控制测量平面与高程精度[J].四川水泥，2017（07）
论文作者:石亚敏
论文发表刊物:《基层建设》2018年第20期
论文发表时间:2018/9/10
标签：测量论文; 高程论文; 精度论文; 电离层论文; 工程论文; 平面论文; 数据论文; 《基层建设》2018年第20期论文;