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。与传统测量技术相比，GPS控制测量技术的直观性差些，其平面精度尚能符合精度要求，其高程精度却较低，这影响了GPS控制测量技术得以更进一步地推广与应用。
关键词：工程测量；应用GPS；控制测量；高程精度
随着工程测量技术的进步和发展，工程测量对测量数据精准度的要求越来越高。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。GPS控制测量高程测量技术在工程测量中应用十分广泛，其对于工程测量工作的高效开展也十分重要，不仅仅降低了工作的难度，还提高了测量的质量以及精确度。但是，它的测量精度受到多种因素的影响，只有采取相应的对策，才能提高其高程精度，比如选择精度高的接收仪、尽量避免不良的天气状况、对电离层造成的误差选择有效的方式进行修正、合理选择观测点或者观测站、天线高的正确量取等等。
1GPS 控制在工程测量中的应用
1.1应用实例1
某工程立足于已知点进行GPS控制测量，E级GPS网，其中C1-C4四个C级已知点属于二级水准高程，以以上四点的高程作为该控制网的高程起算点。在实际测量中，测量区域高程600-800m，E1、E2共点，C4高程463m、C3高程396m、C2、C1两个点的高程均为150余米。比较可知，在网形结构较差的情况下，平面位置不会受到太大的影响，但是会产生较大的高程误差，E2的误差达到了0.457m，E1的误差达到了0.234m。
1.2 应用实例2
以某矿区的GPS测量为例。其中测区内原有的导线点用D1、D2表示，该坐标系使用四等水准高程；C级GPS测量点用C4-C7表示，该坐标系使用的是二级水准高程，并以此作为起算的成果。在测量中每个时段都使用了6台静态GPS进行观测，在平差计算中先将4个C级点作为已知点，然后在其中选择3个C级点，以此为已知点，D1、D2和另一个C级点作为未知点进行计算。根据计算结果发现，在平差位置较差方面，以各点为起算点的计算结果比较平均，没有超过精度允许的范围，最大的坐标较差是25mm，但是高程较差均已超出了允许误差范围，最大高程较差达到了0.678m，最小较差也达到了0.052m。
2影响高程测量精度的主要原因
2.1公共点几何水准测量精度对高程测量精度的影响
工程测量中GPS高程计算的正常值需要控制大地高测量的数值以及测量点的高程异常值。利用数学方法计算测量点高程异常值的过程中，测量点大地高与几何水准高程测量值之差对于其测量数值的准确度有很大的关系，因此，几何水准测量的精度对于高程测量数值的精度有很大的影响。
2.2GPS高程拟合方法对高程精度测量的影响
大地高数值的计算与获取需要经过GPS测量，正常高数值的获取需要经过水准测量，高程异常需要根据大地高和正常高之间的差值确定。大地水准面就是通过计算获得的高程异常值拟合出的。利用传统的测量方法得到的几何水准线精度较低，且测量工程的工作量较大，测量的成本很难控制，测量的工作周期较长，且测量精度还受到测量环境的影响，若测量的环境较为恶劣，传统方法测量出的几何水准线精度更低。水准测量法能够对选取少数的GPS测量点进行高程测量，再利用高程拟合技术计算出GPS测量点的高程，利用水准测量法能够有效的提升高程测量的精度。但在实际测量过程中，水准测量方应用与高程测量的过程控制十分困难，且拟合模型的选定与制作也存在较大的困难，因此，高程拟合测量的精度往往较低。
2.3GPS大地高测量精度对高程测量精度的影响
卫星误差是影响GPS大地测量精度的主要原因。卫星误差产生的主要原因有一级卫星星历误差与卫星钟差，此外，卫星信号发射与接受过程中，信号的传递的延迟也是卫星误差产生的主要原因。信号在传递的过程中，经过大气的对流层时会产生对流层延迟效应，且电离层对信号传递的过程也会产生一定的电离层延迟效应，电离层延迟效应以及对流层延迟效应都会使得卫星信号产生一定的误差。当GPS处于静态测绘状态时，信号接收设备的数量以及控制点的准确性对于测量过程的控制有极大的影响，但在实际过程中，采样观察的时间一般都不能够满足测量的要求，且实际测量过程中，信号接收设备的数量往往都不能够达到既定的需求，且控制点的准确性在实际测量过程中也很难保障，因此，高程测量的精度也受到极大的影响。
3工程测量中GPS高程精度提升的措施
3.1强化控制点的布设对于强化控制点的布设这一措施来说，结合上文研究我们能够较为直观了解到该措施具备的较高实用性，而这一措施本质上的保障高程起算点精度也需要引起我们重视。在具体的强化控制点的布设措施应用中，工程测量人员需要需要保证拟合所需的水准点数量大于等于6个，并保证这些水准点尽可能实现均匀分布。值得注意的是，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。
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3.2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。
3.3 大地高测量方法的改进
大地高测量的精度对于高程测量的精度有很大的影响，为了提升高程测量的精度，改进大地高测量的方法以提升大地高测量的精度是其中十分有效的途径之一。大地高测量方法的改进主要通过以下三个方面进行。
3.3.1站址的选择。工程测量的过程中，科学且合理的观测站点的选择对于大地高测量的精度有极大的影响，在实际测量的过程中，观测站点的选择应该结合工程的实际环境，以及工程测量的要求选择最适宜的测量站点。
3.3.2差值求取方法的合理运用。在观测站距离低于20千米的情况下，卫星星历误差、电力延迟误差、对流层延迟误差会对同步观测站点产生一定的影响，因此，同步求差法求取差值需要在两观测站距离小于20千米的前提下。观测站距离在20千米以内的情况下，利用同步求差法求取得差值准确度较高，因此，在实际测量的过程中，应该根据工程测量的实际情况选择适宜的差值求取方法。
3.3.3天线高测量准确度的提升。天线高测量的准确度对于高程测量的精度有较大的影响，因此，在实际测量的过程中应该充分重视天线高测量过程，保证天线高测量方法的准确性。特别是在野外测量过程中，天线测量最好测量其斜高，让后将天线的圆盘分为角度均等的三个方向，再分别测量三个方向的天线高，最后将求取的三个数值取平均值，便能够有效的提升野外测量天线高的准确度。
3.4修正电离层误差
卫星信号会受到大气电离层的影响，造成信号的反射和折射，从而使信号接收的过程中出现偏差，影响高程精度。
3.4.1多频观测修正，也就是在一个测量点上测量多个伪距，然后将伪距测量值的折射率计算出来，得出折射改正数值。
3.4.2电离层模型修正。运用电离层模型来对卫星信号参数进行修正，在电离层模型中纳入得出来的参数，然后进行对比，对卫星信号的参数精度进行修正。
3.4.3同步观测修正。选择两个观测站，距离不超过20km，同时进行观测，再以观测结果为依据，计算电离层的测量精度，从而修正卫星信号的参数精度，降低高程精度误差。
3.5准确量取天线高
在笔者的实际调查中发现，很多GPS测量技术应用的工程项目往往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的问题，由此可见准确量取天线高的必要性，为此笔者建议相关工程测量人员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。
3.6测量基站、测量点和测量时间的合理选择
如果测量范围内的地质条件比较复杂，往往容易产生较强的磁场，周围的强磁场会影响卫星信号接受仪对卫星信号的接收，从而影响测量精度。因此应该尽量不要选择地质条件过于复杂的区域来设置测量基站和测量点。尽管GPS控制测量受到气候条件的影响不大，但是在测量时间的选择上，还是要尽量避开不良天气，避免对流层中的尘埃干扰卫星信号，或者过强的空气对流影响卫星信号的接收。要尽量避免测量误差，应该选择天气状况较好的时间段进行工程测量。
结束语
随着科技的发展和时代的不断进步，工程建设行业发展迅速，在工程测量中逐渐应用了GPS测量技术，该技术是在传统工程测量技术上的创新。GPS技术之所以能被广泛运用到现代工程建设项目中，是因为该技术测量速度快，操作简便，能够大大地提高测量效率。但GPS测量技术中高程精度由于受各种因素的影响，导致高程精度较低，影响到整个测量过程的整体质量。因此，现代工程测量中应用GPS控制测量，必须要分析测量的平面与高程精度，降低高程误差，以提高测量的整体质量。
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论文作者:陈涛
论文发表刊物:《基层建设》2017年第25期
论文发表时间:2017/12/6
标签：测量论文; 高程论文; 精度论文; 工程论文; 误差论文; 电离层论文; 天线论文; 《基层建设》2017年第25期论文;