摘要：随着社会经济的发展，科学技术与信息技术也得到快速的发展与进步。GPS 技术具有效率高、不受气候的影响、功能多等优势，因此GPS 技术在工程测量中得到广泛的应用。与传统的测量方式相比，GPS 技术具有不可超越的优势，但是它在直观性以及平面与高程精度等方面仍存在一些不足。本文对GPS 技术在工程测量中的应用现状简要的分析，并分析了影响GPS 高程测量精度的主要因素，以及提高GPS 高程测量精度的具体途径。
关键词：工程测量；GPS；控制测量平面；高程精度
前言
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，不仅应用到国防经济、军事建筑等方面还用于日常的定位，GPS 主要是通过接收卫星信号来实现定位，最具有代表性的是GPS 定位测量技术。随着GPS 技术的不断发展与日趋成熟，它基本上取代了常规的测角、测距的手段建立控制网的方法。
一、我国工程测量中GPS技术的应用现状
目前我国的项目工程中的工程测量中的GPS 技术应用，有着许多的优势，比如: 测量工作的时间比较短，测量定位非常快，测量的准确性非常高等等，现在在我国得到了一致的肯定与广泛的应用。尤其是在进行野外勘查测量的工作时，那些大型的测量用的机械设备没有办法进入到测量现场，那么便携式的GPS 测量设备就可以发挥非常打的作用了，这些设备携带方便给测量工作带来了非常打的方便。但在实际测量中它并不是毫无缺陷的，由于受到多种因素，比如接收设施、大气层、卫星轨迹等的影响，在工程中测量时会出现已知点少且位置分布不合理、网信形不完善、无法进行水准测量等问题。如果不对GPS 技术进行完善， 那么就无法保证GPS 控制网的精度。
二、造成GPS 技术高程精度误差的影响因素
2.1 GPS 高程拟合方法
GPS 测量技术会对大地高进行测量，然后运用水准测量的方式将正常高得出来，二者的差值就是高程异常，再对其进行拟合，得出似大地水准面。此时只需运用一定的计算方法，就能够对未知点的高程异常进行测量。为了克服传统测量方法中几何水准高程值的精度较低的问题，可以运用水准测量来对高程进行测量， 减少高程误差。这种方法是先测量少数GPS 点的高程，再运用拟合手段将其他GPS 点的高程计算出来。但是在实际应用中如果拟合模型选择不当，就会导致高程误差过大。
2.2 公共点几何水准测量精度
在正常情况下，要得到测量点的正常值，只需对其大地高测量值和高程异常值的值差进行控制即可。当前往往要运用数学方法来对高程异常值进行计算，在获取数值的过程中，测量点的几何水准高程测量差与GPS 大地高之间的差值会产生较大的影响。如果没有严格有效的控制水准测量的精度，就难以保证高程异常值的精度，容易出现高程精度误差。
2.3 GPS 大地高的测量精度
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。系统生成模型误差、天线对中误差、天线整平误差、接收设备问题、电离层延迟、多路径效应、对流层延迟、卫星钟差一级卫星星历误差、关于卫星误差的相对论效应等都会影响GPS 大地高测量精度。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。如果是运用GPS 技术进行静态测绘，往往要保证信号接收设备的数量能够满足测量需要，并对控制点的准确性进行保证，但是在实际测量工作中往往难以确定采样观察时间，也难以保证信号接收设备的数量和控制点的准确，容易造成高程精度误差。同时，在实际测量中还有一些主客观因素也会对高程精度造成影响，例如测量现场有磁场、不适合测量的环境、天线高量取不准等。
2.4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。
三、提高GPS 高程测量精度的措施
3.1对高程拟合法进行合理运用
在拟合似大地水准面时，数学曲面构件法是一种比较常用的方法。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通过该方法对大地水准面进行拟合之后，就可以对GPS 测量点进行计算，并将待测量点的正常高值计算出来。在实际工程测量中，应该对高程拟合法进行合理的选择和运用，例如可以选择二次曲面拟合法、样条函数法、多面函数法、平面拟合法，其中应用范围最广的是二次曲面拟合法，该方法得出的高程异常值具有相对较小的误差。具体测量时也要根据不同的观测环境来选择不同的拟合方法。
3.2提高大地高测量结果的精度
在工程测量中GPS 控制高程精度，需要先控制大地高测量精度。其一，必须发挥同步观测法的优势，对数据进行简单处理。最大限度减小同步观测站受对流层影响，缩小卫星星历误差，只有这样才能将误差降低到最低程度，从而为大地高测量精度提供充分保障; 其二，GPS 对于大地高的测量，需要科学选择测量地址，使观测点位置不仅满足相关规定要求，还需要根据实际测量环境，制定出科学的地址选择方案，从而确保GPS 大地高测量精度; 其三，需要确保天线高的位置，使其位置选择准确，只有这样才能避免GPS测量误差的出现。
3.3加强控制点的布设
确保高程起算点的高精度是拟合出其他控制点高精度高程值的重要前提。所以,在实际的工程测量中要加强控制点的布设,确保高程起算点的稳定性以及测量精度。不仅如此,拟合所需的水准点应尽可能分布均匀,数量应在六个以上。当工程测量地形复杂、测量范围大的情况下,可以采用分区建立拟合模型的方法来提高高程拟合的精度。
3.4对电离层误差进行修正
大气电离层对卫星信号存在着干扰与折射、反射作用，使得卫星信号在穿透电离层到达地球表面GPS 接收仪的时候，往往会出现非常大的偏差，因此我们需要对其进行适当的修正。主要采用多频观测、电离层模型、同步观测等这些方式。
3.4.1多频观测：多频观测主要指的是在某一测量点对多个伪距进行测量，根据不同频率测得的伪距测量值在电离层中的折射率差异推算出电离层的折射改正数值，以此提高GPS 测量精度。
3.4.2电离层模型：我们在用单频GPS 接收仪来进行工程测量的时候，一般情况下，可以选用导航电文提供的电离层模型进行参数修正。通过测量我们可以得出的参数放置于导航电文提供的电离层模型中来进行参数比对，进而对参数进行精度修正。
3.4.3 同步观测：我们在某一测量点设置多台GPS 接收测量仪，通过二者基线两端观测差值来对电离层测量精度进行计算，修正测量数据。
3.5选用高精度的GPS接收仪
选用高精度的GPS 接收仪在进行工程测量，配合高精度的计算方式，对卫星信号的相对信号变化产生的参数偏差有着较大的敏感性，能够准确分辨干扰信号与正常工作信号的差别，进行合理的计算选择。
3.6 选择合适的测量基站、测量点和测量时间
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。
四、结语
GPS 测量技术已经在很多工程测量中得到了应用，其具有功能齐全、测量效率高的优点，虽然在平面和测量高程精度方面仍然存在一定的问题，很多因素都会对GPS 控制测量的高程精度造成影响，但是只要在实践中进行不断地改进与完善,GPS测量技术将发挥更加重要的作用。
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作者简介
黎礼雄（1980-）, 男，广西桂平人，助理工程师，大学本科，从事工程测量工作。
论文作者:黎礼雄
论文发表刊物:《基层建设》2017年第12期
论文发表时间:2017/8/11
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; 大地论文; 《基层建设》2017年第12期论文;