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摘要：随着科学技术的不断发展，GPS在水利测绘工程中应用越来越广泛，并逐渐取代了传统的高程测量方法。本文笔者以GPS高程测量在我国水利测绘工程中的应用为出发点，详细分析了GPS高程测量在实际运用中的工作原理。针对GPS高程测量中存在的误差，笔者也提出了一些整改建议。
关键词：水利测绘工程；GPS；建议；问题；措施
GPS是全球定位系统的简称，高程测量技术是通过GPS技术实现对地面的三维定位，接收人造卫星发射的电波，经过对电波的分析研究后，准确的测算出所测地点的三维坐标、正常高以及大地高。其中正常高需要通过水准测量方法并精确到厘米进行测量计算，相比较而言大地高测量较为便捷，可以通过直接测量得出。GPS--高程测量与传统测量方法在操作上更为便捷。在精确度方面，随着我国科研机构工作人员的不断探究，GPS精度有了极大提高，在测量工作中受天气限制较小。
一、GPS--高程测量工作原理
通过GPS技术，第一步测算目标测量范围内的GPS大高地，为了达到高程拟合运作要求，利用水准测量技术精确测量出目标测量范围内GPS点正常高的值。再得出GPS点的正常高以及大地高的准确值后，就能够计算出高程差异，即：高程差异=大地高-正常高。完成上述测算以后，运用平面拟合和曲面拟合计算出目标测量范围内其余所有的GPS点正常高值。但是需要注意的是，GPS的参考数值中，大高地数值没有实际的物理意义。大高地是指地面点形成的椭圆法线与参考椭圆之间的距离。此外正高与正常高也不能等同，正常高是指地面点与大地水准面之间的垂直距离，正高是指地面点沿着铅垂线与大地水准面之间的距离。高程差异是指参考椭圆与大地水准面之间的距离。
二、GPS测量数据与测量方法
(一)GPS测量数据的处理
GPS测量数据处理包括两个方面：GPS网平差处理和数据预处理。GPS网平差处理主要是利用某一个点将其设置为三维坐标点，通过一次测算进行GPS网平差处理与坐标转换。数据预处理的主要目的通过整理和分析原始数据，获得GPS观测的基线向量，为计算平差打下良好基础。
（二）GPS测量方法
GPS测量方法最关键的是单点定位技术。单点定位技术操作简单，主要是通过卫星电波测算出一个点的坐标三维数据。一般情况下，单点定位技术可以接收四个卫星发出的信号并及时的进行分析。但是这种测量方法并不完美，也存在一定的缺陷，因其主要依靠天线和接收线确定三维数据坐标。所以，在精确度上还有待提高，在进行定位测量时建议不要选用单点定位法。相对定位法也是GPS测量方法中比较常用的方法，相对定位法包括：静态测量、动态测量以及快速静态测量。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆静态测量是指在多基准线两端设置两台以上的接收机和天线来接收和分析卫星发出的信号。动态测量是指在测定区域内以一个点为基准点，通过接收机和天线进行可见卫星追踪，与静态测量相比精准度较低。快速静态测量首先需要选定一个基准点，在原控制点上保持一台接收机设置，另外利用其他接收机进行观测和分析。
三、GPS测量误差分析
造成GPS误差产生的原因主要有：信号传播误差、接收线误差、卫星相关误差等。
（一）信号传播误差
距离地面40千米以上的区域为对流层，GPS信号在穿越对流层时会产生传播路径弯曲，这就造成测量距离出现偏差，形成流层折射误差。针对该种误差可以通过同步测量数据差值来减弱测量距离形成的误差。在GPS精度测量中多路径误差是造成测算值误差的最严重的误差类型，在实际测量工作中，目标测量对象范围内的其他区域通过反射卫星的信号，造成测量误差产生。
（二）卫星相关误差
卫星相关误差主要表现在卫星的位置与实际区域位置存在误差，也可以称为星星误差，通过对同一卫星安置多个观测站进行观测分析可以减少误差产生。相对论效应是指卫星钟与接收钟机在形态差异下形成的误差，可以通过保持二者之间的相对独立性来减少误差。
（三）接收线误差
在实际观测工作中，天线相位的中心位置因为受到信号方向及位置的影响，会产生天线中心位置误差。观测站中心与接收机天线中心出现的误差即为接收机位置误差，此种误差可以通过操作人员在工作中谨慎认真的态度来尽量避免。
四、水利测绘工程中GPS--高程测量的有效运用
根据上文表述，笔者对GPS--高程测算工作原理与参数指标都进行了详细的分析，近年来，随着GPS--高程测算技术的不断进步，在水利测绘工程中该技术应用范围不断扩大，引起水利工程人员与科学家对此技术的关注。通过对GPS技术容易出现的传播误差、接收线误差、卫星相关误差的分析，从各个方面和细节中对测量区域和范围产生的误差进行探究。在传统高程测量的实际操作中会遇到比较多的问题，例如：由于水利工作需要，在水利工程修建的位置选择上会出现地形复杂、路线崎岖、交通不便、地势偏僻等现象，因此依靠传统高程测量方法很难准确且快速的测算出所需数值。利用GPS--高程测算可以对偏远地区的水利设施数据实现实时监测，及时发现数据异常，减少水利测绘工程中存在的隐患，极大的减少人力资本投入，实现测绘工作的省时高效。
五、减少GPS--高程测量误差的建议
在GPS--高程测量中要选择高精准度的基准网作为数据参考标准；在接收机选择上建议选用信号相同且双频的接收机；为了保障检测的清晰度可以适当增加多余观测；通过合理的设计GPS网来提高大地差测量的准确度，并做好卫星预报工作，实际操作中还需考虑目标观测范围内的环境变化；通过拟合计算以及连测水准的数值分析，实现精准度提高。
结语：
GPS--高程测量技术与传统的测量技术相比具有准确度高、节省人力成本、受环境限制较小等特点。随着我国GPS技术的不断发展，水利测绘工程中GPS--高程测算的应用越来越广泛，在给水利测绘工作提供便利的同时也推动了我国水利工程的发展。本文笔者通过详细的分析GPS--高程测量技术的应用原理、测量方法，展现了GPS--高程测量技术的优越性。通过GPS--高程测量技术误差产生的原因分析，笔者提出了几点建设性意见，希望对我国的水利测绘工程中GPS--高程测量技术的有效运用起到积极的推动作用。
参考文献：
[1]崔卫华.浅谈水利工程测量中数字化测绘技术的应用[J].珠江水运,2015(17).
[2]星万程.数字化测绘技术在水利工程测量中的应用研究[J].中国水运，2013（12）
论文作者:程泽云
论文发表刊物:《基层建设》2016年10期
论文发表时间:2016/8/3
标签：测量论文; 高程论文; 误差论文; 技术论文; 接收机论文; 水利论文; 是指论文; 《基层建设》2016年10期论文;