中国核电工程有限公司 福建省福州市福清市 350318
摘要：20世纪80年代开始，GPS测量技术开始出现并逐步投入使用，其主要包括用户设备、地面监控系统和空间卫星星座，卫星所发射的无线电信号会由GPS导航定位接受，从而完成测量工作。然而GPS控制测量的精度难以进行直观的控制，当前GPS商业平差软件也不能显示出可靠的精度。而且在GPS控制测量中，如果缺少理想的网形条件，往往会产生较大的高程误差。
关键词：工程测量；GPS控制测量；高程精度分析
1影响高程测量精度的主要原因
1.1GPS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。
1.2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。
1.3GPS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工程测量中GPS高程精度提升的措施
2.1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。第一，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。第二，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。第三，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。
2.2高程拟合方法的改进
通过大量的实践测量过程分析得到，二次曲面拟合法、样条函数法、多面函数法、平面拟合法四种拟合模型中二次曲面拟合方法不仅应用广泛，且其拟合求得的高程异常数值准确度也相对更高。
2.3高程控制点布设的加强
高程值计算精度的提升首先应该有高精度的高程起算点，在实际测量的过程中，为了提升高程起算点的精度，应该加强控制点的布设。此外，拟合水准点的分布情况对于高程测量的精度也有一定的影响，因此，在实际测量过程中，拟合水准点最好应该设置六个以上，如遇山区地带还需适当加大高程控制点的密度，且需平均分布。
2.4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。
3工程测量中GPS控制测量高程精度实例分析
某村测区GPS高程控制网施测范围呈条带状，东西长约7.25km，南北宽约1.20km，测区面积8.11km2。为了检验GPS高程测量的实际精度，在该测区内沿途布设6个GPS控制点，平均边长为2.3km。首先通过三等水准测量方法获取各点的实际高程后，利用GPS观测的大地高差与其做对比分析。GPS仪器采用4台南方灵锐S86型接收机，观测方式采用静态相对定位模式，仪器设置卫星高度角大于15°，有效观测卫星数大于5颗，采样间隔为20″，PDOP值小于6，观测时间为90分钟。外业观测完成后，采用南方测绘GNSS数据处理软件，对基线向理进行解算，并按不同的时间段分别截取，进行分析处量。如表1。
4结束语
⑴通过合理的观测方法和数据处理，得到较高质量的GPS高程数据，观测时间应在60分钟以上;⑵采用二次曲面拟合方法，更容易较好的达到精度要求;⑶内业解算时，对于不合格的卫星及数据进行剔除，能提高数据的可靠性和准确性。总之，GPS高程测量技术在工程测量中的应用十分广泛，积极探究影响GPS控制测量平面与高程精度的原因以及高程测量精度提升的措施对于工程测量技术的改进十分重要。
参考文献
[1]苏志华,周春柏,刘晚霞.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（3）:56-58.
[2]穆宁.工程测量中GPS控制测量平面与高程精度分析[J].低碳世界,2016,（26）:115-116.
[3]张贤勇.浅谈工程测量中GPS控制测量平面与高程精度分析[J].科技资讯,2015（31）:9-10.
[4]刘晓明,李玉洁.工程测量中GPS控制测量平面与高程精度分析[J].门窗,2016（3）:86-87.
[5]黄仁海.工程测量中GPS控制测量平面与高程精度分析[J].低碳世界,2016（11）:37-38.
[6]马保军.浅析网络RTK高程精度的分析及在实际中的应用[J].科技创新导报，2013（21）.
论文作者:刘庆,张驰
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第7期
论文发表时间:2017/8/8
标签：测量论文; 高程论文; 精度论文; 过程中论文; 工程论文; 水准论文; 大地论文; 《建筑学研究前沿》2017年第7期论文;