姚先林
中国水利水电第十四工程局有限公司 云南省昆明市 650000
摘要：在各类工程测量工作开展的过程中，GPS技术得到了大范围的应用。较传统控制测量技术而言，GPS测量技术虽然在测量定位和测量准确度方面有较大的优势，但是由于其高程测量精度较低，并且直观性优势不明显，导致GPS控制测量技术一直难以得到有效的推广和应用。本文以GPS控制测量为研究对象，从多个角度提出了一些加强GPS高程精度控制的有效措施，希望能为相关从业人员提供一些参考。
关键词：工程测量；GPS控制测量；高程；精度
引言
随着我国工程建设行业的发展，GPS测量技术必然会得到进一步的普及与应用，这就对GPS测量的精度控制提出了要求，基于此，加强对工程测量中GPS测量的精度控制分析有十分重要的意义。
1GPS技术概述
GPS又被称之为全球定位系统，具有海陆空全方位三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。该项技术的应用原理在于：将发射无线电信号的发射台从传统的地面位置提升至卫星上，形成全新的卫星定位系统，然后利用无线电特有的测距交会测量原理，将卫星之下地面地形图上的3个及以上的控制基准测量的数据进行整合，最终得出精确位置。
2GPS控制测量高程精度的影响因素
2.1GPS大地高测量精度
影响GPS大地高测量精度的影响因素主要是卫星误差，包括卫星钟差、一级卫星星历误差以及信号传递延迟等。信号传递延迟主要指的是信号经过大气层时产生的对流层延迟效应和电离层延迟效应。同时，在进行GPS静态测量时，控制点的准确性、信号接收设备的数量以及采样观测时间也会在一定程度上影响大地高的测量精度。而在实际测量中，不仅信号接收设备的数量要求和观测时间要求得不到满足，控制点的准确性也难以得到有效保障，因此，GPS测量技术的高程精度一直存在较大的误差。
2.2公共点几何水准测量精度
几何水准测量得到高为正常高，而大地高的数学计算方法为正常高与高程异常的和，因此，公共点几何水准测量精度对大地高的获取有十分重要的影响。而传统的测量工作中，由于测量周期长、测量成本高，并且受环境影响较大，利用传统方法得到的几何水准线精度通常精度较低，那么GPS控制测量的高程精度很容易出现误差。
2.3GPS高程拟合方法
GPS高程拟合法即利用已知点的大地高和正常高计算得到的高程异常值拟合得到大地水准面，然后以此为基础进行未知测量点的高程异常值计算，最终得到测量点大地高的方法。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在实际测量工作中，尤其是一些复杂区域，往往难以有效保证水准高程值的精度，因此，需要用高程拟合法进行未知点的高程计算，而拟合模型的不同，其高程计算结果也不尽相同，因此，若高程拟合模型不合适，必然会导致较大的高程误差。
3加强应用GPS技术测量高程的精度控制的有效措施
3.1位置选择
在进行GPS位置选择时，应该将施工的重点集中在该地能否有效接收卫星信号的施工方向上。具体而言，进行大面积地形图平面控制测量时，应该将GPS的建设地点与施工电厂、城市变电站、电视信号塔、无线发射塔高压电站之间保持一定的距离。在这一前提下，由于某地测量区地处城市北郊区，该郊区内设有电视信号塔，如果在此地周边设置GPS信号基准站，GPS测量技术的应用效果会受到影响。在这一基础上，为了不影响外业定位测量工作的完成质量，应该将建设地点尽量远离电视信号塔。
3.2提高GPS接收仪的精度
应用GPS测量技术进行测量时，GPS接收仪接收到的卫星信号质量直接关系到控制测量的精度，若GPS接收仪存在对卫星信号不敏感、元件损坏，或其本身的精度较低，则很容易导致测量偏差，尤其是在进行外业测量时，较恶劣的天气、复杂的地质条件以及磁场干扰等都有可能对信号造成干扰。因此，条件允许时，应选择高精度的GPS接收仪进行GPS控制测量。
3.3正确量取天线高
天线高测量的测量误差是导致GPS高程出现严重误差的主要原因，因此，在实际测量中，应特别注意对天线高的量取。在实际测量中，天线高的控制是通过天线斜高确定的，具体来说，在天线圆盘的3个方向（间隔120°）分别测定天线高，并根据测量结果对天线进行调整，确保3个方向天线高的差距＜3mm，最后求平均即为所求。还需注意的是，因为在实施野外测量过程中可能会用到不同类型的天线，这就需要测量人员关注中心高度，因为中心高度会随着天线类型的变化而变化。
3.4加强高程控制点布设
高程起算点的精度会直接影响后续高程值的计算，因此，相关工作人员应加强对控制点的布设，最终达到提升起算点高程精度的目的。此外，已知高程点的分布也在很大程度上影响着高程的测量精度，进行高程拟合时，通常需要设置6个以上的已知高程点，并且需要平均分布于整个控制测量网中，若遇到测区面积较大或地形地势较为复杂的区域时，如山区地带等，则需要适当增加已知高程点的密度，或对测区进行分块，分别建立拟合模型，通过分区拟合能够进一步提升高程拟合的精度。
3.5合理选择高程拟合模型
数学曲面构件法是高程拟合中较常用的方法，该方法不仅可以有效保证GPS测量点计算的科学性和可靠性，还能准确计算未知点的正常高。当前较常用的高程拟合模型有二次曲面拟合法、平面拟合法以及应用样条函数法等。在实际测量工作中，需要根据具体的观测环境和观测要求选择合适的高程拟合模型，其中，二次曲面拟合法测量得到的误差最小，因此，是当前应用最为广泛的高程拟合方法。
3.6修正电离层误差
卫星信号属于电磁波的一种，其在穿越大气电离层时通常会出现折射和反射现象，加之其他干扰因素的影响，最终导致GPS接收仪接收到的卫星信号存在偏差，因此，需要对其进行修正。
1）同步观测。利用距离不超过20km的2个观测站同时进行同一测量点的测量工作，然后以二者的观测差值为依据进行电离层测量精度的计算，进而能够对测量数据进行校正。
2）多频观测。该方法是指利用不同频率进行多次测量，对测量得到的伪距测量值进行折射率差异计算，得到折射改正值并对GPS测量结果进行纠正。
3.7避免不良天气的干扰
通常情况下，不良气候会导致大气对流层对流强烈，此时会对穿越电流层的信号造成较大影响，进而影响GPS接收仪的信号接收工作，导致高程误差的产生。因此，在实际测量工作中，工作人员需要尽量避免在不良天气中进行GPS控制测量工作，以确保高程精度。
3.8测量基站与测量点的选择
一般情况下，对GPS观测站的选择并没有明确的可视度要求，但是，观测站选择的科学性和合理性也十分必要。举例来说，某地由于地形复杂、地下物质密度也不合格，这就导致该区域的大多数的地方存在磁场，这种情况会严重影响GPS接收机对卫星信号的接收。因此，实际测量时，需要选择合适的区域进行测量，并且需要确保基地位置的准确性，进而确保工程测量的质量。
结语
总而言之，伴随着GPS技术的不断更新，测绘工作的质量也随之得到了显著的提升。GPS测量技术虽然得到了一定的普及，但是在当前的高程精度测量中依然存在一些问题，需要相关工作人员重视并加以研究，进而在实际测量中对影响测量精度的因素进行较全面的控制，提高测量精度，促进工程项目建设质量的提升。
参考文献
[1]李雅宁，刘利.工程测量中GPS控制测量平面与高程精度分析[J].居业，2017（5）：32-33.
[2]焦东生.工程测量中应用GPS控制测量平面及高程精度[J].工程技术研究，2017（10）：242-243.
论文作者:姚先林
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第23期
论文发表时间:2018/12/17
标签：测量论文; 高程论文; 精度论文; 信号论文; 误差论文; 天线论文; 技术论文; 《建筑学研究前沿》2018年第23期论文;