甘肃 730000
摘要：GPS 测量技术已经被广泛应用到工程测量中，其不仅提高了测量的效率、测量精度，还大大降低了测量人员的工作任务量，能够快速准确地计算出测量数据的结果。但由于外界环境以及测量技术本身的复杂性等影响，导致高程测量精度受到影响，因此，必须加强对高程测量精度的研究，以最大程度上降低高程测量误差，提高测量的整体质量。
关键词：工程测量；GPS控制；测量平面；高程精度
中图分类号：P228文献标识码：A
引言
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。
1 GPS测量技术在工程测量中的应用
目前工程测量中GPS测量技术被广泛应用，由于工程项目建设的环境较为复杂，且条件有限，很多场地难以使用大型的机械设备进行测量，而通过便携式的GPS测量仪器就可以进行工作。GPS测量是以遥感技术与卫星定位技术为基础，通过测量仪器进行数据获取和计算的过程，测量时间短，测量速度快，且具有较高的精度，尤其是平面坐标精度较高，大大降低了测量人员的工作量，提高了测量工作的效率和质量。
例如，在某区域工程测量项目中，GPS测量如图1所示，测量区域内导线点分别为D1和D2，坐标系中高程使用四等水准；GPS测量C级测量点C4、C5、C6、C7，坐标系中使用二级水准高程起算。然后通过GPS控制测量技术进行测量，测量设备选用6台静态GPS仪器，获取的数据使用平差软件进行平差处理，首先使用4个C级点当做已知点进行推算，并应用其中3个C级点当做起算已知点，将剩余的1个C级点和其余2个点D1和D2作为未知点进行计算。通过计算发现平面坐标的精度值满足要求，但高程误差超出了匀速误差的范围，最大高程误差大于0.568m，最小高程误差为0.051m。
2 影响GPS技术高程测量精度的因素
结合上文内容我们能够较为直观认识到GPS测量技术在高程测量方面存在的不足，而为了能够更为深入完成本文研究，我们必须明晰影响GPS技术高程测量精度的因素，结合相关文献资料与自身实际调查，本文将这一因素概括为GPS高程拟合模型的选择、公共点几何水准测量精度、GPS大地高的测量精度三个方面。
2.1 GPS高程拟合模型的选择
之所以说GPS高程拟合模型的选择会影响GPS技术高程测量精度，主要是由于GPS高程拟合模型选择的不当往往会直接导致高程误差的提升。不同于传统的测量技术，GPS测量技术能够较好回避测量时间、测量地形、测量工作量、测量费用需求带来的负面影响，但同时GPS测量技术在高程测量中必须得到的GPS高程拟合模型的支持，由此可见GPS高程拟合模型的选择这一因素对于GPS测量技术应用的重要性[2]。
2.2公共点几何水准测量精度
除了GPS高程拟合模型的选择外，公共点几何水准测量精度同样会影响GPS技术高程测量精度，而这一影响之所以出现，主要是由于公共点几何水准测量精度与GPS大地高测量精度存在较大差值所致，这种差值的存在自然使得依托公共点几何水准测量点与大地高的GPS技术高程测量将受到较为负面的影响[3]。
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2.3 GPS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。
3 工程测量中GPS控制测量平面与高程精度的措施
3.1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。
3.2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。
3.3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。
结束语
总之，随着现代科学技术的不断进步，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，因此，积极探究工程测量中GPS控制测量高程精度分析，对于工程测量技术的进一步改进具有十分重要的意义。
参考文献
[1]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,2016,03:86-87.
[2]吴远兵.工程测量中GNSS控制测量平面与高程精度分析[J].江西建材,2016,08:243+249.
[3]崔志刚.GPS控制测量在工程测量中的高程精度分析[J].科技经济导刊,2016,20:61
论文作者:王福祖
论文发表刊物:《防护工程》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/23
标签：测量论文; 高程论文; 精度论文; 工程论文; 水准论文; 技术论文; 差值论文; 《防护工程》2017年第15期论文;