王大益
泉州市亿美工程勘测有限公司 福建 泉州 362300
摘要：GPS技术是当前工程测量领域常见的一项技术措施，在工程测量方面GPS发挥了重要作用。文章主要对GPS技术进行分析，并探讨该技术下控制测量平面与高程精度的方法对策。
关键词：工程测量；GPS；控制测量；高程精度
引言
由于GPS测量技术应用的强大优势，在各种工程中被广泛应用，其应用设备携带方便，与传统测量方式相比大大提升了效率。GPS测量技术是在综合利用卫星定位技术与遥感技术得以实现的，在进行作业操作时，要计算卫星的运行轨迹，还要考虑大气层情况以及发射与接收设备等因素的影响，如果大气对流层中反射的物质比较多，就会干扰到信号的传输，从而影响到高程测量数据的准确性。而且大部分工程测量具有的已知点相对较少，已知点位置分布不合理、网状不佳等情况，使其水准测量很难进行，这就使得GPS测量时，难以保障控制网的精准度，在测量过程中，高程精度误差相对比较明显。
1 GPS系统的概念
GPS系统，即全球定位系统，最早主要是应用于无线导航中，为交通工具或者个人用户提供全天候、全球性、续航性高的实时精准三维坐标服务。现今GPS不断地发展，除了导航也开始拓展到其它各行各业中，比如现今各种运输交通工具中的定位以及路线查找；勘探行业中观测周边环境，了解需要装备的各项物品；地址海洋变化的实时监控；对于国界以及领土海洋边间的确定和标记；测算大地的水准面等等，都可以用到GPS系统，尤其是在工程测量方面，不仅能够精准测量，还能够有效降低测量成本。
2GPS控制测量平面和高程精度的主要因素
2.1高程拟合法
GPS控制测量平面和高程精度，实际就是利用卫星定位技术对测量数据进行计算，因此卫星的信号传输就显得尤为重要，卫星信号的质量直接影响着测量结果。GPS测量系统主要就是通过地面设备与太空卫星连接(卫星数量要在3颗以上)对测量对象进行测量计算，整个作业流程比较复杂，需要多种设备支持，而且由于卫星信号的传输路径多，传输稳定性控制难，还有各种自然现象的影响，都会对测量数控产生影响。
2.2选择测量平面的标准不明确
在工程测量中，对于测量平面的选择以及控制点位置的选择都有着非常严格的要求，只有经过严谨的计算，才能够保证测量平面与控制点位置选择的科学合理性。但是部分技术人员在运用数学方法拟合得到高程异常值的过程中，并没有严格按照相关标准控制水准测量的精度等级，导致高程起算点的精度无法满足相关部门的要求，GPS的功能发挥也受到限制。
2.3测量当地环境较为复杂
现今许多工程测量时工程现场的周边环境都比较复杂，从地形到地貌、从起伏程度到相关水文环境，加上地理位置比较偏僻，周边的气候以及地理环境比较恶劣，因此也会影响到工程测算的精准程度，这会大大增加测量工作的测量内容、测量时间以及测量经费等等，这些情况对于GPS控制测量法中针对数据的测量都会造成负面影响，在一般的工程测量中一般会采用高程拟合的方式，借由直高程测量的方式进行精度测量。首先是通过GPS控制测量法得到相应的大地高程数值，再由这个高程数值减掉正常情况下的高程数值，从而获得高程异常数值，再通过高程拟合的相关公式重新进行计算，之后就得出大地水准控制点。当然在实际的测算中还会存在许多的原因影响到GPS系统控制测量的精确性，这都是需要一一解决或者克服的困难。
3提高GPS控制测量平面及高程精度的对策
3.1高程拟合法的优化
为提高GPS控制测量精度，可以通过以下几个方面对高程拟合法进行优化来实现:第一，要充分对项目区域进行考察，控制点数量要根据测量项目的实际情况确定，例如，当作业区域面积开阔的时候，可以根据测量区域的特点以及项目要求，对该区域进行划分测量并建立拟合模型，为后面的测量作业做好准备。第二，为了保证精度的准确性，作业初要对高程的起算点的合理性与点位的稳定性进行细致考量，测量作业的流程以及实际操作要严格按照规定和标准进行。除此之外还要严格控制测量区域的水准点数，尽量多的均匀布置，最低数量也要不低于6个。第三，要充分了解并掌握各个高程拟合模型特点，认真分析各个高程拟合模型在工程项目中应用的情况，科学论证后才能确定最终方案。常用的拟合法有两种，分别是平面拟合法与二次曲面拟合法，这两种方法都是基于几何学，能够准确计算控制范围内的控制点与待定点。在作业时如果能够综合使用两种方法，将可以很大程度的降低测量数据的误差，提高测量精度。
3.2加强测量平面选择标准的控制
通过对测量平面的高程以及高程异常值进行严格的计算，加强测量平面选择标准的控制，对于提高工程测量的准确性具有十分重要的意义。第一，为保证各GPS高程点达到测量标准，关键是具有高精度的高程起算点，包括点位的稳定性和测量精度等级。同时拟合所需的水准点需满足均匀分布，数量至少为6个。当所测区域面积及地形差别较大时，可将测区分块分别建立拟合模型，以有效的保证高程拟合精度。第二，采取有效的方法控制大地高的精度。包括正确的量取天线高，重视站址的选择，将GPS网的图形结构进行优化设计，运用同步观测量求差值等。第三，选用合理的高程拟合模型，通常情况下，平面拟合法、二次曲面拟合法、样条函数法及多面函数法比较常用，而在计算高程测量值的过程中，为了加强误差的控制，得到较高精度的高程异常值，在使用二次曲面拟合方法的同时，还要充分考虑不同地质特点等因素的影响。如果工程测量位于偏远山区，地质环境相对复杂，那么就要对测量区域周边的磁场、空气对流层、地下介质密度以及土壤特点等进行充分的考虑。测量平面要优先选择地势相对平坦的区域，同时严格控制不同测量基站之间的距离，根据实际情况合理控制测量基站的设置数量，确保卫星输送信号的正常接收。
3.3 大地高程测量的注意事项
在GPS控制测量中，要注意大地高程测量不仅会受到外部环境的影响，还可能会受到操作人员操作习惯的影响，尤其要注意的是测量天线的高度要符合GPS控制测量的标准，测量天谴的高度能够直接影响到GPS控制测量所得数据的准确性，一般情况下需要设立三个不同位置的测量天线高度，从而活动三个标准下状况下的数据情况，计算出天线高数据的平均值后还要确保天线高产生的误差不能超过3mm。应用GPS控制测量的过程中也要选择合适的测量站点进行有效的测量，确保数据能够按照标准进行有效接受，这就要求GPS控制测量时要选择合适的地理环境进行GPS信号的接受工作。
3.4重视工程测量误差的修正与校对
对工程测量误差的修正与校对有足够的重视，可以有效提高GPS控制测量平面与高程精度。而针对工程测量误差的修正与校对，主要使用以下三种方法：第一，通过使用双频接收机采集GPS数据，利用不同频率的观测值组合进行电离层延迟改正、利用电离层模型加以改正、利用同步观测值求差来进行改正，以削弱电离层误差的影响。第二，减小接收机位置误差，将多台GPS数据接收仪设置到测量平面上，通过对多台数据接收仪接收的信息进行比对和研究来提升工程测量数据的质量。第三，通过计算机网络技术进行数据参数的修正。
结语
综上所述，通过GPS控制测量平面与高程精度进行全面分析，能够知道测量精度的影响是由多方面因素造成的，这就要求施工单位能够做好保障工作，切实加强平面测量高程精度控制，细致的筹划、科学严谨的布局、合理搭配科学的计算方法，提高控制测量水平。
参考文献
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