李雅寧　劉利

[摘要]當(dāng)前GPS技術(shù)已經(jīng)在工程測(cè)量中得到了廣泛應(yīng)用，并逐步取代了傳統(tǒng)測(cè)量手段，通常情況下大面積面狀城市基礎(chǔ)控制網(wǎng)測(cè)量中都可以得到比較理想的GPS網(wǎng)形，但是，很多工程測(cè)量中存在的已知點(diǎn)比較少，因此GPS控制網(wǎng)精度或多或少會(huì)受到一些影響。下面主要針對(duì)工程測(cè)量中GPS控制測(cè)量平面與高程精度的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行分析，相信一定可以為同行的研究提供一些參考。

[關(guān)鍵詞]工程測(cè)量；GPS控制測(cè)量平面；高程精度 文章編號(hào)：2095-4085（2017）05-0032-02

GPS控制測(cè)量技術(shù)與傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)相比其直觀性要稍差一些，平面精度可以符合精度需求，高程精度比較低，嚴(yán)重影響了GPS控制測(cè)量技術(shù)的推廣及應(yīng)用。實(shí)際測(cè)量工作中，很多因素都會(huì)對(duì)其造成影響，很多工程測(cè)量中都存在一些問(wèn)題，例如已知點(diǎn)位置分布不合理、已知點(diǎn)少、網(wǎng)形不佳、不適合進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量等，若GPS控制測(cè)量中缺少理想的網(wǎng)形條件，最終的高程誤差將會(huì)非常大。

1分析高程測(cè)量精度的影響因素

上世紀(jì)八十年代開(kāi)始，GPS測(cè)量技術(shù)開(kāi)始逐步應(yīng)用于實(shí)際工作中，具體來(lái)說(shuō)包括地面監(jiān)控系統(tǒng)、空間衛(wèi)星星座及用戶設(shè)備等部分來(lái)完成測(cè)量工作，然而應(yīng)用GPS控制測(cè)量精度不能實(shí)現(xiàn)直觀控制的目的，同時(shí)目前的GPS商業(yè)平差軟件也不能保證精度的可靠性。下面我們主要針對(duì)高程測(cè)量精度的影響因素進(jìn)行總結(jié)及分析。

1.1GPS大地高測(cè)量精度

在工程測(cè)量中，只有獲得了精準(zhǔn)的大地高程數(shù)據(jù)，才能對(duì)GPS正常高進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算。按照以往的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，GPS大地高測(cè)量精度的影響因素是多方面的，衛(wèi)星誤差相對(duì)論效應(yīng)、信號(hào)傳輸對(duì)流層延遲、衛(wèi)星鐘差一級(jí)衛(wèi)星星歷誤差等均是其影響因素。與此同時(shí)，CPS大地高測(cè)量精度誤差的出現(xiàn)與系統(tǒng)生成模型誤差也有一些聯(lián)系。應(yīng)用GPS技術(shù)進(jìn)行靜態(tài)測(cè)繪的過(guò)程中，一定要確?？刂泣c(diǎn)的準(zhǔn)確性，并安裝足夠數(shù)量的信號(hào)接收設(shè)備，但是，在測(cè)量控制過(guò)程中，以上要求很難得到滿足，同時(shí)采樣觀察時(shí)間也很難得到原來(lái)的時(shí)問(wèn)要求，因此高程測(cè)量精度也會(huì)受到很大影響。

1.2公共點(diǎn)幾何水準(zhǔn)測(cè)量精度

通常有效控制大地高測(cè)量值值差與測(cè)量點(diǎn)高程異常值即可獲得正常值，高程異常值計(jì)算中會(huì)用到數(shù)學(xué)方法，在獲取數(shù)值的過(guò)程中，測(cè)量點(diǎn)GPS大地高于集合水準(zhǔn)高程測(cè)量差二者之間會(huì)出現(xiàn)較大差值，該差值的出現(xiàn)會(huì)對(duì)高程測(cè)量精度產(chǎn)生較大影響。若不能對(duì)水準(zhǔn)測(cè)量精度進(jìn)行準(zhǔn)確嚴(yán)格的控制，那么高程異常值精度則很難得到保證，這種情況下往往會(huì)出現(xiàn)高程精度上的誤差。

1.3GPS高程擬合方法

所謂GPS高程擬合是指利用GPS測(cè)量技術(shù)獲得大地高，然后利用水準(zhǔn)測(cè)量得到正常高，計(jì)算大地高于正常高二者之間差值，即可得到高程異常值。利用高程異?？梢詳M合得到大地水準(zhǔn)面，利用相應(yīng)的計(jì)算方法即可獲得未知測(cè)量點(diǎn)的高程異常值。縱觀多種傳統(tǒng)測(cè)量方法，具有工程量大、觀測(cè)時(shí)間長(zhǎng)、測(cè)量成本高等通病，應(yīng)用傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)很難保證幾何水準(zhǔn)高程值的精度，特別是在一些復(fù)雜地形的地區(qū)，其高程精度更難控制。所以，為了避免高程誤差的出現(xiàn)，通?？梢岳盟疁?zhǔn)測(cè)量的方式對(duì)高程進(jìn)行測(cè)量，通過(guò)少數(shù)GPS點(diǎn)高程測(cè)量之后，利用高程擬合技術(shù)可以即刻獲得其他GPS點(diǎn)高程。實(shí)際控制測(cè)量工作中，往往由于擬合模型選擇不對(duì)，獲得的結(jié)果也不準(zhǔn)確，最終必然會(huì)造成較大高程誤差的出現(xiàn)。

2工程測(cè)量中提升GPS測(cè)量精度的路徑

從上文的分析中可以看出，平面精度智能滿足工程實(shí)際需求，高程精度由于受到GPS大地高測(cè)量精度、GPS高程擬合方法等因素的制約，其值比較低，這種情況下，只有采取合理的對(duì)策才能提升其高程精度，使GPS技術(shù)得到推廣及應(yīng)用。下面主要針對(duì)工程測(cè)量中提升GPS測(cè)量精度的具體路徑進(jìn)行分析。

2.1強(qiáng)化控制點(diǎn)的布設(shè)

要想保證其他各控制點(diǎn)高程值的精度，就必須確保高程起算點(diǎn)的精度，所以，在實(shí)際工程測(cè)量過(guò)程中，應(yīng)對(duì)控制點(diǎn)進(jìn)行科學(xué)合理的布設(shè)，并嚴(yán)格控制高程起算點(diǎn)測(cè)量的精度及穩(wěn)定度。具體來(lái)說(shuō)，擬合需要的水準(zhǔn)點(diǎn)通常應(yīng)在6個(gè)以上，并注意這些控制點(diǎn)應(yīng)均勻布設(shè)。而對(duì)于一些范圍較大的測(cè)區(qū)來(lái)說(shuō)，要想有效提升擬合精度，除了上述需要注意的地方以外，還要構(gòu)建分區(qū)擬合模型。

2.2合理運(yùn)用高程擬合法

對(duì)大地水準(zhǔn)面進(jìn)行擬合的過(guò)程中，數(shù)學(xué)曲面構(gòu)件法比較常用，利用該方法擬合大地水準(zhǔn)面，可以確保GPS測(cè)量點(diǎn)計(jì)算的準(zhǔn)確性，同時(shí)還能計(jì)算出待測(cè)量點(diǎn)的正常高值。具體來(lái)說(shuō)，在實(shí)際工程測(cè)量工作中，應(yīng)合理選擇并利用高程擬合法，例如，應(yīng)用樣條函數(shù)法、平面擬合法及二次曲面擬合法等方法都能很好的達(dá)到測(cè)量要求。二次曲面擬合法是其中應(yīng)用范圍最廣的一種方法；應(yīng)用該測(cè)量法得到的高程異常值誤差最小。具體在工程測(cè)量中，需要結(jié)合觀測(cè)環(huán)境情況的不同對(duì)不同的擬合方法進(jìn)行選擇。

2.3修正電離層誤差

大氣電離層影響衛(wèi)星信號(hào)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)信號(hào)反射、折射等問(wèn)題，進(jìn)而在接受信號(hào)過(guò)程中就會(huì)出現(xiàn)一定偏差，對(duì)高程測(cè)量精度造成不利影響。測(cè)量人員可以合理選擇下列措施對(duì)電離層誤差進(jìn)行修正：（1）多頻觀測(cè)修正。該方法是指一個(gè)測(cè)量點(diǎn)上對(duì)多個(gè)偽距進(jìn)行測(cè)量，并計(jì)算出這些偽距測(cè)量值的折射率，最終得到折射改正數(shù)值；（2）同步觀測(cè)修正。該方法是指選擇兩個(gè)觀測(cè)站，注意兩個(gè)觀測(cè)站之間的距離不能超過(guò)20 km，同時(shí)觀測(cè)，并以觀測(cè)到的結(jié)果作為依據(jù)，對(duì)電離層測(cè)量精度進(jìn)行計(jì)算，達(dá)到修正衛(wèi)星信號(hào)參數(shù)精度的目的，有效降低誤差；（2）電離層模型修正。利用電離層模型可以修正衛(wèi)星信號(hào)參數(shù)以及獲得參數(shù)，進(jìn)而達(dá)到修正衛(wèi)星信號(hào)參數(shù)精度的目的。上述方法中同步觀測(cè)修正是修正作用最大的一種方法，可以有效降低高程精度誤差，經(jīng)過(guò)修正之后獲得的高程精度誤差甚至可以達(dá)到忽略不計(jì)。

2.4準(zhǔn)確量取天線高

天線高測(cè)量若存在誤差也會(huì)影響高程測(cè)量精度，實(shí)際工程測(cè)量過(guò)程中，很多觀測(cè)者在天線高測(cè)量方面都不夠重視，尤其是在野外測(cè)量過(guò)程中，應(yīng)以天線斜高為測(cè)量值，平均將天線圓盤(pán)三等分，并分別在不同方向防治，基于不同方向測(cè)量出天線高。注意天線高測(cè)量誤差通常不會(huì)超過(guò)3 mm，然后計(jì)算其平均值。

3結(jié)語(yǔ)

綜上，當(dāng)前很多工程測(cè)量中均應(yīng)用了GPS測(cè)量技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)在工程測(cè)量領(lǐng)域中具有測(cè)量效率高、功能齊全等諸多優(yōu)點(diǎn)，然而當(dāng)前平面及高程精度測(cè)量上還存在一些問(wèn)題，GPS控制測(cè)量高程精度的影響因素非常多，所以急需加強(qiáng)對(duì)GPS控制測(cè)量精度及相關(guān)技術(shù)的研究，這對(duì)GPS控制測(cè)量精度的提升非常有利，切實(shí)將工程測(cè)量中GPS控制測(cè)量技術(shù)的價(jià)值發(fā)揮出來(lái)。