工程测量中gps控制测量平面与高程精度分析

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1、工程测量中GPS控制测量平面与高程精度分析摘要：GPS控制测量的优点是不受气候条件限制、速度快和精度高，但是在网型资源不是很理想的情况下，平面精度基本能满足精度要求，却存在较大的高程误差。本文分析了高程误差的主要因素，以及如何提高GPS高程测量的一些对策与措施。关键词：工程测量；GPS平面误差；高程误差中图分类号：P216文献标识码：A全球卫星导航定位系统是通过在空间保持发行状态的卫星源源不断的向地球发送加载了特殊定位信息的无线电信号的某种频率，从而能够实现定位测量的定位系统。最具代表性的是GPS定位测量技术。在实际测量中，大多数的工程测量存在已知点少、已知点的位置分布不合理、网形不

2、佳、不宜进行水准测量等问题，这些问题都会直接导致GPS控制网的精度得不到保障。由于平面精度通常存在的问题不大，对高程精度则有必要详细地探讨。1.GPS控制测量技术操作分析1.1主要技术操作流程7首先，资料收集与检核。测区的范围确定后，就应当按照作业要求，收集起算点数据和附近地区的地图。其次，选点布网。选点布网需要在收集的城市交通图或地形图上进行。根据作业范围与任务要求，综合考虑测区地形、接收机情况、卫星情况等因素，优化选点布网设计。第三，踏勘埋石。综合考虑调度情况和设计点位，合理安排人员踏勘埋石。第四，外业观测。外业观测的任务是获取、接收、跟踪、处理GPS卫星信号，进而获取观测数据，

3、进行定位。外业观测作业时，需要注意卫星数据接受与供电情况。第五，数据传输和平差。完成观测后，应当及时地将数据进行备份。部分数据需要根据无线类型、仪器高、观测时段等情况，改成特定的格式进行传输、存储。第六，修补测量。如果通过平差仍然无法到达测量标准，就应当修补测量。尽量在图形强度因子小、卫星多的时段开展补测工作。最后，总结成果。按照相关要求总结成果，编制相应的图表。1.2GPS控制测量布网探讨7GPS控制测量布网的设计依据是GPS测量规范和测量任务书。GPS测量规范主要是由行业部门或国家质量监督局制定、颁布的GPS测量技术标准。目前，《全球定位系统测量规范》是GPS控制测量所遵循的主要

4、标准，是国家质量监督局于2002年制定、颁布的国家标准。测量任务书，也就是测量合同书，是由合同甲方规定的GPS控制测量的相关目标、技术规定的文件。此类技术文件具有指令性，明确指出了GPS控制测量的任务、密度、精度、提交成果的时间、经济指标等内容。2.影响高程测量精度的主要因素2.1GPS大地高的测量精度推算出精度较高的GPS正常高的重要前提之一是获得精度较高的GPS大地高程观测数据。通常，影响GPS大地高测量精度的因素主要有：卫星星历误差、卫星钟差、相对论效应等，这些是和卫星相关的误差；与信号传播有关的误差有对流层延迟、电离层延迟、多路径效应等等；与接收设备相关的误差有天线对中误差、

5、天线整平误差、量取天线高引起的误差、由天线相位中心导致的误差等；在星历、已知点三维坐标的影响下、或者选用有误差的模型的影响下导致数据处理产生误差。当进行GPS静态定位测量时，必须要确保控制点位置的准确性，安置足够数量的接收机，确保得到的观测数据满足要求（采样率时间以及观测时段的时间通常要在25min以上），仔细明确卫星的截止高度角和天线高度，这些都可以在一定程度上减小甚至完全避免上面提到的影响因素，确保高程测量达到要求的高精度。2.2公共点几何水准测量精度7通常，控制测量点的大地高与高程异常值的差值就可以得到正常值。其中高程异常值是运用数学方法拟合得到的，并且与测区某些点的GPS大地

6、高和相应的几何水准高程测量值的差值有关。所以不难看出，要想得到高精度的高程异常值，就必须要求有高精度的几何水准测量起算点，还要注意的是，在工程测量中，水准测量本身的精度等级也是有严格要求的。2.3GPS高程拟合的方法大地高减去正常高就得到了高程异常（大地高是由GPS测量得到的，正常高是由水准测量得到的），再由高程异常拟合出似大地水准面，然后通过解算得出未知点的高程异常，这就是GPS高程拟合的基本原理。虽然通过传统的方法测量得到的几何水准高程值具有很高的精度，但是在实际的工程施工测量中，存在很多苦难，如工作量巨大、测量费用高、观测所需的时间较长，在一些山丘等地质情况复杂的地区，其测量值

7、达不到工程所要求的精度等等。因此我们可以采用水准测量方法进行测量，即对很少一部分的GPS点进行高程测量，然后利用高程拟合技术手段解算出剩下相关GPS点的高程。因此，选择合适的大地水准面拟合模型，并对其进行准确的计算，都有益于得到高精度的控制点高程。2.4公共点的密度以及其分布状况除了上述三方面以外，满足要求数量的高程控制点，较为均匀的分布在测区范围内，都能提高高程拟合的整体精度。3.提高GPS高程测量精度的措施73.1针对大地高测量采取的方法3.1.1差值