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摘要：GPS定位测量技术主要是在空间保持发行状态的卫星源运行的基础上，向地球发送已加载特殊定位信息的无线电信号，通过GPS定位接受设备对相关信号频率分析，可实现较为准确的定位测量。但是在现阶段GPS定位测量技术应用过程中，已知点少、已知点位置分布不均等问题频繁出现，对整体测量精度造成了不利的影响。因此对GPS定位测量环节平面与高程精度的控制模式进行进一步分析非常必要。
关键词：工程测量；GPS控制测量平面与高程精度
一、工程测量中GPS控制测量操作分析
1、资料收集。在选定测量区域范围后，需要做好相关资料的收集及检验工作，分析测量区域的地形、地貌、基本特征及起算点数据，为后续工程测量提供依据。
2、选点布网。选点布网关键环节，工作人员要按照相关标准和规范要求，分析测量区域地形，综合考虑各方面因素，继而对选点布网进行合理设计。
（3）踏勘埋石。做好选点布网后，要根据点位设计和调度情况做好踏勘埋石工作，便于后续观测工作的顺利进行。
（4）外业观测。利用GPS定位功能得到测量对象的位置信息。
（5）数据处理。通过外业观测能够得到大量数据信息，工作人员需要做好对这些数据信息的整理和储存工作，为后续工作提供真实、准确和完整的信息依据。
（6）修补测量。对于工程测量中存在的误差，要及时做好修补测量，对数据进行平差处理，确认工程测量是否符合规范要求，反之就要按照卫星时段的情况进行补测，以此保证工程测量的最终质量。
二、应用GPS控制测量进行平面及高程精度控制的误差原因分析
1、高程拟合法
首先，GPS控制测量是相对复杂与专业的系统测量体系。工程测量中应用GPS控制测量进行平面及高程精度控制主要依靠卫星定位系统与精确计算，其实质是在地面设置GPS设备，并通过与外太空卫星连接（至少3颗卫星以上）对测量目标的坐标进行精确计算，再将计算结果数据信息传输到地面，使工作人员获得该工程项目需要的数据信息。整体测量流程相对复杂且需要设备支持。但是，由于信号的多路径效应、卫星信号传输的稳定性、地面设备与地球整体运动（地球潮汐、负荷潮及相对论效应等）的影响，会使数据产生较大的误差，其中，系统误差包括：星历误差、卫星钟差、接收机钟差及大气折射误差等。
2、大地高测量精度
GPS测量技术中最重要的是GPS大地高测量，GPS大地高的测量精度对GPS的整体测量精度有重要的影响。基于GPS大地高测量技术主要依靠卫星定位与设备支撑，因此，卫星信号的稳定性对GPS大地高测量精度的准确性尤为重要，如卫星信号出现较长的波动，会影响GPS大地高测量精度，因此，卫星数量与信号质量对GPS大地高测量精度的精准性有重要的保障作用。
三、工程测量应用GPS控制测量平面及高程度精度提高措施
1、优化大地高测量方法
①相关测量人员应结合整体测量工程要求，选择合理的测量位置。在具体的大地高观测点选择时，可依据具体工程测量环境，制定多种站址选择方案。然后依据GPS定位测量站之间距离情况，选择合理的观测位置；②在工程GPS定位测量技术应用过程中，同步观测量求差方法的应用可以有效提高整体测量精确度。同步观测量求差的方法主要是依据相关理论数据，在保证观测站点间距离小于20km的前提下，两个同步观测站点间卫星星历误差、电离层、对流层等相关影响因素可忽略不计。这种情况下，就可以通过同步求差法将已存在的误差进行进一步缩小，从而得出较为准确的大地高数值。需要注意的是，在同步求差法应用过程中，应保证GPS定位测量观测站点间距离在20km以内，即同步观测模式；③天线高度的精确量取也是GPS定位测量技术大地高测量精度控制的重要方面。在户外测量过程中，GPS定位测量技术主要以天线斜高为测量值，然后结合天线圆盘120°为间隔分量结果。通过三个方向天线高的测量，可将整体测量结果误差控制在3.1mm以下。通过三个方面天线高测量平均值的计算可获得较为准确的测量数据。需要注意的是，在实际测量过程中，由于户外作业天线类型具有一定区别，其相位中心高度也会有不同的特点，因此在实际测量环节可依据户外作业天线类型特点设定合理的相位中心高度标准。
2、完善高程拟合数学模型
在实际工程测量过程中，数学曲面构件拟合似大地水准面方法为应用频率较高的工程测量方法。而针对现阶段数学模型应用情况，在实际高程拟合数学模型应用过程中，可在以往二次曲面拟合的基础上，根据测量环境的变化，综合采用平面拟合、样条函数、多面函数等拟合措施，从而得到精确度较高的高程数值。在实际高程拟合数据模型应用过程中，可以通过其他控制点高精度高程值的控制，进行控制点的布设，从而在保证高程起算点稳定性的同时，提高测量精确度。在实际拟合水准点布设过程中，可在以往4个卫星布设点设置的基础上，采用6个以上的卫星测量点。或者依据工程测量地形变化情况，进行分区高程拟合模型的设置，保证高程拟合精度的有效提升。
3、高程拟合法的优化
（1）应根据工程项目现场的实际测量情况，确定高程控制点的数量，例如，工程测量现场较为宽阔时，可以根据实际情况对测量区域进行划分，划分标准并依据具体测量要求与实际情况制定划分标准，然后建立相应的拟合模型为下一步工序奠定基础。（2）基于高程精度的准确性需求，应对高程起算点进行认真考量，主要从起算点的合理性与点位的稳定性着手，并严格按照相关规定与流程进行细化操作。另外，基于测量精度要求，应严格控制测量区域范围中的水准点数量，并按照“均匀排列、有序进行”的标准，且数量不得少于6个。（3）要掌握并了解高程拟合模型，在高程拟合模型的应用过程中，应对其与环境的融合性和可行性进行分析，最后斟酌选用。拟合方法通常包括平面拟合法和二次曲面拟合法，这2种方法基于几何学，可以对计算控制范围区域内部的控制点和待定点进行准确测量。如将2种拟合法结合使用，可以大大降低测量数据的偏差，从而提高测量精度的作用。
4、电离层误差修正
在GPS定位测量技术应用过程中，除了不良天气状况，大气中电离层也会对GPS定位系统卫星信号的接收造成一定的不利影响。甚至会导致卫星信号反射情况的发生。针对这种情况，相关测量工作人员就可以采取一定的电离层误差修正措施。电离层误差修正措施主要是通过电离层修正模型的构建，将GPS定位设备卫星信号接收环节出现的误差进行修正处理。同时为了保证修正卫星信号频率精度得到有效控制，在实际检测过程中也可以通过多频观测修正的形式，在同一个测量点位置进行多个伪距离的测量。然后对不同频率测量获得的伪距离测量数值的折射率进行统一计算，在获得折射修改后的数值之后，可添加到相应频率修正模型中，从而保证整体GPS定位测量精度的有效控制。此外，针对地下介质密度分布不均而导致的GPS定位测量精度误差，可在相应区域位置进行测量点、测量基站的合理设置，从而避免区域磁场对卫星信号接收设备的影响。
结束语
随着经济与科技的快速发展，我国工程测量领域实现了较为长足的进步，GPS测量技术在该领域的广泛应用就是这一进步的最直观体现。所以急需加强对GPS控制测量精度及相关技术的研究，这对GPS控制测量精度的提升非常有利，切实将工程测量中GPS控制测量技术的价值发挥出来。
参考文献：
[1]钟祁福.探析工程测量应用GPS控制测量平面及高程精度[J].建材与装饰，2017（50）.
[2]连毅峰.关于工程测量中GPS控制测量平面与高程精度的探讨[J].资源信息与工程，2017（06）.