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GPS控制测量及其高程精度研究【摘 要】GPS控制测量具有不受气候条件限制、速度快和精度高等优点，随着GPS技术的日趋成熟，GPS控制测量的应用越来越广泛。然而，在实际的测量中，仍然有不少因素会影响GPS测量的高程精度。为了提高GPS控制测量的有效性，就应当严格遵循相关的技术操作流程，并合理采用提高GPS高程测量精度的技术方法。 【关键词】GPS；测量；高程；精度；技术 前言 全球定位系统（Global Position System），简称GPS。GPS能够提供高精度、实时、连续的三维坐标与时间信息等，是一种测距与定时的空间交汇定点系统，具有较强的必威体育官网网址性与抗干扰性。近年来，GPS控制测量发挥着越来越重要的作用，逐渐成为了主要的测量方法。 1. GPS控制测量技术操作分析 1.1 主要技术操作流程 GPS控制测量的具体操作流程包括资料收集、选点布网、踏勘埋石、外业观测、数据传输和平差、修补测量、总结成果。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，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。 1.2 GPS控制测量布网探讨 GPS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。 GPS控制测量布网设计应当符合相关的设计基准，采用起算数据与坐标系统明确GPS控制测量的成果，具体包括位置基准、尺度基准以及方位基准等内容。也就是说，GPS网的基准设计就是明确GPS控制测量网的位置基准。通常GPS网形设计需要遵循以下原则：GPS网中不可以有自由基线；在每个测站独立观测两次以上；基线类型不应当超过一定的数量；GPS网和原地面网的重合点应当多于两个，以便于两网之间的坐标转换；尽量降低路径的影响，在视野开阔、交通便利的地方选择GPS点。为了确保GPS控制测量结果的有效性，就应当使GPS控制测量的地理边缘线条能够组成图形，例如三角形或五边形等。 2. 提高GPS高程测量精度的技术方法 2.1 影响高程测量精度的因素分析 影响GPS高程测量精度的因素较多，主要包括：GPS大地高测量精度、公共点几何水准测量精度、GPS高程拟合方法、公共点的分布状况和密度等。 首先，GPS大地高测量精度。提高GPS高程测量精度的主要基础就是获取精度高、准确性好的GPS大地高程观测数据。影响GPS大地高程测量精度的因素主要有：对流层的影响，卫星星历误差，多路径效应，电离层的影响，天线高问题，GPS信号衍射误差以及GPS网图形结构等。在GPS静态定位测量中，合理选择控制点位置就可以降低多路径效应影响。在每条基线的端点上安排接收机，确保观测数据的观测时段和采样率时间，卫星截止高度角应当超过十五度，检核PDOP值，尽量消除各个因素对高程测量精度的影响。 其次，公共点几何水准测量精度。一般情况下，GPS正常高等于大地高与高程异常值的差。而几何水准测量进度对高程异常值有显著地影响。即是否有足够精度的几何水准起算点，直接影响着高程约束平差的精度。在实际的测量中，水准测量的进度应当符合GPS控制测量等级要求，必须严格地检核测量起算水准点的高程，避免出现差错，影响GPS测量的高程精度。 第三，GPS高程拟合方法。通常，现行的几何水准高程测量方法能够获得较高的精度，然而，在测量时具有观测时间较长、费用高、工作量大等缺点。在进行GPS测量时，可以对一些GPS点的高程进行水准测量，再运用GPS高程拟合的方法算出余下的GPS点的高程。为了确保测算出的GPS控制点的高程具有较高的精度，就应当选