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GPS控制测量及其高程精度分析GPS控制测量及其高程精度分析【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，具有较强的保密性与抗干扰性。
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。
局部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测量标准和测量任务书。
静态与动态(RTK)GPS高程精度分析摘要：由于GPS 技术的提高, 国内外学者采用数学拟合的方法求解高程异常值。
但各种拟合方法都有它的优缺点，都有其适用的地区。
大量的实践数据表明控制测量已经在许多工程GPS 中得到应用, GPS 测量的平面坐标精度是可靠的, 能达到工程测量的要求, 而高程测量方面由于受坐标系统不一致、观测误差等的影响, 其精度一直被认为不太可靠, 这在很大程度上限制了GPS 技术的应用。
因此, 有必要对GPS 高程测量的精度和方法进行深入的探讨, 以使其更广泛地应用于测量领域, 为我国的工程建设服务。
关键词：GPS；RTK；高程；测量；精度Abstract: Because GPS technology improves, the scholars at home and abroad by using the method of mathematical fitting for height anomaly. But various fitting methods has its advantages and disadvantages, has its application area. Large amount of practical data show control measure has been applied in many engineering GPS, GPS measurement plane coordinate accuracy is reliable, can meet the requirements of engineering survey, and height measurement is affected by the coordinate system is not consistent, and observation error, the accuracy has been considered less reliable, application of the limits of the GPS in a large extent. Therefore, it is necessary to accuracy and method of GPS height measurement are discussed, in order to make it more widely applied in the measurement field, for our country’s construction services.Key words: GPS; RTK; elevation; measurement; precision1 对GPS网进行静态和动态（RTK）GPS高程量测本次试验采取的是静态载波相位相对定位模式和动态（RTK）测量模式，下面分别介绍9600型静态载波相位相对定位模式和南方GPS（RTK）9800型测量模式。
工程测量中 GPS高程测量的精度分析摘要：分析GPS高程测量中的影响因素，如卫星运行、公共点的精度、大地高转换误差等，并提出提高GPS高程的测量精度的技术措施。
关键词： GPS高程测量；高程精度；技术措施近年来GPS测量技术在工程测量中得到了广泛应用，GPS技术有着诸多优点，比如测量工作的时间比较短，测量定位非常快，测量的准确性比较高，在野外便携式GPS测量设备更容易进入测量现场等等。
但是，GPS控制测量技术比与传统测量方法相比，直观性较差，平面精度尚可，高程误差却较大。
故分析影响GPS测量精度的影响因素，提高GPS的测量精度有重要的实践意义。
影响高程测量精度的主要因素有：1.与卫星相关的因素。
卫星是GPS测量的信息发出点，卫星的分布、数量、稳定性对GPS测量结果的稳定性和精确度影响很大。
GPS接收机是我们最终获得测量数据的载体，其接收的稳定性、位置的偏差都会对测量的结果造成一定的影响。
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。
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.公共点的测量精度问题。
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。
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。
在测算开始前，相关工作人员选取的各个公共点在数量、分布情况上都要保持尽量的科学性，防止公共点数量过多或过少，也要防止公共点在选取过程中密度过大或过小。
3.大地高转换成正常高引起的误差。
通常，工程测量中用大地高与高程异常值相减计算出的数值可以得到正常值。
但是，高程异常会受到在计划中选取的区域内的GPS点的大地高的影响，也会受到测算出的正常高的影响。
因而，高程异常如果想要在一定范围内符合标准，那么在一开始对于公共点的各项数值进行计算时，就要保证足够的精细度。
GPS(RTK)控制测量平面及高程精度分析摘要：近年来随着GPS发展采用载波相位实时动态差分技术进行相对定位的GPS RTK方法,能够在野外实时地得到厘米级定位精度,可以极大地提高作业效率。
本文对GPS RTK的精度进行试验研究,利用实测数据对其校正精度进行对比分析,并探讨影响校正精度的主要因素。
关键词：GPS RTK 控制测量控制点精度1、GPS(RTK)控制测量为了确定动态GPS(RTK)控制测量的精度,笔者在哈尔滨对已布设了D级GPS控制网进行了动态GPS(RTK)测量和静态GPS测量成果的比较。
并联测了四等水准的1个D级GPS点，进行了水准测量和用动态GPS(RTK)测量高程的比较。
设计方案如下：使用南方9600 GPS接收机进行动态GPS(RTK)测量的实验。
选择3个分部比较均匀地已知点进行解算转换参数。
基准站设定在测区中央,地势较高,周围无遮挡物,对D级GPS控制网进行了动态GPS(RTK)测量，并且联测了四等水准的1个D级GPS点。
共观测了15个重复点。
本次观测采用南方9600 GPS接收机进行动态GPS(RTK)测量的实验。
1.1 对测区转换参数的确定选择3个分部比较均匀地已知点进行解算转换参数。
操作：工具→计算七参数为了获得更精确的七参数坐标转换，这时用户需要知道三个已知点的地方坐标和这三个点的WGS-84坐标，可以计算出七个参数，即WGS-84坐标转换到地方坐标的七个转换参数，用户单击确定，就会输入到七参数对话框中。
可以直接输入三个已知点的地方坐标和这三个点的WGS-84坐标，按右上方的“OK”按钮，就会计算出七参数，计算出七参数后，系统会自动打开参数开关，单击“OK”按钮，p选择下一步后，界面如下图1.4：图1.4 基准站架设在未知点（向导1）根据向导提示，输入已知坐标后，直接校正，然后开始测量。
共观测了15个重复点。
为了减少人为误差和偶然误差的影响,观测时每一个点的观测时间设定为5s,每一点观测3次,对3次观测进行了比较,当3次观测中最大和最小点位误差大于5cm时,剔除和平均值相差较大的一个,剩余的取其平均值作为最后观测成果并和静态GPS坐标、水准高程进行比较,见表1.1、表1.2。
工程测量中 GPS控制测量高程精度分析摘要：随着我国现代化经济建设的发展，为了更好的满足国民生产生活需求，基础工程建设在项目体量和质量方面都有了更高的要求。
工程测量是直接影响工程精度和工程质量的关键技术环节，近年来为了提高工程测量水平， GPS测量技术也得到了一定的普及和推广。
但是在实际应用中，高程精度测量环节GPS控制和表现仍然存在一定不足，成为了相关工作人员需要深入研究的课题。
本文阐述了在工程测量中GPS测量技术的主要特性和GPS控制测量高程精度的影响因素，并对工程测量环节GPS控制测量高程精度的有效措施进行了细致分析。
关键词：工程测量；GPS；精度引言：想要对我国工程测量环节中 GPS控制测量技术高程测量精度进行分析，就需要先了解GPS控制测量技术的技术特性和概念。
所谓GPS控制测量技术，就是只通过GPS定位系统，利用宇宙空间中不断飞行的卫星结合特殊定位信息以及设备的无线电信号传输来确定位置的一种定位定向测量技术。
和传统测量方式相比，GPS控制测量技术拥有明显优势，但同时 GPS测量也并非全无缺点，需要相关操作人员在实际工作中进行把握。
1.GPS技术的主要应用特点1.操作便捷性高首先，GPS测量技术的操作便捷性很高，GPS测量时对于相邻各个测量站之间的地理环境，空间环境没有过高要求。
也不需要像传统测量时一样采取通视技术，只要保持测量位置上部空间开阔即可。
其目的是为了保障测量站和相关设备能够顺利接收信号，不会受到其他因素干扰。
这一特点也导致了GPS测量技术的费用大幅下降，测量点位选择更加灵活，显著降低了工程难度。
另外，随着当前我国的技术不断升级，GPS接收器在研究的过程中也在不断的升级，自身的智能化水平与自动化水平也在增长的过程当中。
像GPS接收器的体积会在不断的缩小，重量也在逐渐减小，为工作人员的使用提供了便利，也降低了工作人员在进行工程测量工作时的所消耗的体力。
并且GPS接收机的数据接收速度，接收质量，接收效果也在稳步提升。
ＧＰＳ静态测量与四等水准测量高程精度对比的探讨作者简介：杨利永（１９８５－），男，河南周口人，本科，助理工程师，研究方向：ＧＰＳ及水准测量㊂杨利永（新疆地矿局第一水文工程地质大队，新疆乌鲁木齐８３００９１）摘㊀要：ＧＰＳ定位广泛应用在工程建设中，ＧＰＳ的平面精度很高，但高程精度仍满足不了某些工程的需要，所以在一些高精度的工程当中需要利用水准测设高程㊂在目前的工程建设当中，ＧＰＳ静态测量和四等水准测量都有着普遍应用，但是二者在高程精度方面存在着较大的差异㊂为了对两种测量进行系统的对比，以某项目的测设为基础进行数据的观测对比，分析二者的优势，从而对ＧＰＳ静态测量和四等水准测量的具体应用以及代替使用做出判断㊂关键词：ＧＰＳ静态测量；四等水准测量；数据中图分类号：Ｐ２２８文献标识码：Ａ文章编号：２０９６－２３３９（２０１７）０５－０１５１－０２㊀㊀在目前的工程建设当中，ＧＰＳ定位技术作为一种较为成熟的技术被广泛的使用，尤其是在工程平面控制网的建立当中㊂从实际来看，ＧＰＳ定位的平面精度能够满足大部分工程建设的基本要求，但是在一些精度较高的工程当中，利用此种测量会出现高程异常㊂这说明ＧＰＳ静态测量的高程精度还不够精密，对于一些工程的需要还不能满足，需要用水准测量的方法㊂针对四等水准测量成果，结合ＧＰＳ静态测量数据进行拟合处理后的高程分析，以此对二者测量精度进行对比和评定㊂１㊀相关概念分析１．１㊀ＧＰＳ静态测量ＧＰＳ静态测量是利用测量型ＧＰＳ接收机进行定位测量的一种，主要用于建立各种控制网㊂进行ＧＰＳ静态测量时，人为ＧＰＳ接收机的天线在整个观测过程中的位置是静止，在数据处理时，将接收机天线的位置作为一个不随时间变化的量，通过接收到的卫星数据的变化来求得待定点的坐标㊂在测量中，ＧＰＳ静态测量的具体观测模式是多台接收机在不同的测站上进行静止同步观测，时间由４０ｍｉｎ到几十小时不等㊂１．２㊀四等水准测量水准测量的等级是根据国家水准网来定的㊂国家水准网布设成一等㊁二等㊁三等㊁四等４个等级㊂其布设原则采用从高级到低级，从整体到局部，分级布置，逐级加密的原则，等级划分是根据环线周长㊁附和路线长㊁偶然中误差㊁全中误差来分的㊂在四个等级当中，一㊁二等水准测量称为 精密水准测量 ，是国家高程控制的全面基础，可为研究地壳形变等提供数据㊂三㊁四等水准测量直接为地形测图和各种工程建设提供所必需的高程控制㊂水准测量又名 几何水准测量 ，是用水准仪和水准尺测定地面上两点间高差的方法㊂在地面两点间安置水准仪，观测竖立在两点上的水准标尺，按尺上读数推算两点间的高差㊂通常由水准原点或任一已知高程点出发，沿选定的水准路线逐站测定各点的高程㊂由于不同高程的水准面不平行，沿不同路线测得的两点间高差将有差异，所以在整理国家水准测量成果时，须按所采用的正常高系统加以必要的改正，以求得正确的高程㊂２㊀测区概况此次建设的工程是属于某景区的主干道工程，地址在城区东南的２０ｋｍ处㊂此景区东西距离约４０ｋｍ，南北的距离大约是８ｋｍ，总面积有１８０多平方公里㊂整个景区内山峰众多，就单单低山丘陵就有１５３座㊂从资源来看，景区内的森林资源丰富，植被的类型比较多样，整体森林覆盖率超过了９０％，加之区域内的河湖比较多，所以空气非常的清新㊂对主干道途径区域进行实地考察发现沿线的环境变化十分的巨大，首先是地形起伏较为明显，其次是整个干线穿越了村庄㊁水库以及国有林场，所要面对的环境比较多样㊂从测区的整体情况来看，其呈现一个带状结构，在区域内，其共有２９个待测点与４８２㊁５０６构成了一个四等水准符合路线，水准路线的总长度达到了３２．７ｋｍ㊂在干道沿线选取５个ＧＰＳ控制点作为实验样本进行分析，从而对ＧＰＳ测量高程和四等水准高程进行对比㊂３㊀四等水准测量３．１㊀外业数据采集在此次的测量试验中，采用的仪器是索佳Ｃ３型的自动安平水准仪，此仪器的读数精确到１ｍｍ，估读为０．１ｍｍ㊂在测量的时候，校验仪器以满足野外作业的基本要求㊂精度是每千米往返的测高差中误差ʃ２ｍｍ㊂就本次项目布点的来看，水准路线的布设以附和水准路线为基础，从４８２开始到终点５０６结束，其中经过了５个ＧＰＳ的控制点㊂根据四等水准测量双面尺法的基本原则，在进行外业作业的时候，外业人员的操作要严格按１５１要求进行，外业人员需要具备细心㊁耐心精神，减少读数的误差㊂此外，记录人员要准确记录测量数据，对于发现的误差数据要重测，以保证测量数据的准确性㊂３．２㊀数据处理在外业作业完成后，数据的采集工作基本结束㊂在数据处理的时候，首先要详细检查数据记录的手簿，检查记录中是否有由于大意导致的误差㊂在完成初步的误差检查工作之后，利用清华ＮＡＳＥＷＶ３．０高层测量控制网数据自动化处理软件系统进行数据的平差计算㊂从平差的计算结果可以发现，附和路线的闭合差是４７．０ｍｍ，产生的最大点位误差是０．０１３５０ｍ，最小的点位误差是０．０１２１５ｍ㊂在四等水准测量高程的相关规定中，允许的误差是ʃ１１６．０３ｍｍ㊂此次测量所获得的闭合差要明显的低于规定的先插，所以对线路进行平差，其结果的可靠性较高㊂４㊀ＧＰＳ数据采集与处理４．１㊀ＧＰＳ静态观测使用ＧＰＳ静态观测也需要获取外业数据㊂利用６台华测Ｘ９０型的接收机根据静态定位观测的方法进行实际观测数据采集㊂为了获取准确度较高的数据，在观测前需要校验仪器设备㊂分析和预报ＧＰＳ卫星的可见性的目的是选择最佳的时机进行观测，同时观测的数据信息的精度更高㊂在作业的过程中，作业人员要严格的执行作业标准和规范，其中卫星的高度角要ȡ１５ʎ，卫星的有效观测数量也要ȡ４颗㊂观测人员的观测时段数要ȡ１．６，时段的长度要ȡ４０ｍｉｎ㊂在数据观测时，作业人员不能使用对讲机，因为这样会干扰信号的接收㊂分两次用仪器获取信息，而且两次的相互差不能大于３ｍｍ，否则需要重新设站㊂总之，按照标准进行数据的观测和记录，获取的数据可靠性较高㊂４．２㊀基线解算基线解算是获取ＧＰＳ外业数据之后需要进行的一项重要工作㊂对ＧＰＳ数据进行处理采用的是测绘工程院加密的四等ＧＰＳ点三个㊂这几个点的保存相对完好，点位的精准度也比较高，所以将其作为起算数据比较稳定可靠㊂使用数据处理软件对静态测量获得的数据进行处理，对部分的基线进行剔除便可以得到处理后的结果㊂在整个基线解算工作进行完之后，在ＷＧＳ－８４坐标系中进行自由平差，可以对ＧＰＳ数据中的粗差进行验证㊂通过这个验证，确定ＧＰＳ控网的精度和基线之间是否存在误差，简单来讲就是反映了控网的精度㊂通过最终的解算发现约束平差当中最弱的点是Ｇ５，这个点位中的误差为ʃ０．２６ｃｍ㊂对ＧＰＳ高程进行二次曲面的拟合，可以获得最终的高程，数据分析表明ＧＰＳ网的结构合理，精度高，最终结果的可靠性非常好㊂５㊀ＧＰＳ高程和水准测量高程对比分析从上述的分析发现，ＧＰＳ的拟合高程与水准高程的获取方式不同，因为二者误差的来源㊁种类以及测量精度等方面存在着较大的差异，所以二者整体上存在着比较大的区别㊂从最终的样本高程对比可以发现，两种测量方式获得的高程相差都在１ｃｍ左右，其中最大的是１．１ｃｍ，最小的是０．５ｃｍ，由此说明ＧＰＳ静态测量拟合高程的精度也很高，基本能够达到四等水准测量的精度㊂所以当测量区域比较小而且地势比较平坦的时候，利用ＧＰＳ静态测量也能够达到水准测量的精度㊂换言之就是在此类测量中，可以利用ＧＰＳ静态测量进行水准测量的代替㊂６㊀结语ＧＰＳ静态测量和四等水准测量在目前的工程建设当中都有着重要的应用，但在实践中，四等水准测量其高程精度要优于ＧＰＳ静态测量，所以在一些工程中会使用到四等水准测量㊂相比于四等水准测量，ＧＰＳ静态测量的操作更加的简单便捷，所以对二者的高程精度测量进行对比，分析其差距，可以有效的对二者进行互换和代替，工程测量的效率会更高㊂参考文献：［１］㊀闫建伟，顾和和，张成校．ＧＰＳ静态测量与四等水准测量高程精度对比分析［Ｊ］．全球定位系统，２０１２（３）：７２－７４．［２］㊀刘汉东，张秀鑫，缑慧娟，等．ＧＰＳ高程转换模型在南水北调中线工程中的应用［Ｊ］．华北水利水电大学学报（自然科学版），２０１４（１）：３５－３８．２５１。
