GPS高程在市政工程测量中的应用研究

摘要：随着科学技术的进步和发展，整个测绘学也得到快速的发展，在市政的工程测量中，GPS的高程测量应经是得到了广泛的应用和推广。虽然说GPS的平面控制网已经得到了人们的认可，但是GPS的高程测量精度仍然是人们比较关注的一个问题。人们希望可以用GPS的高程测量把水准测量来进行替换。本文主要是根据测绘工作的具体感受，来对GPS的高程测量的方法和理论进行一定的探讨和研究。

关键词：GPS；高程测量；精度；市政工程

GPS就是全球定位系统的一个简称，因为它是新一代的定位和卫星导航系统，所以它有着自己本身的特点，如全球性、高效益和高精度等。因为它自身的这些特点，所以让它在测量工程中得到了很广泛的应用和推广。GPS在进行平面测量的时候精度是很高的，正是因为这样所以GPS在工程测量中才能被认可，但是在进行高程测量的时候，GPS测量还有很多需要我们测绘工作者去解决的问题。所以在进行高程测量的时候，因为GPS的精确性得不到保障和测量高程的一些限制性，所以在进行高程测量的时候，GPS的应用还不是很广泛。

一、在测量工程中的高程系统

在进行具体的测量工作的时候，一般常用的高程系统主要有大地高系统、正高系统和正常高系统。在大地高系统中，我们主要是对一个椭球面作为一个基准点来进行参考的一个高程系统，而正高系统则是以大地水准面来作为一个参考基准面的高程系统。而在三个高程系统中，是可以通过一定的公式进行相互间的转换。

二、影响GPS高程测量精度的原因

（一）因为GPS是一个全球卫星定位系统，所以如果在进行GPS高程测量的时候，卫星的分布不对称的话，就会对我们的测量精度产生一定的影响。我们在进行点的平面位置测量的时候，可以通过选择一定的观测时间段和卫星来减小因为卫星分布不对称带来的精度影响，但是在进行高程测量的时候，因为所有的卫星都是在地平面上，所有卫星的分布总是不对称的，导致有些精度的影响是不能避免的。这也是GPS在进行高程测量的时候精度要低于水平位置的测量精度，由于GPS测量的本质就决定了卫星的分布不对称，所以这个是我们怎么去做也没有办法改变的一个事实，我们只有通过其他的一些方法来减小因为卫星分布不对称所引起的误差。

（二）对流层对GPS高程测量误差的影响。因为我们在进行GPS高程测量的时候，因为在进行卫星观测的时候要通过对流层，所以在一定的程度上就会造成对流层对结果的精度造成一定的影响。所以我们在进行高程测量的时候，对于测站上的气象选择一定要具有代表性，并且应该选择在气候良好的时候进行观测。

（三）在GPS高程测量中对精度误差的影响主要还是来至于卫星星历的影响。而从2000年在美国取消了SA政策之后，就让卫星星历对GPS高程测量的精度误差大大的减小了。

（四）而我们在对数据测量完成之后进行计算的时候，因为基线起算点的坐标误差也会对最后的GPS高程测量精度造成一定的影响。除了我们上面说的这些误差以外，还有一些其他的原因也会对GPS的高程测量造成一定的误差影响如GPS接收机的位置和天线、电离层等。

三、GPS高程测量中的技术处理。

（一）GPS高程的转换。我们通过GPS高程测量的原理知道，GPS高程在进行转换的时候求得高程的异常值是其中的关键，在得到高程的异常值以后，我们就可以将GPS的大地高转化成我们国家现在实用的正常高值，只有这样才可以在实际的工作当中正常使用。

（二）等值线图的方法。首先我们要根据高程的异常图或者是大地水准面的差距图来查出各点的高程异常值或者是大地水准面的差距，然后根据相应的公式计算出正常高或者是正高。我们在进行等值线图法计算正常高或者是正高的时候，应该要注意一些问题。首先我们应该要注意等值线图是适用于哪种坐标系统，而在进行计算正常高或者是正高的时候，就应该要采用相应的大地高坐标数据。其次就是我们采用等值线图进行计算正常高或者是正高的时候，计算出来的数据误差是和等值线图的误差直接相关联的。

（三）拟合法。我们在进行拟合法进行数值转换的时候，可以有很多的数学模型进行选择，如高程拟合、分区拟合和加权平均拟合法等。如果当我们是在带状的地区进行测量的时候，对于数值的转换我们就可以采用加权平均拟合法来进行计算，当我们的测量地区太长的时候，我们就可以采用三次样条的拟合方法来进行转换计算，而当我们的测量地区主要是为平面状的时候，我们就可以采用多面函数的拟合方法来进行转换计算，当我们测量的地区主要是平原或者是高程异常值变化不明显的时候，而且面积比较的小，水准点重合也不是很多的时候，我们就可以采用平均值挂靠的方法来进行转换计算，而如果我们测量的地区地势的变化比较大的时候，我们就必须要采用地形修正的方法来进行转换计算。在具体的测量过程当中，我们要根据我们测量的地势和面积大小来选择正确的方法进行转换计算，只有这样才能保证我们测量的精度在一定的控制范围以内。

四、GPS高程测量在市政工程中的应用

在市场建设工程当中，主要就是以桥梁、道路还是排水管道等一些基础设施的建设为主，而市政工程测量工作的主要任务就是进行一些大比例尺的地形图的测绘工作，而进行这些大比例尺的地形图测量主要就是为了以后的建设规划、绿化设施、房屋拆迁和环境的保护等等。所以市政工程的测量工作要求的精度要求比较高而且测量的信息量也比较大。我们在进行测量的时候不仅仅是要对已经建好的一些建筑物、沿线的单位小区、地形地貌等的高程详细的进行测量，而且还要对将要建设的一些配套设施和管道连接的详细高程进行测量。所以这些要求就形成了市政工程建设的测量工作的特点，测量的图纸一般都是大比例的横断面和纵断面图或者是带状的地形图，测量的环境比较复杂而且是多变的，测量的内容比较繁琐等。

我们在进行一项市政工程的测量工作之前，应该先要根据测量的具体目的和环境来制定相应的测量方法，这样就可以让我们在具体的测量过程中提高我们的工作效率。首先我们在进行工程控制测量的时候，对于控制网的建立精度的要求是很高的，在用GPS进行控制网建立的时候，对精度控制的最好方法就是采用静态测量。这种静态测量的方法可以让我们在测量的过程当中及时的获得定位点的坐标，而且精度也很高，在进行具体测量的时候可以多台接收机同时进行测量，这样也可以提高我们的工作效率，而且在后期进行数据处理的时候也很简单方便。值得我们注意的就是，根据GPS测量的特点，我们在进行检测站设置的时候一定要保证四周是开阔没有大面积的GPS信号反射物的地方，只有这样才能保证我们的测量正常的进行和数据的准确。

如果我们是在进行野外的数据采集的时候就可以采用GPS的动态RTK技术，因为动态的GPSRTK技术就是采用的电子手簿技术，可以让我们在进行野外数据采集的时候更加的灵活和方便，而我们在后期的数据处理的时候可以直接利用画图软件制作成电子图。

结束语：

GPS的测量技术在市政工程中已经是应用的很广泛了，但是针对GPS的高程测量而言的话，则是还有很多的问题需要去解决，如果我们在进行GPS测量不能满足精度要求的话，就应该要进行相应的水准测量，只有这样才能保证我们对测量精度的要求。我们要不断的研究和学习，尽量去完善GPS高程测量在市政工程当中的应用。

参考文献：

[1]周平红. GPS高程在市政工程测量中的应用研究[D].广东工业大学，2013.

[2]李宏宾. GPS在市政工程测绘中的应用[J]. 科技信息，2009，19：26+375.

[3]刘铁柱，贾安峰. GPS高程在市政工程中的应用[J]. 科技信息，2009，25：30+29.

[4]张隆发，敖学亮，姚芳. GPS在市政工程测量中的应用[J]. 科技风，2011，10：96.

[5]林福棋. GPS高程在工程测量中的应用[J]. 西部探矿工程，2008，08：91-92.

[6]黄官永. 工程测量中GPS高程的处理技术探析[J]. 中国科技信息，2005，16：111-109.