GPS高程测量的影响因素探究

　　【摘要】GPS高程测量被广泛应用于工程测量和大地测量等诸多领域，它具有全天候、高精度、全天时等优点，GPS的精准度对于高程测量有重要的影响。随着社会的发展和科技的进步，GPS测量技术也需要不断完善和发展。本文主要是介绍了GPS高程测量的基本原理，并在分析基本原理的基础之上探析GPS的影响因素，最后提出了提高GPS高程测量的对策。

　　【关键词】GPS高程测量；影响因素；对策

　　1 GPS高程测量的基本原理及应用现状

　　高程测量的基准面是地面点高程的起算面，常见的高程基准面有三种：似大地水准面、大地水准面、椭球面，不同的高程基准面对应着相应的高程系统，依次为正常高、正高、大地高高程系统。由于似大地水准面所形成的体形是与整个地球最为接近的体形，因此通常采用似大地水准面作为高程基准面。

　　GPS技术在如今社会已经得到了广泛应用，如此一来GPS精密测高便对传统的水准测高造成了很大的威胁，GPS精密测高相对于传统的水准测高具有以下几点优势：第一，测量的精确度高、误差小，这一准确性在测站跨越距离上表现尤为突出；第二，测量效率高、速度快；第三，全天候、全自动。但是，受到似大地水准面模型的制约，GPS不能获得精准测量结果，这一不精准在GPS大地高和海拔高的转换中尤为突出，这一问题对于GPS高程的运用造成了直接影响。

　　2 影响GPS高程测量的因素

　　2.1天线高导致GPS高程测量的误差

　　GPS高程测量的误差源于天线高。GPS系统通过使用定长流动杆来减少误差出现的可能，测量过程中使用三角架需要经常变化高度，所以对天线高测量进行仔细检查是一项重要的工作。天线相位中心的变化也是一个不容易被注意的问题，天线的机械中心一般与电子相位中心不重合，电子相位中心的变化，这种变化是由接收信号的方位角、高度角和频率造成的。所以说，电子相位中心的变化和整个可见天球的相位中心的变化都是重要的因素。

　　2.2卫星分布不对称导致GPS高程测量的误差

　　在确定平面位置时可以通过对卫星的选择和观测时段来保证卫星分布的基本对称，达到减弱或者消除卫星信号传播过程中的大气延迟误差和星历误差以及距离测量中的偏差。由于测高中被测卫星在地面上，所以卫星分布具有不对称性，这种因素不可避免，这是由于GPS高程测量的本质所决定的。

　　2.3基线起算点的坐标误差导致GPS高程测量的误差

　　对基线的向量进行解算的过程中，起算点数据来源于该基线的某个端点坐标，因此这个端点坐标产生的误差对基线向量解算具有重要影响。要将误差降低，需要注意两方面，一方面找到附近的关联点，通过联测提高精确度，另一方面通过反复解算降低误差。

　　2.4多路径效应导致GPS高程测量的误差

　　多路径效应即测站附近发射物反射来自卫星直接发射的信号和来自卫星的信号同时被接收机接受。两种信号之间的相互影响产生了多路径误差。多路径误差分为两种，直接的和间接的，多路径效应是影响实时GPS测量GPS定位测量中心中的最严重的一种误差。当观测时间较短时，多路径效应的影响会非常大，而当有足够的观测时间时，多路径效应的影响则会因为卫星几何位置的变化将其影响减小。天线周围的环境对于多路径效应有很大的影响。

　　除此之外，GPS仪器精度、起算点、GPS高程拟合数学模型等等对于GPS高程测量精度都有一定的影响。

　　3 提高GPS高程测量精度的对策

　　3.1合理规划设计GPS网图形结构

　　GPS网络结构对于高程精度有重要的影响。对数据采集活动进行合理有效地规划，科学设计GPS网的图形结构，能够提高GPS高程测量的精度。因此强化图形结构对于数据的采集、观测的精度是提高GPS高程测量精度的有效措施。GPS网形结构的优化受到实际情况的限制，通常情况下，多采用全面三边网网形，这种网型结构强度好，具有较高精度的点位。另外对于网型结构的设计要与实际情况相结合，例如四边网和导线网适宜加密控制网或工程控制网，在山区观测，可使用整体三角网，这样不但便于观测更节约成本

　　3.2GPS选点需要遵循适当选点的原则

　　GPS的观测精度受点位选取的影响，适当选点才能提高精度。适当选点需要充分了解测区的原有控制点的实际情况，按照测区情况具体情况具体分析，掌握测量工程对精度的定位，根据这一定位，了解测区情况，根据观测规范进行GPS的选点。选点的主要原则有：首先，选择视野开阔的空间安排测站，场内的障碍物高度角不得大于15度；其次，测站必须要与高压设备、电力设备保持一定的距离，避免周围磁场干扰信号；再次，测站要远离大片的水域和高电磁反应；最后，将易于保存和观测的地方作为点位的安排地。

　　3.3确保高质量的星历和参考坐标

　　星历和参考坐标的影响主要体现在对三维坐标方面。在进行星历和参考坐标设计的过程中，应该将双频机观测、同步观测和电离层模型更改结合起来，得到其差值，从而降低电离层误差对观测结果产生的不利影响。

　　3.4正确选择卫星的空间位置，确保其能见度

　　卫星的空间位置和能见度对于高程测量有很大的影响。空间位置与精度因子有直接的关系，据相关调查研究显示，精度因子与GPS绝对定位之间呈现正比例关系，然而精度因子又受到卫星几何分布的影响。当测站与观测卫星构成的几何体体积越大，空间位置精度因子越小，观测进度越高。

　　4 结语

　　随着社会的发展和科技的进步，GPS高程测量广泛应用于生产生活的各个领域。对于人们的生活有着重要的作用和影响，而GPS高程测量中的误差难以避免，影响其误差的因素有很多，如何避免误差的存在是当前亟待解决的问题。综上所述，在实际的工作中，相关工作人员一定要把对GPS高程测量的影响因素进行全面整合，不断提高GPS高程测量的精度，为之后的工作打下坚实的基础。

　　【参考文献】

　　[1]严义强.论GPS高程测量的影响因素与对策[J].测绘与空间地理信息，2013，(08)：40-41.

　　[2]苏君.浅谈GPS高程测量的影响因素[J].黑龙江科技信息，2012，(26)：56-57.

　　[3]李志超，贾雷晓.传统高程测量方法与GPS高程测量的比较分析[J].山西建筑，2013，(12)：88-89.

　　李晖

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