摘要：21世紀科學技術的迅猛發展給國內設計技術各方面帶來了沖擊。在高程測量技術方面，GPS高程測量已經漸漸地取代了傳統的控制測量方法。本文將介紹GPS高程測量的應用以及測量方法，簡要說明GPS高程測量在水利測繪工程中的應用現狀以及實際操作中的制約因素，并提出措施建議。針對GPS測量的誤差，對提高其精度測量方面提出幾點建議。并普及一下GPS相關的理論基礎知識。
　　關鍵詞：GPS高程測量，科學技術，控制測量方法，測量技術
　　引言：GPS即全球定位系統【1】，高程測量技術就是利用GSP技術對地面進行三位定位，接收地球上人造衛星發射出的電波，經過對電波的分析解讀之后，測量出目標地點的大地高、正常高以及三維坐標值。大地高是可以直接測量得出的，正常高要運用水準測量方法測量得出，分別精確程度已達到厘米。相比較傳統的高程測量法，GPS高程測量在操作上更加便捷了，且省時省力。在精度要求方面，隨著國內外科研機構對GPS精度的不斷探討其精度也有了明顯的提高。而且此種測量方法幾乎不受天氣的限值，因此目前應用廣泛且深受喜愛。
　　1. GPS高程測量的工作原理
　　利用GPS技術，【2】首先測量所有目標測量區域內的GPS的大地高（用E表示），為滿足高程擬合的要求，再用水準測量方法測量出目標測量區域內GPS點的正常高（用D表示）。得出GPS點的大地高和正常高之后，即可計算出GPS點的高程差異（用Q表示），高程差異Q=E-D。完成這一切操作之后，運用曲面擬合和平面擬合得出目標測量區域內其他GPS點的正常高。
　　1.1GPS的幾項參考數值
　　大地高即沒有明確的物理學意義。大地高是地面點所形成的橢圓的法線到參考橢圓間的距離。正高不同于正常高，正高是地面點到大地水準面間的垂直距離。正常高是地面點到大地水準面間的垂直距離。高程差異是大地水準面與參考橢圓間的距離，
　　2.GPS的測量方法及測量數據
　　GPS的測量方法【3】。GPS的測量方法最主要的是單點定位。此種測量方法相對于另外兩種操作方法而言相對簡單，此方法的工作原理是利用衛星發出的電波計算出某一個點的三維坐標數據。通常情況下，單點定位測量方法能夠接收四個以內的衛星的信號并作出分析。但是此種測量方法的缺陷是因為其利用的是接收線或天線來確定三維坐標數據的，因此，該種測量方法在精度要求方面還不夠，測量定位時最好不能用單點定位。其次是相對定位。相對定位包含有：動態側量、快速靜態測量和靜態測量三種。動態測量的操作方法是在測定的區域選擇一個點作為基準點，利用天線和接收機跟蹤可見衛星，相比較于靜態測量法，動態測量法的精度還達不到靜態測量。快速靜態測量的操作方法是需要首先選擇一個基準點，保持一臺接收機在原控制點的基準上保持不變，其他幾臺接收機進行觀測。靜態測量是的操作方法是在多天基準線上的兩端放置兩臺以上的天線和接收機，接受和分析衛星信號。此種測量方法在精度要求方面比較可靠。最后一種是實時動態測量。
　　GPS的測量數據處理【4】。測量數據處理主要是包含有兩個方面的內容：數據的預處理和GPS網的平差處理。數據的預處理的目的是通過對原始數據的統計和整理，獲得GPS的觀測基線向量，整個過程是為下一步計算平差而準備的。GPS網的平差處理的操作原理是利用一個點為三維坐標點，一次進行GPS網坐標轉換與平差處理。
　　3.GPS測量的誤差分析
　　GPS測量的誤差【5】主要是從以下幾個方面來考慮的：信號傳播相關的誤差、衛星相關的誤差、接收線相關的誤差等。
　　眾所周知，地面40km以上的區域屬于大氣層的對流層，GPS信號在通過對流層時發生的傳播路徑的彎曲，這就使測量的距離發生了偏差，這就是流層折射誤差。可以利用同步測量數據求差已減弱測量距離造成的誤差。多路徑誤差是嚴重影響GPS測量精度的重要因素之一，在測量中，目標測量對象內的其他區域會反射衛星信號，使其測量值偏差。可以在天線上安裝抑徑板以抑制不需要的反射信號。電離層是距地面50～1000km的區域，和流層折射的發生原理一樣，GPS信號在經過電離層的時候會發生的信號路徑彎曲，從而產生電離層折射誤差，這就是電離層的折射誤差。同步觀測和雙頻觀測可以減弱誤差。
　　衛星相關的誤差體現在以下幾個方面：衛星的位置與實際位置間的誤差即衛星星歷誤差。可以對同一衛星設置多個觀測站觀測。相對論效應是接收鐘機與衛星鐘間在不同形態下產生的誤差。可以保持接受鐘機和衛星鐘的相對獨立。
　　接收線相關的誤差體現在以下幾個方面：在實際觀測過程中，天線相位中心的位置會受到信號的方向和位置的影響，這就會產生天線中心位置的誤差。接收機天線線位中心與觀測站中心位置間產生的誤差即接收機位置的誤差。這就要求操作人員在實際觀測過程中要謹慎、信心，減少或避免誤差。接收機鐘誤差是石英鐘、衛星鐘、接收機鐘三者之間的誤差。
　　4.GPS高程測量在水利測繪工程中的應用
　　綜上所述，我們大概了解了GPS高程測量的工作原理以及相關的幾項參數指標。對GPS高程測量的測量方法也有所了解。近幾年來GPS高程測量技術在水利工程中的大力應用，迫使科學家和水利工程事業的工作者越來越開始關注GPS高程測量的精度問題。上文已經對從各個方面對其測量過程前后產生的誤差作出了分析，下文將針對其誤差的產生針對性的提出建議，希望能夠促進我國水利事業測量技術的發展。
　　傳統的高程測量實際應用中與會存在各種各樣的問題。【6】水利測繪的測量中，由于修建水利工程的地方大多有地勢偏僻、地形復雜、交通不便、路線崎嶇等特點，實際操作中其傳統的測量方法運用起來還是比較困難的。GPS高程測量技術應用到水利測繪工程中，省時省力、無需通視、效率較高。
　　針對GPS高程測量在水利工程中的應用，筆者對提高GPS在水利工程中的應用和減少誤差方面提出幾點建設性的建議【7】：
　　1）GPS的高程測量在實際測量過程中要以高精度基準網為參考標準；2）在設的使用上，建議使用雙頻且型號相同的GPS接收機，3）盡可能多的增加多余觀測，可以減弱測試的模糊度。4）提高大地差的測量精度，要做好衛星預報工作，設計合理的GPS網，測量時要考慮目標觀測區域內的周圍環境5）提高擬合計算和連測幾何水準的精度。
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