基于GPS高程测量数据处理思路探索

基于GPS高程测量数据处理思路探索

何志强

青海省体育赛事管理中心

摘要：GPS高程测量数据处理是一种通过全球定位系统（GPS）技术来获取地球表面高程信息的方法。在地理测量和工程测量中，高程数据对于地形分析、工程设计和规划等任务非常重要。因此，本文结合实际，对GPS高程测量数据处理思路进行分析，希望通过探讨后能给相关工作人员参考。

关键词：GPS；高程测量；数据处理

引言

GPS技术自研发之后已经全面进入到社会各个领域，特别是测量领域之内应用价值非常高。我国上世纪80年代开始逐步将GPS测量技术应用到实际中，建设完善的测量体系并掌握各项测量数据信息，对测量领域的发展存在重要影响。就目前来说，GPS测量过程中测量精度非常高，工作效率较高，且避免人员进入到测量现场以保障人员的安全性，各项测量作业顺利开展。因此，根据GPS测量技术的要求进行高程数据的处理形成完善的测量技术体系，掌握的数据信息更加精准。

1影响高程测量精度的主要原因

1.1GPS大地高测量精度对高程测量精度的影响

GPS大地测量的环节受到卫星误差的影响，测量的环节数据往往会存在一定的偏差，影响测量的精度。卫星误差的存在往往是多方面的因素干扰影响，比如卫星星历误差、卫星钟差等，最终影响数据传输的精确性，这就导致卫星误差的存在，各项数据测量的精确受到较大影响。经过对信号传输过程进行分析，在大气层传输的环节有多方面的因素会造成信号传输无法达到精准性的要求，或者出现卫星的延迟，进而导致信号传输的精度不足。经过对目前卫星信号传输的具体情况进行分析，电离层延迟反应等影响较为严重，容易造成一系列的偏差，对GPS测量精度的提升造成不利影响。如果GPS测量环节选择使用静态测绘的方式，信号接收的环节，由于设置的信号接收设备的精度不足，或者设备数量不合格，进而导致测量的精确性难以满足要求。从目前的具体应用情况进行分析，采样观测的环节，如果不能达到测量的标准，测量的阶段也会导致控制点设置的精度不达到要求，对最终的数据产生不利的影响。如果不能切实解决上述几项问题，GPS高程测量的环节数据容易存在偏差影响最后的数据应用[1]。

1.2公共点几何水准测量精度对高程测量精度的影响

测量工作开展的环节，技术人员应用GPS技术进行测量准确计算大地高测量数值，并且分析各个异常点位的数据信息，掌握各项精准的数据。应用的过程中采用数学计算的方式确定各种异常参数，也就能够保证最终的测量数据达到精准性的要求。从这些方面出发，在测量的环节利用几何水准测量精度的提升，以保证测量数据达到使用的要求。

1.3GPS高程拟合方法对高程精度测量的影响

GPS测量技术具体应用的环节正常高数值的获取尤为的重要，分析当前水准测量的具体情况，确定各项高程异常数据信息，再进行现场的测量分析，进而实现测量效果的全面提升。与此同时，测量技术人员利用设备能够快速确定大地水准参数值，经过对高程数值的拟合分析，及时掌握更加准确的测量数据。以往测量的环节几何水准线测量的阶段，容易造成较大的偏差，测量工作进行受到较大的阻碍，且测量周期较长、成本较高。结合当前实际情况，GPS测量技术的应用的阶段，技术人员操控设备进行几何水准点的测量，具备较高的精度。与此同时，测量的过程中，随时根据现场的实际测量数据要求分析高程拟合措施，对测量数据产生的直接影响，保证各项测量数据更加的精准。

2工程测量中GPS高程精度提升的措施

2.1大地高测量方法的改进

大地高测量精度直接影响整个高程测量的具体情况，数据容易存在较大的偏差。为了保证测量精度达到要求，需要进行大提高测量方法的改进才能提高测量数据的精度。大地高测量方法改进的环节目前主要采取如下几种方式：第一，站址的选择。技术人员根据测量的要求合理选择观测点位，保证测量的精确性达到要求，尤其是测量的环节保证观测点符合实际测量的要求，进而实现测量精确性的提升，选择的测量点位符合实际情况。第二，差值求取方法的合理运用。测量的环节，如果设置的观测站距离20km以内，各项数据误差相对较小，能够快速准确掌握各项的数据信息；如果测量观测点位的距离比较大，测量误差将会较为严重，所以确保两个观测点之间的距离不超过20km。观测点位的距离不超过20km时，应用同步求差法获得的差值准确率较高。从上述方面进行分析，GPS测量的环节工作人员对现场情况进行分析，再确定最佳的差值计算方法以保证数据更加精准。第三，天线高测量准确度的提升。天线高测量的过程中选择合理的方式，随时掌握各项测量数据参数，并且获取高程数据信息。测量工作开展的环节对天线高数据进行分析，测量工作顺利的完成，测量精度也会提升。技术人员组织野外测量的环节，天线测量确定好测量斜高，圆盘分为角度均等的三个方向，保证天线高达到要求再进行数据计算，野外测量天线高精度达到工程标准[2]。

2.2高程拟合方法的改进

经过对以往测量的实际情况进行分析，目前应用二次曲面拟合、多面函数法、平面拟合法等进行拟合应用非常普遍，并且高程数据准确度较高。这些方法在GPS高程测量数据处理中扮演着重要的角色，能够有效地提高测量结果的准确性和可靠性。其中，二次曲面拟合是一种常用的数据处理方法，通过将GPS观测数据拟合到一个二次曲面方程，使得拟合曲面和观测数据之间的差异最小化。这种方法能够较好地适应地面的地形特征，对地面的凹凸起伏进行较精确的描述和计算。多面函数法是另一种常用的数据处理方法，通过将GPS观测数据拟合到多个平面曲面方程，从而更好地适应地形的复杂性。这样的方法可以将地形划分为多个小区域，每个小区域内用一个平面方程进行拟合，从而提高对地形的描述精度。

2.3高程控制点布设的加强

高程值计算精度不断的提高，也会使高程起算点具备较高的精度。具体测量的环节为了使得高程起算点的精度达到要求，工作人员根据现场的情况合理的设置控制点位。水准点分布设计的环节从现场测量的要求出发，确保高程测量的精度达到要求。由此可见，技术人员选择测量位置时进行水准点的拟合确定，通常要保证水准点数量超过六个，尤其是山区等地带适当的增加高程点的数量，合理的增大密度，并且采取平均分布的方式进而实现测量精度的提高[3]。

2.4高程拟合模型

GPS高程测量的环节技术人员根据现场观测的情况以及实际状况选择合适的拟合模型，再选择二次曲面拟合的方式进行各点位的数据确定。上述工作结束之后，技术人员应用二次拟合法提高高程测量的精度，及时消除异常值的影响，进而使得各项数据计算更加的精准。

3工程测量中GPS控制测量高程精度实例分析

某地区建设GPS高程测量网，该地区是条带形，东西长7.25km，南北宽1.20km，测量面积8.11k㎡。测量作业开展的环节，技术人员根据测量的要求，选择使用GPS测量计数，总计布置6个控制点，平均边长2.3km。按照当前测量的要求，现场设置水准点位保证大地高差数据测量更加的精准。安装测量仪器之后，采用静态观测的模式，技术人员对观测设备参数进行调节，见表1 。在外业测量数据完成之后，将数据信息传输到内业空间中，再利用GNSS软件处理各项的数据信息，并且截取不同时间节点的测量数据信息进行高程数据的分析测量，提高测量的精度。

            表1设备参数进行调节的参数控制表

 4结语

综上所述，GPS高程测量数据处理是一项关键的技术，为我们获取准确的高程数据提供了便利。通过不断的研究和改进可以进一步提高GPS高程测量数据处理的精确度和可靠性，为各个领域的应用提供更好的支持。

参考文献：

[1]高慧军.GPS静态控制测量精度与全站仪控制测量精度对比[J].居舍,2019,(12):173.

[2]郑玉芝.星载双频InSAR高程测量数据联合处理关键技术研究[D].武汉大学,2020.