gps高程在滑坡監(jiān)測(cè)中應(yīng)用研究

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1、GPS高程在滑坡監(jiān)測(cè)中應(yīng)用研究第31卷第8期2000年8月人民長(zhǎng)江YatWa~eRivervnI3l,N0.8Aug.,2000文章編號(hào):1001—4179e2000)0~一0O44—03GPS高程在滑坡監(jiān)測(cè)中應(yīng)用研究趙宏金曾旭平(長(zhǎng)江水利委員臺(tái)綜合勘測(cè)局,湖北武漢43(]o10)下L,占?J/P摘要:GPS耐量相對(duì)經(jīng)典的測(cè)量技術(shù),具有定位精度高,觀剎時(shí)間短,操作簡(jiǎn)便,全無(wú)候作業(yè)等優(yōu)勢(shì),此外還能提供三堆坐標(biāo),精確測(cè)定觀剮站的戈地高程.GPS的三雛定位特性研究廈應(yīng)用技術(shù)開(kāi)發(fā)工作,國(guó)內(nèi)外的學(xué)者均在加緊研究,長(zhǎng)江委第十一勘洲院針對(duì)這一問(wèn)題,

2、結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐,提出GPS高程監(jiān)剮需解決的問(wèn)題廈實(shí)現(xiàn)手鞋,如GPS誤差源,衛(wèi)星軌道誤差,對(duì)流屠折射影響,基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)確定,周跳修復(fù)等:在三峽庫(kù)區(qū)寶塔滑坡的監(jiān)剝中,運(yùn)甩cPs高程監(jiān)洲取得了較高的精度.關(guān)鍵詞:GPs高程;測(cè)量;應(yīng)用研究;滑坡監(jiān)剝;變形觀酒0中圈分類(lèi)號(hào):P2284文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A1GPS特點(diǎn)及GPS高程發(fā)展?fàn)顩r全球定位系統(tǒng)(GPS),是隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展而建立起來(lái)的新一代精密衛(wèi)星定位系統(tǒng)在測(cè)量工作方面這一定位技術(shù)在大地測(cè)量,工程測(cè)量,工程與地殼形變監(jiān)測(cè),地籍測(cè)量,航空攝影測(cè)量和海洋測(cè)繪等各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用,已甚為普遍.GPS

3、測(cè)量相對(duì)經(jīng)典的測(cè)量技術(shù),其特點(diǎn)如下:觀測(cè)站之間無(wú)須通視既要保持良好的通視條件,又要保障測(cè)量控制網(wǎng)的良好結(jié)構(gòu),這一直是經(jīng)典測(cè)量技術(shù)在實(shí)踐方面的困難問(wèn)題之一.而GPS測(cè)量在此方面的優(yōu)點(diǎn)既可減少測(cè)量工作的經(jīng)費(fèi)和時(shí)間.又使點(diǎn)位的選擇變得較為靈活.定位精度高.現(xiàn)已完成的大量實(shí)驗(yàn)表明.在小于50krn的基線上,其相對(duì)定位精度可達(dá)1～2×10一,而在100—500krn的基線上可達(dá)1O一～10'..隨著觀測(cè)技術(shù)與數(shù)據(jù)處理方法的改善,可望在大于1000krn的距離上,相對(duì)精度達(dá)到或優(yōu)于1O_'.觀測(cè)時(shí)間短.目前.利用經(jīng)典的靜態(tài)定位方法,完成一條基線的

4、相對(duì)定位所需要的觀測(cè)時(shí)間,根據(jù)要求的精度不同,一般約為13h.為了進(jìn)一步縮短觀測(cè)時(shí)間,提高作業(yè)速度,近年來(lái)發(fā)展的短基線(加krn左右)快速相對(duì)定位法,其觀測(cè)時(shí)間僅需數(shù)分鐘提供三維坐標(biāo).GPS測(cè)量,在精確測(cè)定觀測(cè)站平面位置的同時(shí),可以精確測(cè)定觀測(cè)站的大地高程.GPS測(cè)量的這一特點(diǎn),不僅為研究大地水準(zhǔn)面的形狀和確定地面的高程開(kāi)辟了新途徑,同時(shí)也為其在航空物探,航空攝影測(cè)量及精密導(dǎo)航中的應(yīng)用,提供了重要的高程數(shù)據(jù).操作簡(jiǎn)便.GPS測(cè)量的自動(dòng)化程度很高,外業(yè)觀測(cè)中測(cè)量員的主要任務(wù)只是安裝并開(kāi)關(guān)儀器,量取儀器高,監(jiān)視儀器的工作狀態(tài)和采集環(huán)境的氣

5、象數(shù)據(jù),而其他觀測(cè)工作,如衛(wèi)星的捕獲,跟蹤觀測(cè)和記錄均由儀器自動(dòng)完成.全天候作業(yè).GPS觀測(cè)工作,可以在任何地點(diǎn),任何時(shí)間連續(xù)地進(jìn)行,一般不受氣候條件的影響.自從90年代初,GPS應(yīng)用技術(shù)在水利工程測(cè)量中得到廣泛應(yīng)用.長(zhǎng)江委第十一勘測(cè)院在南水北調(diào)工程,長(zhǎng)江三峽水利工程,長(zhǎng)江堤岸防洪工程,三峽庫(kù)區(qū)滑坡監(jiān)測(cè)等方面廣泛應(yīng)用GPS應(yīng)用技術(shù),測(cè)量成果的平面位置精度已滿足多方面測(cè)量控制及監(jiān)測(cè)精度的要求作為GPS三維定位特性之一的高程應(yīng)用方面,開(kāi)發(fā)工作亦在進(jìn)行.國(guó)內(nèi)外學(xué)者近幾年的研究表明,GPS高程測(cè)量?jī)?nèi)符合精度,一般可達(dá)到1～2ppm,經(jīng)計(jì)算轉(zhuǎn)化

6、為我國(guó)所用的正常高與水準(zhǔn)測(cè)量結(jié)果的不符值,平原地區(qū)一般在3～20mill,山區(qū)約為10～50trim;在平原低丘區(qū).足以代替3,4等水準(zhǔn)測(cè)量;在陡峻山區(qū),精度也高于常規(guī)的三角高程測(cè)量結(jié)果.當(dāng)今GPS高程的研究焦點(diǎn)主要集中在:用GPS高收稿日期:1999—04—19作者筒介:趙宏全,男,長(zhǎng)江水利委員魯綜合勘洲局第十一勘剮院,工程師:第8期趙盅盎等:GPS高程在滑坡監(jiān)剝中應(yīng)用研究程代替幾何水準(zhǔn)測(cè)量;GPS高程應(yīng)用于形變監(jiān)測(cè)2GP$高程監(jiān)測(cè)需解決的問(wèn)題及實(shí)現(xiàn)手段2.1常用高程系統(tǒng)常用的高程系統(tǒng)主要有:大地高程系統(tǒng),正常高程系統(tǒng),正高系統(tǒng).2

7、.1.1大地高程系統(tǒng)大地高程系統(tǒng),是以橢球面為基準(zhǔn)面的高程系統(tǒng).大地高的定義是,由地面點(diǎn)沿通過(guò)該點(diǎn)的橢球面法線,到橢球面的距離,通常以H表示.因?yàn)闄E球面在地球內(nèi)部的位置,決定于橢球體的定位參數(shù)△=(△凰△△)和定向參數(shù)=(r)T所以當(dāng)橢球體的定位與定向不同時(shí),相應(yīng)的大地高程系統(tǒng)也是不同的.如果以311表示不同大地高程系統(tǒng)的高程差,則有關(guān)系式3H=(cosBcosLc.ssinsin[簍]+一{M:iBi{:iB..『]''【叫J(1)大地高是一個(gè)幾何量,不具有物理上的意義.利用GPS定位技術(shù),可以直接測(cè)定測(cè)站在WGS一84中的大地高程

8、.這一高程系統(tǒng),在工程技術(shù)上雖然沒(méi)有廣泛的應(yīng)用,但它與水準(zhǔn)測(cè)量資料,重力測(cè)量資料相結(jié)合,來(lái)研究大地水準(zhǔn)面的形狀,或結(jié)合高程異常資料,來(lái)確定點(diǎn)的正常高方面,都有重要的意義.2.1.2正高系統(tǒng)以大地水準(zhǔn)面為基準(zhǔn)面的高程系統(tǒng),