城市GPS控制網(wǎng)高程擬合精度等級探討

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1、城市GPS控制網(wǎng)高程擬合精度等級探討　全球定位系統(tǒng)（GlobalPositioningSystem-GPS）是美國從本世紀(jì)70年代開始研制，于1994年全面建成，具有在海、陸、空進行全方位實時三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。經(jīng)近10年我國測繪等部門的使用表明，GPS以全天候、高精度、高效率等顯著特點，贏得廣大測繪工作者的信賴，并成功地應(yīng)用于大地測量、工程測量、航空攝影測量、運載工具導(dǎo)航和管制、地殼運動監(jiān)測、工程變形監(jiān)測、資源勘察、地球動力學(xué)等測繪學(xué)科，給測繪領(lǐng)域帶來一場深刻的技術(shù)革命。目前，大多數(shù)的城市首級控制網(wǎng)均采

2、用GPS測量，而其中的高程控制主要采用傳統(tǒng)的幾何水準(zhǔn)測量方法建立高精度的水準(zhǔn)網(wǎng)。GPS高程測量卻常常被忽視，認(rèn)為其精度不太可靠。因此，為探討城市GPS測量高程擬合成果的精度與起算點分布、起算成果精度、高程擬合數(shù)學(xué)模型、GPS數(shù)據(jù)處理軟件的關(guān)系，我院結(jié)合桂中（來賓市）D級GPS網(wǎng)（一）測量GPS高程擬合的工作，對GPS擬合高程的精度進行了探討，以供城市測量GPS用戶參考?！　?GPS網(wǎng)高程擬合的技術(shù)要求　　1.1GPS高程擬合成果外部檢核　　1.1.1首先對D級GPS網(wǎng)中的絕大多數(shù)點聯(lián)測二等水準(zhǔn)，選用其中部分點作為GPS高程擬合的起

3、算點，其它沒有參與GPS高程擬合計算的D級GPS點作為外部檢核點，對GPS高程擬合結(jié)果進行外部檢核?！　?.1.2根據(jù)D級GPS網(wǎng)高程擬合函數(shù)內(nèi)插得到檢核點的高程異常值ζ，通過公式：　　h=H-ζ　　求得檢核點正常高h插，然后按照第1.2款進行GPS高程擬合精度等級評定?！　?.2GPS高程擬合精度等級評定　　假定二等水準(zhǔn)測量值h水是真值，通過第1款外部檢核方案，對所得到的GPS高程擬合結(jié)果進行精度評定?！　?.2.1比較外部檢核點正常高較差值Vh　　A、各檢核點GPS高程內(nèi)插值h插與其二等水準(zhǔn)聯(lián)測值h水間正常高較差值Vh，Vh的

4、最大值應(yīng)滿足以下關(guān)系：　　Vh=h插-h水≤±2σ≤±40(mm)　　B、檢核點Vh的均方差值（中誤差）m應(yīng)滿足以下關(guān)系：　　m=≤σ≤±20（mm）　　1.2.2比較外部檢核點間內(nèi)插值高差與二等水準(zhǔn)聯(lián)測值高差間的較差DVh　　相鄰檢核點GPS高程內(nèi)插值兩兩比較得到高差DH插，與其二等水準(zhǔn)高差DH水應(yīng)滿足以下關(guān)系：　　三等水準(zhǔn)：DVh=Dh插-Dh水≤±12（mm）　　四等水準(zhǔn)：DVh=Dh插-Dh水≤±20（mm）　　k為檢核點間基線長度，單位km?！　?.2.3比較每公里水準(zhǔn)測量全中誤差Mw　　各相鄰檢核點高差較差DVh可看作

5、是符合水準(zhǔn)路線的閉合差，按其可計算出每公里水準(zhǔn)測量全中誤差Mw，具體計算公式如下：　　Mw=±　　其中：N為高差個數(shù)；　　F為比較高差的檢核點間距離，Km；　　每公里三等水準(zhǔn)測量全中誤差Mw≤6mm；　　每公里四等水準(zhǔn)測量全中誤差Mw≤10mm?！　?GPS高程擬合的目的　　進行多種高程起算點分布的擬合試驗，比較不同起算點分布下的高程擬合成果精度，探討GPS高程擬合成果的精度與起算點分布、起算成果精度、高程擬合數(shù)學(xué)模型、GPS數(shù)據(jù)處理軟件的關(guān)系，并確定一套最優(yōu)的GPS擬合高程可達到四等水準(zhǔn)的數(shù)據(jù)處理方法?！　?GPS高程擬合的方法

6、　　分別采用《PowerADJ3.0》軟件進行曲面擬合的方法擬合計算和采用《TG01.6》軟件進行EGM96大地水準(zhǔn)面模型高程擬合計算，并對結(jié)果進行對比分析?！　?GPS數(shù)據(jù)處理及高程擬合的試驗結(jié)果分析　　4.1桂中D級GPS網(wǎng)高程擬合構(gòu)網(wǎng)圖　　4.2GPS觀測　　觀測采用靜態(tài)同步模式，每個時段觀測4小時以上，衛(wèi)星高度角≥15度，歷元間隔15秒，PDOP值小于6.0，觀測衛(wèi)星數(shù)4個以上，觀測時段數(shù)≥2?！　級GPS網(wǎng)每個時段同步觀測時間均在一個UTC時間內(nèi)完成，沒有跨UTC時間0h?！　∮^測前嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)范要求對所使用的GPS

7、接收機進行了檢定，檢定合格后方予使用。對GPS觀測所使用到的有關(guān)設(shè)備，如基座、對中器、腳架、量高尺等亦進行了檢查，均符合觀測要求?！　”卷椖坑^測同時采用4臺雙頻GPS接收機為觀測單元進行同步圖形觀測，每個同步圖形觀測2個時段，相鄰?fù)綀D形間重疊點數(shù)為2點?！　⊥鈽I(yè)觀測時，觀測員都注意防止人員和其它物體碰動或阻擋接收機天線。架設(shè)天線時，天線安置對中誤差不大于3mm，天線定向線指向磁北，定向誤差不大于±5o。　　每時段觀測前后各量測一次天線高，讀數(shù)精確至1mm。天線高量測時，量測互為120o天線的三個位置，當(dāng)互差小于3mm后，取中數(shù)為

8、本次的天線高；否則，重新架設(shè)、整平儀器，再量取天線高。觀測前后量測的兩次天線高之差均不大于3mm，取平均值作為最后天線高。手簿中詳細記錄天線高量取的位置及方式?！　№氈貜?fù)設(shè)站觀測的點不同時段均重新進行對中整平進行觀測?！　?.3內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)預(yù)處理　　D