GPS高程擬合方法淺談.pdf

《GPS高程擬合方法淺談.pdf》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。

1、第2期礦山測(cè)量No．22013年4月MINESURVEYINGApr．2013doi：10·3969／j·issn·1001—358X·2013·02·011GPS高程擬合方法淺談唐力軍，陳新，白宇(河北省地礦局秦皇島礦產(chǎn)水文工程地質(zhì)大隊(duì)，河北秦皇島066000)摘要：GPS測(cè)量獲取的是大地高程，由于其基準(zhǔn)與常用的高程系統(tǒng)基準(zhǔn)不同，因此限制了它的實(shí)際應(yīng)用。文中將對(duì)GPS高程擬合原理及方法進(jìn)行介紹，并淺析常用的幾種擬合方法。關(guān)鍵詞：GPS高程擬合；大地高；正常高中圖分類號(hào)：P228．4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1001—

2、358X(2013)02—0027—04GPS高程擬合就是在小區(qū)域GPS網(wǎng)中，用水準(zhǔn)C．若在網(wǎng)中多個(gè)點(diǎn)上進(jìn)行2h以上的時(shí)段觀測(cè)量聯(lián)測(cè)若干網(wǎng)點(diǎn)，再根據(jù)公共點(diǎn)的大地高和正常測(cè)，可分別作單點(diǎn)定位，再利用相對(duì)定位的高精度，高計(jì)算出各個(gè)點(diǎn)的高程異常值，然后由公共點(diǎn)的平傳遞到同一個(gè)點(diǎn)上，取其平均值，使其作為固定點(diǎn)。面坐標(biāo)和高程異常值建立函數(shù)模型=(X，l，)，這除上述因素外，多路徑效應(yīng)、天線相位中心偏樣就可以求出各點(diǎn)的高程異常，由此求出各點(diǎn)的正差、天線高量取誤差等等都會(huì)影響GPS測(cè)高的精度。常高。大地高日可由GPS直接測(cè)量獲得，

3、所以關(guān)鍵2高程異常的求算是如何求得滿足精度要求的高程異常值。2．1重力方法1影響GPS測(cè)高精度的因素近年來(lái)，人們通過(guò)綜合利用衛(wèi)星跟蹤數(shù)據(jù)、地面(1)衛(wèi)星分布不對(duì)稱重力數(shù)據(jù)、衛(wèi)星測(cè)高數(shù)據(jù)等重力場(chǎng)信息，以球諧級(jí)數(shù)所有被觀測(cè)的衛(wèi)星均在地平面以上，分布總是建立了地球重力場(chǎng)模型。只需要點(diǎn)的地理坐標(biāo)，便不對(duì)稱的，由此產(chǎn)生的誤差難以消除。但工作中，人可求出該點(diǎn)的高程異常值?，F(xiàn)已得出許多全球地球們可以采取限制基線長(zhǎng)度的方法來(lái)減小誤差。重力場(chǎng)模型，比如法國(guó)的GPM2，美國(guó)Ohio州立大學(xué)(2)星歷誤差的OSU等。但利用區(qū)域地球重力場(chǎng)模

4、型計(jì)算的高程指的是由衛(wèi)星星歷所給出的衛(wèi)星位置與實(shí)際衛(wèi)星異常值，僅能反映全球性和地區(qū)性大地水準(zhǔn)面的特位置之差。星歷誤差無(wú)法消除，使其減小也相當(dāng)困難，征，不能反映局部的變化，所以還不能滿足大多數(shù)測(cè)所以星歷誤差也是影響測(cè)高精度的重要因素之一。量工作要求，但已能滿足中小比例尺測(cè)圖等精度要(3)大氣傳播延遲求不太高的工作的需求。GPS信號(hào)在穿過(guò)電離層和對(duì)流層時(shí)會(huì)發(fā)生折射2．2平差轉(zhuǎn)換等現(xiàn)象，影響測(cè)高精度。采用雙頻接收機(jī)可以大大將GPS測(cè)得的空間直角坐標(biāo)轉(zhuǎn)成大地坐標(biāo)，以減小電離層對(duì)GPS信號(hào)的影響；測(cè)量時(shí)采用15度截點(diǎn)的已知水準(zhǔn)

5、高程作為約束，將點(diǎn)的大地坐標(biāo)和兩止高度角，并通過(guò)一定的模型改正，能有效減小對(duì)流網(wǎng)的轉(zhuǎn)換參數(shù)一并作為參數(shù)來(lái)平差求解。層對(duì)GPS信號(hào)的影響。2．3幾何法(4)起算點(diǎn)位置誤差在小區(qū)域GPS網(wǎng)中，將似大地水準(zhǔn)面看作平面為了能使后處理軟件正確地解算出整周未知或曲面，即高程異?？杀硎緸槠矫孀鴺?biāo)的函數(shù)(，數(shù)。固定不動(dòng)的網(wǎng)點(diǎn)的WGS一84坐標(biāo)誤差應(yīng)盡量Y)，利用網(wǎng)中同時(shí)做過(guò)GPS測(cè)量和水準(zhǔn)測(cè)量工作的小于10m，否則誤差會(huì)很大。通?？刹扇〉姆椒ㄓ校汗颤c(diǎn)，用某種模型來(lái)擬合局部的似大地水準(zhǔn)面，再a．對(duì)固定點(diǎn)采集3h以上時(shí)段單點(diǎn)定位解，作

6、根據(jù)GPS大地高觀測(cè)值反求正常高。擬合模型有：為起算位置；(1)曲面擬合模型：適用于GPS控制網(wǎng)以網(wǎng)狀b．對(duì)固定點(diǎn)獨(dú)立觀測(cè)至少三次，每次不得短于布設(shè)的塊狀范圍工程。對(duì)測(cè)區(qū)進(jìn)行整體一次曲面擬2h，取其平均值；27第2期唐力軍等：GPS高程擬合方法淺談2013年4月面書(shū)度，實(shí)際工作中應(yīng)用極少，本論文主要針對(duì)國(guó)家B級(jí)GPS控制點(diǎn)，2個(gè)國(guó)家C級(jí)GPS控制點(diǎn)；因平面擬合法和三次曲面擬合法進(jìn)行分析比較)。該為高程控制點(diǎn)少且分布不均勻，根據(jù)需要，實(shí)測(cè)四等測(cè)區(qū)總面積3297km，整個(gè)控制網(wǎng)共包含80個(gè)點(diǎn)，水準(zhǔn)45km，最終參與平差的

7、高程點(diǎn)共12個(gè)，詳細(xì)分其中74個(gè)新布設(shè)D級(jí)點(diǎn)，已知點(diǎn)共6個(gè)，其中4個(gè)布見(jiàn)圖1。表1平面擬合成果表迭代次數(shù)2通過(guò)對(duì)平面擬合成果表1和曲面擬合成果表2情況、各測(cè)區(qū)地形地貌不同，兩種擬合方法精度難以進(jìn)行分析可以看出：北區(qū)平面擬合精度高于三次曲面判定優(yōu)劣。擬合精度，南區(qū)三次曲面擬合精度明顯優(yōu)于平面擬合(3)當(dāng)已知高程點(diǎn)數(shù)量及分布相當(dāng)、高程差異精度；從已知高程點(diǎn)分布來(lái)看，北區(qū)分布不均勻，呈環(huán)較大、地形較復(fù)雜時(shí)，三次曲面高程擬合精度優(yōu)于形分布；南區(qū)分布相對(duì)均勻；呈網(wǎng)型分布；南區(qū)、北區(qū)平面高程擬合精度。擬合精度差異較大，南區(qū)精度明

8、顯優(yōu)于北區(qū)。(4)當(dāng)測(cè)區(qū)面積較大，高程差異明顯有分界線根據(jù)該測(cè)區(qū)實(shí)際情況，北區(qū)適合采用平面高程時(shí)，需要將測(cè)區(qū)細(xì)分成若干子區(qū)，再選擇恰當(dāng)?shù)姆椒〝M合，南區(qū)適合采用三次曲面高程擬合，整體精度會(huì)分區(qū)擬合，這樣能有效提高精度。更好。(5)控制網(wǎng)范圍外一定要有足夠多的高程檢核3．3注意事項(xiàng)點(diǎn)，這樣才能真正判定擬合精度的高低。(1)當(dāng)已知高程點(diǎn)足夠多且分布均