靜態(tài)gps控制網(wǎng)擬合高程和線路水準測量精度研究

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1、靜態(tài)GPS控制網(wǎng)擬合高程和線路水準測量精度研究  摘要由于GPS的高程測量中精度與坐標轉換的問題,靜態(tài)GPS控制網(wǎng)方法進行高程測量在測繪項目中并沒有得到廣泛應用。本文結合實踐經(jīng)驗,利用多年來在工作中積累的GPS觀測數(shù)據(jù)及高程測量數(shù)據(jù),通過對GPS擬合高程與水準測量高程進行精度分析,為利用GPS高精度觀測值加高程已知點來擬合求得待定點高程的理論提供了依據(jù),從而達到用GPS技術代替低等級水準測量的目的。關鍵詞:GPS;高程測量;精度分析;中圖分類號:O353.5文獻標識碼:A文章編號:0前言6GPS測繪技術在我國的測繪行業(yè)中已經(jīng)得到了廣泛的應用,由于這一技術快速、方便的特

2、點受到越來越多工程的應用。但是利用靜態(tài)GPS控制網(wǎng)方法進行高程測量的數(shù)據(jù)精度卻沒有得到廣泛的認同,從而不能再充分地應用在測繪工作之中。追究這一問題的原因,主要是兩個方面,第一點是由于GPS的高程測量結果是大地高程,而目前我國測繪事業(yè)中普遍使用的是正常高程,由于高程系統(tǒng)的不統(tǒng)一會造成其測量結果的不一致,從而造成其應用在測量工作的困難;第二點是即使在實現(xiàn)兩個不同系統(tǒng)之間的測量結果轉換之后,由于GPS測量大地高程的精度也不能他到其平面測量精度,而利用已知的高精度的觀測值與高程已知點來求解待定點高程方法的局限性較大,其測量精度并沒有得到廣泛的認可。本文中,根據(jù)某地區(qū)的GPS控

3、制網(wǎng)擬合的高程測量結果與水準測量的結果進行對比分析。為利用GPS高精度觀測值加高程已知點來擬合求得待定點高程的理論提供了相關測量數(shù)據(jù)支持。依據(jù)本文的結論也可以探討是否可以為利用靜態(tài)GPS控制網(wǎng)擬合高程測量技術代替低等級水準測量技術。1靜態(tài)GPS控制網(wǎng)擬合高程精度影響因素分析GPS相對定位高程的精度比較高,可以達到(2-3)10-6。但是對于絕對精度,GPS測量的精度則具有相對較大的誤差。根據(jù)相關實驗數(shù)據(jù)可以看到,對于一萬米以下的基線邊長,則具有106cm之內的誤差。但是在進行測量與計算的過程中,通過采用一些消除誤差的方法與措施,可以將測量精度提高到1cm之內。由于GP

4、S的高程測量結果是大地高程,而目前我國測繪事業(yè)中普遍使用的是正常高程。因此在測量中需要各個GPS點的正常高,需要計算各個GPS的高程異常。其中高程擬合就是根據(jù)一定的幾何方法并利用數(shù)學模型,在已知點的高程異常的情況下直接求解出位置點的高程異常,從而確定位置點的正常高程。根據(jù)相關實驗表明,主要影響靜態(tài)GPS控制網(wǎng)擬合高程測量精度的原因主要集中在三個方面,分別是GPS控制網(wǎng)的平面測量精度,高程控制點的數(shù)量以及分布是否合理,高程異常的精度。第一,GPS控制網(wǎng)的平面測量精度。由于GPS控制網(wǎng)的平面測量精度對靜態(tài)GPS控制網(wǎng)擬合高程精度的影響使比較直接的,所以要有效地提高GPS控

5、制網(wǎng)的平面測量精度。為了實現(xiàn)這一個目的要求GPS控制網(wǎng)的圖像穩(wěn)定度較高,并且要求標石埋放的地點必須滿足質地堅硬、穩(wěn)固,需要避開障礙物與會影響信號接收的高壓電線與無線設備的放射臺等。第二,高程控制點的數(shù)量以及分布是否合理。根據(jù)相關的研究資料,在對靜態(tài)GPS控制網(wǎng)進行求解時,高程控制點的數(shù)量越多,分布越合理,越能提高靜態(tài)GPS控制網(wǎng)擬合高程精度。第三,高程異常。在GPS測量中得到的結果是屬于WGS84坐標系下的大地高程,這與我國普遍使用的正常高程不一樣。其中高程異常是指大地高程與正常高程的差值。其中正常高程是指觀測點距離大地水準面之間的距離。根據(jù)以上所述內容,在進行大面積

6、測量或者測量地區(qū)為長條狀分布式,需要考慮測區(qū)似大地水準面的等值線的走向與測區(qū)走向的關系。既在進行高程異常計算時,要考慮參考橢球面與大地水準面之間的平行誤差。2靜態(tài)GPS控制網(wǎng)擬合高程精度與水準測量精度比較6在施測過程中,嚴格依據(jù)《全球定位系統(tǒng)GPS測量規(guī)范》【GB/T18314-2009】及《工程測量規(guī)范》【GB50026-2007】中操作規(guī)程進行測繪。該項目中采用8臺中海達HD8200X雙頻接收機(水平精度:5mm+1ppm,垂直精度:10mm+2ppm)同步按照邊連式觀測方式進行觀測。每個點位觀測時段數(shù)≥1.6,一級網(wǎng)觀測每時段長大于45min,衛(wèi)星高度角≥15。

7、,有效觀測衛(wèi)星數(shù)大于4,數(shù)據(jù)采樣間隔15秒;各站同步觀測跟蹤視野內相同的衛(wèi)星,起始結束時間一致,各站提前到達測點并提前3min開機。天線安置的對中誤差不應大于2mm;兩次量取天線高度誤差不得大于2mm。同步觀測需要注意,測量者需要與天線保持一定距離。嚴格靜止碰撞重新對中,整平。不要在接收機旁使用對講機、手機及其它具強電磁波通信工具。在測繪工程中注意保證設備工作正常,數(shù)據(jù)記錄的及時正確。在每天測繪工作結束之后,應及時將測繪數(shù)據(jù)從接收機下載下來,并在計算機中妥善保存,做好備份工作。假設水準高程值為這一點的正常高程準確值。將擬合高程作為觀測值,其中水準高程

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