GPS在核电项目地形控制测量的应用

1 核电项目地形控制测量的应用 绪论 术 称为全球定位系统（ 美国从上世纪 70 年代开始研制，历时 20 年，于 1994 年 3 月完成其整体部署，实现其全天候、高精度。具有海、陆、空全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。 面控制和用户设备等三部分构成 d 的。 效、准确地提供点、线、面要素的精确三维坐标以及其他相关信息，具有全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点。现在 得测定地球表面三维坐标的方法从静态发展到动态，从数据后处理发展到实时的定位与导航，极大地扩展了它的应用广度和深度。载波相位差分法 小范围内可以达到厘米级精度。此外由于 量技术对测点间地通视和几何图形等方面的要求比常规测量方法更加灵活、方便，已完全可以用来施测各种等级的控制网。 形、地表沉陷监测中已经得到广泛应用，在精度、效率、成本等方面显示出巨大的优越性。广泛应用于军事、民用交通 (船舶、飞机、 汽车等 )导航、大地测量、摄影测量、野外考察探险、土地利用调查、精确农业以及日常生活 (人员跟踪、休闲娱乐 )等不同领域。 优越性及应用 随着全球卫星定位系统（ 术的快速发展，实时动态 术已完全成熟大大提高了测绘成果的精度，实用性和高效性。 位精度高、 24 全天候观测、经济效益显著、可以实现实时动态差分 位等优点。测量结果统一在 标系下，信息自动接收、存储，减少了繁琐的中间处理环节。采用 术测设方格 网，比常规方法适应性更强。网形构造简单，点的疏密和边的长短可灵活选取，即使离已知控制点较远也可以连接，并进行控制网的定位和定向。另外，它解决了点位之间无法通视的困难，选点灵活，不需要高标，同时还可以保证外业施测不受天气影响。格网点位精度高、误差分布均匀，不但能够满足规范要求，而且具有较大的精度储备。采用 法布设大地控制网，因其图形强度系数高，能够有效地提高点位趋近速度。网形优化比较方便。 在大地测量方面，利用 立全球性大地控制网，提供高精度的地心坐标，测定和精化大地水准 面，组织各部门参加 1992年全国 工程测量方面，应用 设精密工程控制网，用于城市和矿区油田地面沉降监测、大坝变形、高层建筑变形监测，隧道贯 2 通测量等精密工程，测绘各种比例尺地形图和施工放样等。在航空摄影测量方面，应用 航飞行导航、机载 海洋测绘方面，我国已经应用 下地形测量。 2 测区概况 程概述 受中国核电工程有限公司的委托，郑州中核岩土工程有限公司承担了中核云南核电项目初步 可行性研究阶段陆域1：5000地形测量项目。本项目候选厂址位于云南省曲靖市师宗县，。测量内容为测区范围内的地形、地貌、地物以及人工活动地形地貌等。 依据中国核电工程公司二一年十二月提供的中核云南核电项目候选厂址1:5000地形测量技术任务书、我公司编写的中核云南核电项目初步可行性研究阶段候选厂址陆域 1:5000 地形测量技术设计书及有关法律、法规、行业规范的要求，通过审核，并于二一年十二月十二日前往测区进行测量。 区自然地理状况 黑尔厂址测区位 于云南省曲靖市师宗县龙庆乡黑尔村，南盘江左岸，凤凰谷水电站库区，为凤凰谷水电站库区范围，北距云南省师宗县城约 4 5线距离，下同 )，距云南省曲靖市约 120北距云南省罗平县城约 60贵州省兴义市约 112距广西壮族自治区西林县 105距云南省泸西县城约 33昆明市约 160距丘北县城约65理坐标为北纬 24 25 31 24 26 26，东经 104 2 26 104 3 35。 测区位于南盘江左岸斜坡地带，南盘江由西向东从厂址南侧流过，形成了一 个大圆弧走向，东、南、西被南盘江三面包围，附近属构造剥蚀一侵蚀的中山一峡谷地貌，区域自然地形由山坡和冲沟组成。场地中央一条东北 西南走向的天然冲沟，在西南端汇入南盘江；西北侧与洞拉自然村之间有一条小冲沟。测区高程在 820m 1700m 之间，高差约 900m，地形起伏较大，北高南低，向南盘江倾斜。 有数据收集、检查及利用 根据测量工作需要，现场收集到以下测区资料： 制点成果详见下表1。 等水准点2个； 0000纸质地形图。 表 2制点水准点成果表 点号 点名 类型 X（m） Y（m） H（m） 庆 104 阿那黑东 蒙1 发蒙1 三等水准点 蒙2 发蒙2 三等水准点 3 图 2有数据的位置 （ 1）为了确保起算点坐标的正确性，我们现场对收集到的 实地检查， 利用 102和 查结果符合规范作为起算的要求，在本次测量中采用 黑尔厂址起算点，检查结果如下表 2已有控制点检查表所示。 表 2有控制点检查 边名 实测边长 已知边长 相对精度 备注 （ 2） 为了确保起算点坐标的正确性，我们现场对收集到的 水准点进行检查 ，经实地检查，由发蒙水文站提供的两个三等水准点保存完好，埋石牢固，用水准仪对两点高差进行往返观测，实测高差为 ，已知高差为 差之差为 足规范要求，可以作为本次高程测量的起算点。 （ 3） 1:10000地形图主要用于测量控制网的布设。 3 面控制网布设 制网的设计 制网等级 根据我国1992年所颁布的全球定位系统测量规范，B、C 、D、 常是以网中相邻点之间的距离误差来表示的，其具体形式为： 4 错误 !未找到引用源。 （3 其中： ：网中相邻点间的距离中误差 ( a ：固定误差 ( b ：比例误差 ( D ：相邻点间的距离 ( 对于不同等级的 下列的精度要求： 表 3精度要求 测量分类 固定误差a（ 比例误差b（ 相邻点距离（ A 5 1002000 B 8 1 15250 C 10 5 540 D 10 10 215 E 10 20 110 A 级网一般为区域或国家框架网、区域动力学网； B 级网为国家大地控制网或地方框架网； C 级网为地方控制网和工程控制网； D 级网 为工程控制网； E 级网为测图网。 美 国 邦 大 地 测 量 分 管 委 员 会 （ 1988 年公布的 对定位的精度标准中有一个 的等级，此等级的网一般为全球性的坐标框架。 的布网方式 1） 跟踪站式 用若干台行常年不间断的观测，这种布网方式称为跟踪站式。用这种形势布设的网有很高的精度和框架基准特性，而对普通的本高的 布网方式。 2） 会战式一次组织多台中在不太长的时间内共同作业。在观测时，所有接收机在同一时间里分别在一批观测站上观测多天或者较长时间，在完成一批点后所有接收机在迁至下一批测站，我们把这种方法称为会战式布网。这种网的各基线都进行了较长时间和多时段的观测，具有特高的尺度精度，一般在布设A、 3） 多基准站式 把几台接收机在一段时间里固定在某几个测站上进行长时间的观测，而另几台接收机流动作业进行同步观测，我们把固定不动的测站称为基准站，观测时间较长，有较高的定位精度，可起到控制整个上其他流动站之间不但有自身的基线相连，还和基准站也存在同步基线，故这种网有较好的图形强度。 5 4） 同步图形扩展式 这是在布设是把多台接收机在不同的测站上进行同步观测，完成一个时段的观测后在把其中的几台接收机搬至下几个观测站，在作业时，不同的同步图形之间有一些公共点相连，直至布满全网。这种布网方式作业方法简单，图形强度较高，扩展速度快，便于作业组织，实际中得到广泛应用。根据相邻两个同步图形之间 公共点的多少，又分为： 连两个同步图形之间有一个公共点相连。 连两个同步图形之间有一条边相邻。 邻两个同步图形之间有三个及以上的公共点相连。 般来说，单独采用以上哪一种方式多是不可取的，在实际工 作时，是根据情况灵活采用这几种方式作业，就是所谓的混连式。 5） 星型布网方式 这是用一台接收机作为基准站，在某个测站上进行连续观测，而其他接收机在基准站周围流动观测，每到一站即开机，结束后即迁站。也即不强求流动的接收机之间必须同步观测。这样测得的同步基线 就构成了一个以基准站为中心的星形，故称星形布网方式，见图 3种方式布网效率高，但图形强度弱，可靠性差。 图 3准站 流动站 图 36 制网的指标 在布设们除了遵循一定的设计原则外，还需要一些定量的指标来指导我们的工作。在我们进行靠性指标和精度指标等。 1）效率指标 在进行 们经常采用效率指标来衡量某种网设计方案的效率，以及在采用某种布网方案作业时所需要的作业时间、消耗等。 在布设一个 时，在 点数、接收机数和平均重复设站次数确定后，则完成该网测设所需的理论最少观测期数（同步观测的时段数）就可以确定。但是，当按照某个具体的布网方式和观测作业方式进行作业时，要按要求完成整网的测设，所需的观测期数与理论上的最少观测期数会有所差异，理论最少观测期数与设计的观测期数的比值，称之为效率指标（ e），即 m 3 中： 理论最少观测期数；理论最少观测期数 )m in )为凑整函数， )。 该指标可用来衡量 2） 可靠性指标 可靠性，可以分为内可靠性和外可靠性。所谓 的内可靠性就是指所布设的 可发现的最小粗差的大小；所谓 抵御粗差的能力，即未剔除的粗差对 于内、外可靠性指标在计算上过于烦琐，因此，在实际的 可靠性的数量指标，该指标就是整网的多余独立基线数与总的独立基线数的比值，称为整网的平均可靠性指标（ ），即： (3其中： 多余的独立基线数； ，1 )1( s 为观测期数， m 为同步观测接收机的台数。 7 3） 精度指标 当据已确定的以得到 ，从而可以得到( ，在(为衡量 该指标可通过相关软件（如武汉大学测绘学院开发的算得到。 制网的优化 求的精度，卫星状况，接收机类型和数量，测区已有的资料，测区地形和交通状况综合考虑，即网的设计应在效率性，可靠性，精确性和经济性等方面力图实现业主的要求。 1） 确定合理的网形结构 网形的 形状是由 相邻同步环之间仅有一个公共点相连接构成的图3 特点：以这种方式构成的有（或仅有一个）异步闭合环，网形强度比较薄弱，发现粗差的能力较弱，最少观测时段数，工作量小，获得成果快。 图 3连式 ： 指同步图形之间有一条公共基线相连接，间图3 特点：以这种方式布点所构成的构成较多的异步闭合环，能检查各种闭合差的大小以及判别观测中是否存在粗 差，图形强度最强，但观测期数最多，最费时。 图 3连式 布网时把点连接式与边连接式有机的结合起来构成混连式图3 8 特点：有一定的多余观测基线数使图形呈封闭状，保证了网结构的几何强度，提高了时，外业观测工作量又比边连式低了生产成本. 图 3连式 2） 准确地估计观测期数 在选择好合理的该初步计算一下观测期数（即同步图形的个数），因为这对于合理安排技 术人员，仪器设备，合理运用资金，正确估计外业任务完成的时间以及车辆的调配等都将起到十分重要的作用。而且准确地估计观测期数也是达到质量和低成本的有效手段。 观测期数 +n （m （3 其中：）X 当网形结构为点连接方式时p=1； 当网形结构为边连接方式时p=2； 当网形结构为点、边混合连接方式时1 3） 选择最佳观测时间 在测量之前，需要计算出一天中可见卫星的情况和可见卫星分布情况及便制定观测计划，选择最佳观测时段。观测时间要有上限，要根据任务书多要求的精度、基线长度以及择合适的观测时间，不要盲目的增加观测时间，这样对观测精度无益，同时无法达到效率和低成本的目的。 点与埋石 点 1）点位均选在视野开阔，地面基础稳定，便于长时间保存在地面上，且便 9 于安置仪器和仪器操作，视场内尽量没有高度大 于15的成片障碍物。 2）点位均远离大功率无线电发射台、电视台、微波站等不小于200米，远离高压输电线路不小于50米，点位附近没有强烈干扰卫星信号接收的物体。 3）交通方便，且有利于其他测量手段扩展和联测 4）相邻点的距离为1.0 石规格原则上按规范要求埋设，视现场场地情况适当调整。 5）点号采用三位数字编号，起算点点号按原号， 6）充分利用符合要求的旧有控制点。 7）选点时应尽可能使观测站附近的的小环境（地形、地貌、植被等）与周围大环境保持一致，以减少气象元素的代 表性误差。 但从有必要保证相邻点间的通视，但是续工作很有可能利用以在选择 根据测区的地形和通视条件，布设6。 D 1 0 4D 1 0 2D 0 9D 0 6D 0 3 D 0 2D 0 1D 0 8D 0 7D 0 5D 0 4 10 图 3 石 标石面为水泥标石，标石面20 埋至冻土以下或基岩上，点名标刻在标石上。标石规格如下图3 图 3石规格 埋设标石需使各层标志中心严格在同一铅垂线上，基偏差不得大于2制对中装置的对中精度不得大于1 当利用旧点时，应首先确认该点标石完好，并符合同级能长期保存。必要时需要挖开标石侧面查看标石情况。如果遇上标石被损坏，可以以下标石为准，重新埋上标石。 由于黑尔厂址地处云南偏远山区，当地交通以水牛、骡子为主，在埋设 完成后，应在标石周围设立栅栏等保护设施，防止践踏破坏。在水泥没有凝固之前在标石表面写好点名与点号。结束后，在标石上铺盖塑料布等防水设施。东华理工大学长江学院毕业论文 面控制网外业观测 11 4 面控制网外业观测 源安排 人力资源安排： 参加本项目的主要工程技术人员有18名，其中：工程师6名，助理工程6名，技术工人4名，实习生2名，其他辅助作业人员按现场要求配置，分7个组进行作业。 仪器设备资源安排： 本次测量工作，投入双频 8台套，全站仪 3台套，水准仪 2 台套，数字化成图软件 4套，计算机 4台，其他附属设备，如棱镜、水准尺、对讲机、对中杆等按工程需要全部配齐。主要仪器设备详见下表 4 表 4要投入设备 序号 名称 数量 型号 性能参数 1 6 南方平面：32 2 面：33 拓扑康全站仪 1 ”，24 尼康全站仪 1 ”，35 拓扑康全站仪 1 ”，36 水准仪 2 7 成图软件 4 8 电 脑 4 9 对讲机 20 科立讯 10 汽 车 2 度表 表 4度表 时段编号 观测时间 测站点号 机号 测站点号 机号 测站点号 机号 测站点号 机号 1 10:30至 12： 00 677 433 589 121 2 14:00至 03 06 东华理工大学长江学院毕业论文 面控制网外业观测 12 15:30 1677 3433 1121 4889 3 10:30至 12： 00 121 677 433 589 4 14:00至 15:30 677 121 589 433 5 01 3433 677 589 121 由于黑尔厂址地处云贵川地区，测区内多大山，采取这样的观测顺序，除了考虑时间以外，还要保持几组差不多同事到达点位，避免浪费时间。这样的点位观测的距离可以使用对讲机统一调派，指挥。 业实施 外业观测的内容: 1) 各测站的观测员应按计划规定的时间作业，确保同步观测。 2) 确保接收机存储器（目前常用足够存储空间。 3) 开始观测后，正确输入高度角，天线高及天线高量取方式。 4) 观测过程中应注意查看测站信息 、接收到的卫星数量、卫星号、各通道信噪比、相位测量残差、实时定位的结果及其变化和存储介质记录等情况。一般来讲，主要注意应及时与其他测站观测员取得联系，适当延长观测时间。 5) 同一观测时段中，接收机不得关闭或重启；将每测段信息如实记录在 6) 进行长距离高等级将气象元素，空气湿度等如实记录，每隔一小时或两小时记录一次。 7) 确认外接电源电缆及天线等各项连接完全无误，方可接通电源，启动接收机。 8) 开机后，接收机 的有关指示和仪表数据显示正常。 9) 进行自测试和输入有关测站和时段控制信息（I, E)。 10) 接收机在开始记录数据后，查看有关观测卫星数量，信噪比，记录容量，电源情况等。 11) 观测过程中，不得中断观测，不得更该观测参数。 12) 观测站全部预定作业项目，经检查均已按规定完成，且记录与资料完整无误后，方可迁站。 关于 东华理工大学长江学院毕业论文 面控制网外业观测 13 当所测卫星在空间的分布范围越大， 当所测卫星在空间的 分布范围越小， 当测效果就越显著； 就可以取得较好的观测效果。 表 4作参数 网的等级 卫星高度角 同时观测有效卫星数 有效观测卫星总数 15 4 4 时段长（ 同步观测接收机数 观测时段数 6 45 3 外业实施： 1)仪器安置： 对中： 静态相对定位，天线安置尽可能利用三角架或观测墩，并安置在标志中心的上方直接对中观测。在特殊情况下，方可 进行偏心观测，但归心元素应精密测定。 整平：基座上的圆水准气泡必须居中。 天线定向标志指北：减弱相位中心偏差的影像。 在场区进行测量工作的时候，常常会伴有雷阵雨，在安置天线时，将天线底板接地，防止雷击。 量取天线高：天线安置后，应在各个时段的前后，在三个不同方向量取天线高，三个方向的互差以及时段前后的互差满足规范要求。 天线高： 天线的相位中心，至观测点标志中心顶端的垂直距离。一般分上下两段：上段是相位中心至天线底面的距离，作为常数由厂家给出；下段是从天线底面，至观测点标志中心顶端的距离，由用户测定。 天线安 置的要求： a. 天线通常应该按它上面的方向标识指北； 收机和电缆应集中到一起，保存到仪器箱中。 对基座经常进行检校。 安置在高质量的测量三角架或观测墩上。 个或更多的时段，每次都应该重新安置天线。 精确读到 在每个时段的开始和结束时分别量两次。 2)开始观测 观测组必须严格遵守调度命令，按规定的时间进行作业，经检查接收机电源电缆和天线连接无误，方可 开机。开机后检验有关指示灯与仪表显示正常后，方可进行自测试并输入测站号、观测单元和时段等控制信息。 观测员记录：观测员应在开始测量前，认真如实的在 面控制网外业观测 14 应的数据。 观测时段的同步： 时段）内进行跟踪观测。 别在几个毫秒之内）记录数据 在观测的时间内，所有可以产生信号的东西都应远离接收机，如对讲机，手机等。 接收机记录：接收机设备自动形成，记录在接收机的存储介质上。 内容： a. 载 波相位观测值及相应的观测历元； b. 同一历元的测距码伪距观测值； c. d. 实时绝对定位结果； e. 测站控制信息及接收机工作状态信息； 测数据文件名中应包含测站名或测站号、观测单元、测站类型（是参考站还是流动站）、日期、时段号、等信息，具体命名方法依旧采用的 由于我们做的是 记录天气状况，而不需要记录各项气象元素。 外业观测的注意事项： 电插拔电缆； 观测手簿： 表 4测手簿 点名 号 测日期 始观测时间 10:35 结束观测时间 12:00 观测时段 1 天线高 观测前 气状况 阴 观测后 测员 赵亭汀 东华理工大学长江学院毕业论文 业平差计算 15 5 业平差计算 线解算 过数据处理，得到测站的坐标或测站时间的基线向量值。基线向量是 观测量，基线向量的质量是提高 基线解算的原理： 将两台 步观测相同的 确定基线端点的相对位置或基线向量。基线解算就是利用 其进行差分处理，建立观测值与基线向量的关系，通过最小二乘原理求解基线向量及其精度。 图 用伪距法进行 P=p+c（ +错误 !未找到引用源。 （ 5 其中 伪距 )； 接收机钟差； 别为电离层和对流层时延产生的距离偏差。 当我们假定卫星与 偏差只决定于接收机时钟。由此我们可以得到四个方程： 错误 !未找到引用源。 （ 5 其中 错误 !未找到引用源。 （ i=1,2,3,4）为伪距， 错误 !未找到引用源。 为距离校正量。 图 5线解算的影响因素以及解决方案 : 基线解算的重要影响因素主要有起算坐标不准确、卫星观测时间太短、周跳过多、多路径效应、电离层传播延迟、对流层折射五大类因素。 1)起算坐标不正确 东华理工大学长江学院毕业论文 业平差计算 16 基线解算时，必须有一个点的坐标作为起算，该点应为 其中某个接收机的 4坐标，其点位精度对基线解算精度的影响可用下式表示： 错误 !未找到引用源。 （ 5 其中 错误 !未找到引用源。 为起算点的坐标误差； 错误 !未找到引用源。 为因起算点误差引起的基线向量误差。 可以看出：当基线长度一定时， 错误 !未找到引用源。 越大， 错误 !未找到引用源。 越大。 这里我们应该至少保证起算点为观测不少于 304系坐标。 为了使起算点坐标精度更加准确，我们可以利用改进单点伪距定位结果的方法：将观测的伪距定位值取平均值。 2)卫星观测时间过短 卫星观测时间过短可以由以下两点来判别： 文件对每颗卫星的观测数据数量，数据量小则观测时间短。 解决方法：对于观测时间过短的卫星观测数据予以删除，不让其参加基线解算。 卫星周跳可以由以下两点判别： (1)从基线解算后获得的观测值残差分析； (2)从相位观测图中看出。 解决方法： 过中断的数据解算； 删除周跳严重的时间段；单颗卫星经常发生周跳，可删除该卫星观测值： 开周跳严重的时间段。 4)多路径效应 多路径效应一般 造成观测值残差偏大。 减弱多路径效应的办法有： 用扼流圈天线；延长每点的观测时间； 量避开高大建筑物，大面积水域等。 5) 电离层传播延迟、对流层折射 电离层传播延迟、对流层折射影响过大，可采用以下方法解决： 3度在进行基线解算前应改为 15度： 件默认 基线 长大于 10使用；小于 10影响可忽略： 可以使用消除了电离层折射影响的观测值来进行基线解算。 东华理工大学长江学院毕业论文 业平差计算 17 影响 有分析判别出影响 通过精化处理，才能获得高质量的定位点坐标和基线向量。 基线解算的预处理： 1)数据检验：对观测数据进行平滑滤波检验，剔除观测值中的粗差，删除无用观测值。 2)数据格式的标准化：将各类接收机的数据文件加工成彼此兼容的标准化文件。包括文件记录格式标准化、数据类型标准化、数据项目标准化、数据单位标准 化和采样间隔密度标准化等。 3)般用一多项式拟合观测时段内的星历数据，包括卫星轨道位置的地固坐标系坐标计算和分段轨道拟合的标准化。 4)诊断整周跳变点：发现并修复原始观测值周跳，使原始观测值复原。 5)星钟多项式标准化：卫星钟多项式的拟合及标准化。 6)对观测值进行系统误差改正 基线解算过程 在 天观测完成后，对当天的观测结果，用厂商提供的后处理软件和接收机采集的广播星历进行基线处理，并进行初步平差；全网观测完毕后，再进行网平差， 以提高全网的成果精度并使网中各点的精度尽可能均匀；最后用已知坐标进行约束平差，求出各待定的最终成果。 具体的解算步骤为：数据录入 自由网平差 高程拟合 影响 有分析判别出影响 通过精化处理，才能获得高质量的定位点坐标和基线向量。 解算 在基线解算结束后应进行 无约束平差、二维约束平差两个步骤。 在进行 1）每天观测结束后及时进行基线处理。 2） 整个 中构成异步环的坐标分量闭合差和全长 闭合差符合下式的规定： 2 n 2 n 2 n W 2 式中 W= )W y( W x 222 相应级别规定的基线向量的弦长精度。 3)当各项质量检验符合要求后，进行 的三维自由网平差。三维自由网平差提供各控制点在 下的三维坐标，各基线向量三个坐标差 观测值的总改正数，基线边长以及点位和边长的精度信息。在三维自由网平差的基础上，在本测区的坐标系内进行二维约束平差。 东华理工大学长江学院毕业论文 业平差计算 18 三 维自由网平差中，基线向量的改正数（ V X、 V Y、 V Z）绝对值满足了下式要求： 3 3 3 二维约束平差中，基线向量的改正数与剔除粗差后的同名基线向量相应改正数的较差（ X、 Y、 Z）符合下式要求： X 2 Y 2 Z 2 式中： 基线测量中误差 把接收机的数据输入计算机解算软件中，进行环解算。 度评定 表 5技术精度要求 等级 平均距离（ A（ B（ 最弱边相对中误差 二 9 10 2 1/12万 三 5 10 5 1/8万 四 2 10 10 1/一级 1 10 10 1/2万 二级 1 15 20 1/1万 表 5度统计 环路闭合差 同步环闭合差（ 最大值 环 路 线 08小值 环 路 线 05步环闭合差（ 最大值 环 路 线 01小值 环 路 线 05 维 自 由 网 平 差 点 位 误 差 基线相对中误差 最大值（ 最小值 (最 大 值 最 小 值 X （ 最小值 (最 大 值 最 小 值 X ： 表 5差成果坐标 点号 点名 坐标 X 坐标 Y 高程 H 04 07 08 01 03 02 06 09 华理工大学长江学院毕业论文 程获取 20 6 程获取 地高 大地高是指从一地面点沿过此点的地球椭球面的距离。是大地地理坐标（ B,L,H）的高程分量 H。 我国目前采用的高程系统为正常高系统 : 即以似大地水准面为参考面的高程系统 , 确定高程通常采用的是几何水准。 但是 , 用 定的三维坐标 , 大地经度、大地纬度和大地高都是以 W 考椭球面为基准的 , 定的大地高是一个几 何量 , 与地球的形状和重力场的分布没有关系。而我们实际在绝大多数情况下使用的为正常高 , 它是一个物理量。因此 , 实际使用时 , 需要将 地高转换为正常高。 我们是以似大地水准面为基准面的高程系，及正常高。地面点的大地高是该点沿椭球法线到参考椭球面的距离，正常高 错误 !未找到引用源。 是该点至大地水准面的铅垂距离，如图 与正常高 错误 !未找到引用源。 的转换公式如下： 错误 !未找到引用源。 （ 6 错误 !未找到引用源。 表示似大地水准面至参考椭球面的高差，称为高程异常。 图 6得是三维坐标 , 实际上主要利用的是其平面位置信息 , 高程信息没有充分利用。其原因主要在于现有的各地区的高程异常值精度较低 , 而且 地高本身的精度也低于平面位置的精度。但若把 地高与现有的水准资料相结合 , 可对局部地区的似大地水准面进行精化 , 从而得到较精确的高程异常 , 获得我们需要的高程。 东华理工大学长江学院毕业论文 程获取 21 程拟合 是经过外 业勘察，内业布网，在观测及数据后处理几道工序，最后求得作业区域一定数量的 准点（为了区别起见，用 准点表示静态测得到的平高点， 准点表示动态测量得到的平高点）进而求出高程拟合关系。 高程测量是 量的重要组成部分，在 求的的三位基线向量，通过网平差，可求得精密的 通过坐标系转换求得精密的国家或地区参考椭球的大地高差，如果以知网中的一个或者多个点的大地高程，就可以求的各 高程拟合就是在 据已知点 的平面坐标和高程异常 错误 !未找到引用源。 值，用数值拟合方法，拟合出似大地水准面，在内插求待定点的 错误 !未找到引用源。 值，从而求出待定点的正常高 错误 !未找到引用源。 。高程拟合的实际就是确定似大地水准面。 高程拟合的方法：加权平均值法、多项式曲线拟合、多项式曲面拟合、多面函数曲面拟合、线性移动拟合法、神经网络法等。 鉴于实地情况我们选择多项式曲面拟合法。 多项式曲面拟合函数模型是利用拟合区域内多个 准点 ,按削高补低的原则来平滑出一个多项式曲面来代表拟合区域的似大地水准面 ,拟合误差与 拟合范围成正比。 单点的高程异常 错误 !未找到引用源。 与坐标（ x， y）直接的函数关系如下： 错误 !未找到引用源。 （ 6 其中 f（ x,y）为 错误 !未找到引用源。 中趋势值， 错误 !未找到引用源。 为模型误差。 错误 !未找到引用源。 （ 6 当有多个点时，写成矩阵形式如下： 错误 !未找到引用源。 （ 6 对于每个已知点，在最小二乘准则条件下，解出个 错误 !未找到引用源。 ，求出测区范围内任何插值点的高程异常值 错误 !未找到引用源。 ，进而计算出正常高。 收集已有的数据 2个 满足水准观测条件）， 2个三等水准点分布在测区工厂围墙内，有平面成果（满足水准观测条件）。 布设静态 围墙内的水准点引出围墙，进行平面与水准联测。由于拟合参数的误差源集中在大地高 误 !未找到引用源。 的观测精度。因此在