gps在高程测量中的应用

gps在高程测量中的应用

gps（全球定位系统）是随着现代科学的发展而发展起来的先进导航和定位技术。目前，它已广泛应用于各个领域，尤其是在道路控制和测量方面。公路控制测量分为平面控制测量和高程控制测量。下面结合实际简述GPS(全球卫星定位系统)进行平面控制测量和高程控制测量的应用。1动态测距系统GPS测量分为静态定位和动态定位两种测量方法,静态测量的原理是采用载波相位测量差分法:在接收机间求一次差;在接收机和卫星间求二次差;在接收机、卫星和观测历元间求三次差,解算出待测基线长度的精确解;动态测量与静态测量原理相同,但可以达到实时定位,其定位精度可达厘米级。我院过去首级控制网和加密控制测量均采用GPS静态测量技术,观测时段较多,影响外业勘测效率。结合该工程具体情况以及GPS静态定位和动态定位技术,我们对公路平面控制网和高程控制网采用两者相结合的办法。1.1观测时间、基线解算和检验(1)以我院现在的一个项目为例,全线里程30KM,全线共布设9个GPS首级控制点,其相邻距离为5～10km。首级平面控制网布置图如图1:(2)实地观测时,每个测量时段观测时间为90分钟,有效卫星观测总数均在6颗以上。首级平面控制网共观测9个时段,两天观测完毕。(3)对观测基线和同步闭合环进行解算和检验,同步闭合环检验结果如表1:表中基线解算精度以及同步闭合环精度计算公式:由分析计算结果发现3、4、6同步环闭合差均超限,对解算的基线进行筛选和比较。重新解算检验结果如表2:异步环闭合精度参照如下公式:以上计算表明,完全满足公路测量规范要求,最后确定GPS静态观测数据有效。1.2动态定位测量本项目全线共布设加密控制点54个,在两天内全部测量完毕。并对沿线已有的城市规划一级导线点也进行了动态定位测量,经过计算,动态点与城市规划一级导线点比较结果如表3:由表中数据可以得出,动态定位结果满足工程测量要求,说明GPS动态定位测量应用到平面控制测量中是可行的。2高程系统的基本概念为了说明GPS测量成果在高程测量方面的应用,这里首先回顾一下关于高程系统的基本概念。通常我们应用的高程系统主要有大地高系统、正常正高系统。(1)u3000形式法大地高程系统是以椭球面为基准的高程系统。大地高的定义是,由地面点沿通过该点的椭球面法线到椭球面的距离,通常以H表示。大地高是一个几何量,它不具有物理上的意义。利用GPS可以直接测定观测站在WGS84中的大地高程。这一高程系统在工程技术上虽然没有广泛的应用,但是它在与水准测量资料、重力测量资料相结合来研究大地水准面的形状方面,或在结合高程异常资料来确定点的正常高等方面都有着重要的意义。(2)沿垂线至正高的距离以大地水准面为基准的高程系统,称为正高系统。由地面点并沿垂线至大地水准面的距离称为正高,通常以Hg表示。正高是以大地水准面为基准面,具有重要的物理意义,因而它在水利建设、管道和遂道建设等精密工程技术方面有着广泛的应用。(3)地球高度与活跃高度之间的关系如下2.1gps静态联测法测量点与待测点间的关系首级控制网中包含六个水准联测点,对其余待测水准点与200、800号点进行GPS静态联测,控制网平差后得到待测点的大地坐标及大地高程,计算出待测点的水准高程,与待测点的已知水准高程进行比较,结果见下表4:由表中数据可以看出,对于该工程GPS静态测量可以代替水准测量。2.2动态定位测量浮水水平动态测量高程与已知水准高程比较如表5:由表中数据可以看出,GPS动态定位测量水准高程,与已知水准高程偏差值无一定规律,但可以满足中桩放样、地形数据采集的定位精度。3gps静态定位技术的优越性通过对以上测量数据的分析,结合该项工程,表明采用GPS动态定位技术加密平面控制网是可行的,待测点的平面坐标精度优于高程精度。GPS静态定位技术拟合水准高程,可以作为检验其它待测水准点高程的办法,并且测量结果不存在误差累积问题。应