文档介绍：GPS水准高程拟合精度的分析
沈学标
(南京地质学校 210008)
【摘要】本文根据GPS定位技术在河道测量中的应用实践,分析了GPS水准高程拟合的精度。GPS水准高程拟合精度与已知点的数量、精度和位置有关,其中已知点的分布对其影响最大。对于十几公里长的河道测量,当已知点均匀分布于整个测区时,在进行E级GPS平面控制测量时,可获得2 cm~3 cm拟合中误差的GPS水准高程。
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一、前言
GPS定位技术已经广泛地渗透到经济建设、国防建设和科学技术的许多领域,理论和实践都已证明,GPS定位技术完全可以进行传统的一、二、三、四等平面控制测量。但GPS水准的精度如何,一直引起人们的普遍关注。E级GPS平面控制测量应用很广泛,除了在GPS网上同时施测少量的几何水准点(以下简称为已知点)外,在不增加其他工作量的情况下,其高程测量究竟能达到什么样的精度,已知点的数量、精度和位置对GPS水准精度有什么影响,这是大家所关心的问题。为此,我们于1997年9月在上海市松江县境内河道测量中作了试验。本文对此作一简要分析。http;//网

二、测区概况和作业情况
测区较为平坦,最大比高为4 m,平均海拔高程为5 m,带状,长约12 km,宽约500 m。为满足河道测量的需要,在测区布设了E级GPS控制网。全网由24个点组成,平均边长为800 m,点位均布设在河流两岸。GPS测量由南京地质学校利用3台Leica 200 S型单频接收机完成。采用静态作业模式,各项技术要求均符合国家测绘局1992年发布的《全球定位系统(GPS)测量规范》的要求。为了进行GPS高程测量试验,对测区中的所有待定点(24个)进行了四等水准测量。四等水准测量由河北省地质测绘院利用S3型水准仪完成,各项技术要求均符合《城市测量规范》的要求。四等水准网略图如图1所示。
三、已知点数量不同时的拟合精度
为了试验、分析已知点的数量对待定点水准高程拟合精度的影响,我们选取了7种不同方案进行了试验。其中方案1、2、3是分别用均匀分布于整个测区的3、4、5个已知点按平面拟合方法进行计算;方案4、5、6、7是分别用均匀分布于整个测区的6、7、8、9个已知点按二次曲面拟合方法进行计算的。http;//网
图 1
按公式计算了不同方案的GPS水准高程拟合中误差(以下简称为拟合中误差)M。式中,v为GPS水准高程与四等水准高程之差,n为个数。其计算结果表明:http;//网
已知点数越多,拟合中误差越小。虽然方案4的拟合中误差明显低于方案3,但跟方案5、6、7较接近,说明当已知点达到一定数量(本测区为6)时,再增加已知点数,并不能显著地降低拟合中误差。
四、已知点精度不同时的拟合精度
为了便于分析、研究已知点精度对待定点精度的影响,我们取前述后4种方案的布点情况,人为地将每种方案中的一个已知点高程分别增加60 mm、70 mm、80 mm、90 mm进行试算,其拟合中误差为± mm、± mm、± mm、± mm,分别增大了19%、22%、27%、32%。
五、已知点分布状况不同时的拟合精度
为了分析、研究已知点的位置对待定点精度的影响,我们选取4种方案进行试算。4种方案的已知点数量均为5,且都按平面拟合法拟合待定