文档介绍：休宁县陈霞乡GPS高程的拟合研究
江云 摘 要:本文针对陈霞乡GPS高程,通过三种拟合法进行GPS拟合高程数据的分析,确认利用GPS高程可达到四等水准精度,并得出一些有益的结论。
关键词:GPS 数值拟合模型 高程异常休宁县陈霞乡GPS高程的拟合研究
江云 摘 要:本文针对陈霞乡GPS高程,通过三种拟合法进行GPS拟合高程数据的分析,确认利用GPS高程可达到四等水准精度,并得出一些有益的结论。
关键词:GPS 数值拟合模型 高程异常
中图分类号:P224 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)02(b)-0041-01
1 GPS定位技术的发展与应用
GPS定位技术,由于其具有定位准确、使用快速、灵活和经济等优点,近十年来,在测量中的应用得到迅猛的发展。采用GPS技术进行控制网观测,其平面定位精度可达1×10-6~2×10-6,高程精度比平面定位精度约低2~3倍。在几十公里的距离上,采用双频GPS接收机,其测量精度可达几厘米。因此,GPS定位技术已被广泛应用于国家基本控制网、城市控制网、矿山、隧道、管线等工程控制网的平面控制测量。
虽然GPS定位技术可得到三维坐标(X,Y,Z),转换成大地坐标,可得高精度的大地高H(即地面距椭球体之间的差距),然而,国家大地网中的高程是以似大地水准面为基准的,其高程称为正常高h,正常高和大地高之间有下列关系:
h=H-ξ (1)
ξ为椭球体面和似大地水准面之间的差距,称为高程异常。从理论上讲大地高是沿椭球面的法线方向的量度,而正常高是沿铅垂线方向量度。通常是在同一点这两个方向并不重合,但是,对于绝大多数测量工作而言,这种不重合而引起的误差可以忽略不计。因此,公式(1)是可用的。
通常,人们用天文重力水准方法来测定,我国似大地水准面的确定精度约为1~3 m,西部边缘地区精度更低一些。因此,根本无法满足工程建设和大比例尺测图的要求。在许多情况下人们仅仅利用GPS测量中的平面位置信息,而具有较高精度的高程信息却白白浪费了。若能精确求出GPS网点的高程异常ξ,就可按式(1)求出GPS点的正常高,国内外许多学者对此进行了大量的研究,并取得了一些进展。
在一个局部不大区域内,通过少数GPS点与水准点重合,按式(1)反求这些重合点上的高程异常值,根据已知点的平面坐标和ξ值,采用数值拟合计算方法,拟合出该区域的似大地水准面,再计算出其它GPS点的ξ,从而求出待求点的正常高h。
本文通过陈霞乡范围40 km2GPS高程实测资料的处理,对拟合计算模型,重合点的布设和选择原则,拟合法GPS水准在区域范围内可能达到的精度等问题进行了研究,以期获得较为行之有效的GPS水准方法。
2 陈霞乡GPS控制网
根据陈霞乡总体规划和建设需要,需对其范围约为40 km2建立具有一定精度和密度的GPS控制网,以提供满足测图、设计、放样精度要求的基本控制点,达到并接近四等,高于三角高程的精度要求。
测区范围GPS控制网,由10个GPS Ⅳ等点,122个GPS五秒控制点组成(图2)。采用3台Ashtech X Ⅱ接收机,使用静态定位方法,GPS采样间隔为15 s,Ⅳ等点间基线边观测50 min,5 s点观