GPS高程测量的可行性研究.pdf

2005年第5期 黑龙江交通科技 №．5。2005 (总第135期) HEILONGJIANGJIAOTONGKEJl (SumNo．135) GPS高程测量的可行性研究 关鹏1，龚长兵2 (1．黑龙江省航道局测量大队；2．黑龙江省航务勘察设计院) 摘要：介绍GPS测高的各种限制和对高程测量的可行性研究。 关键词：椭球高；水准面；精度 中图分类号：U412．24 文献标识码：C 文章编号：1008—3383(2005)05一0027一01 GPS已经被广泛地运用并已发展成为一个真 计算折射数的干分量，但很难对多变的折射数的湿 正的三维测量工具，然而测高问题仍然是GPS领域 分量来进行建模。对于长基线，可采集数小时的数 函待研究解决的问题。讨论了GPS测高的制约因 据，对流层延迟的湿分量能通过规则的时问间隔加 素，包括GPS测量、大地水准面和高程基准面问题， 以解决(例如每小时一次延迟)，但对于短基线只有 并从变形监测、实时GPS测量和机器监测与导引三 少量数据可供计算对流层延迟。软件只能对于分量 个方面论述了GPS测高的可行性。 进行建模计算，也只能希望其他残留影响很小。所 实际上，GPS测高主要包括三个方面： 以对于倾斜度很大的基线，即使边很短也需作长时 (1)使用GPS测量椭球高； 间观测，以获得可靠的对流层延迟。 (2)运用一个大地水准面模型； 潮汐现象、包括陆地潮汐和海洋潮汐也对GPS km时影响能达到cm (3)将最终要得到的正常高(或正高)拟合到高测高产生影响，基线超过100 程基准面上。 级，一些软件能通过建模来消除这些影响。 以上三个方面限制了运用GPs测量高程，它们 天线高是一个明显的误差来源。RTK系统通 依GPS测量的范围不同而影响大小也不一样，在后 过使用定长的流动杆来减少这种误差的可能性，如 面的部份将作详细探讨。 果使用三角架，由于高度经常变化，所以外业要求必 l GPS测量方面的限制 须对天线高测量进行检查。 相位整周模糊度解算是否可靠直接影响三维坐 另一个不太明显的问题就是混合使用各种有效 相位中心在高度上相差几厘米的不同的天线。国际 标，对短边应用快速静态和实时动态(RTK)技术 时，必须准确得到相位整周数，由于RTK常常使用 GPS地球动力学服务组织(IGS)在它的永久跟踪网 最小量的数据，即使最好的算法有时也求解整周模 中使用了各种不同类型的天线，并已发展了模型。 糊度错误，为了发现这些能达到米级的错误，需通过 当使用同一厂家的天线时，这个问题就变得很小。 重复观测来获取多余观测量。星历和参考坐标对三 然而当使用他方基站数据时，就会出现混合使用情 维坐标将产生几个PPM的影响，假定广播星历的 况，运用RTK就会导致更多地作用基站数据以及 质量一直保持如最近那般高，它对短边的影响将达 混合使用天线。 到最小，但在世界上某些地区要获得一个理想的 2大地水准面模型方面的限制 wGs84参考位置(±10m或更好)却存在着问题。 GPs测量得到的是椭球高(^)，为了获得正常 多路径效应的影响分为直接的或间接的，并能 高(H)，我们需知道高程异常值(N)。对长距离， 对三维坐标产生分米级的影响。间接影响是指影响 GPS测量也能非常有效地得到椭球高