GPS大地高高差代替水准高差在长江上游环境监测中的应用.docVIP

GPS大地高高差代替水准高差在长江上游环境监测中的应用 科技信息 专题论述 GPS大地高高差代替水准高差 在长江上游环境监测中的应用 核工业湖州工程勘察院　彭文广　刘显扬　中铁二十四局新余工程有限公司　黄忠枚 [摘　要]本文通过实验实例,介绍了利用GPS大地高高差代替水准高差进行水准平差的方法。在工程项目高程精度 要求高、水准测量困难的情况下,在局部区域内利用GPS大地高高差代替水准高差进行等级水准平差,既能保证精度又能节约成本、提高效率。本文通过实验实例,将GPS与水准重合点的GPS较,分析了GPS大地高高差代替水准高差进行等级水准平差的精度,研究GPS中的应用。 [关键词]GPS　　1、概述 在山区、,高程精度要求高(如三、,困难,,进行水准测量是非常困难的。,如果利用GPS,对工作效率和工程效益都会有很大提高,在这些地形复杂的区域内进行GPS测量则要比水准测量方便、快捷得多。 如今,在国家A、B级GPS三维空间大地控制网的基础上,各省都建立了C级GPS三维空间大地控制网,并在此基础上对似大地水准面进行了精化,建立了似大地水准面精化数学模型,大地高经过高程异常改正,转化为正常高可以达到厘米级精度。但是,在一些复杂区域,由于高程异常改正的起算点密度问题和地壳结构复杂等多种因素的影响,要想使大地高完全代替水准高还存在一定的技术难度。然而,如果用似大地水准面精化数学模型把大地高进行高程异常改正,再求出大地高改正后的相邻点间高差,并用这种改正高差(本文暂称为改正大地高高差)代替水准高差,通过联测的水准起算点进行等级水准平差,可进一步提高高程精度。 本文针对大地高高差代替水准高差进行等级水准平差这一技术问题通过实验实例,将GPS大地高高差与水准高差用数学模型进行比较,对精度进行分析,探讨了GPS大地高高差代替水准高差进行等级水准平差在工程测量中的应用。 2、长江上游环境灾害监测项目实验区高程测量为满足长江上游(江津-宜昌段)1:1万、1:5万数字高程模 型及数字正射影像图的制作需要,根据《长江上游(江津-宜昌段)基础地理控制网及数字高程模型、数字正射影像图技术设计书》的要求,河南省遥感测绘院承担了该区域D级GPS基础地理控制网及测区内重点市县区的像控测量任务。本次测量任务西起重庆江津市,东至湖北省宜昌市,全长600多公里,横跨28个市、县、区。 测区属三峡库区,近年来由于三峡建设,地物、地貌均有较大变化,除城镇和工矿区为集团式居民地外,山区农村大都为散列式居民地。交通以公路和水运为主,公路以国、省道为骨干道路与县乡级公路构成公路网,测区中部道路相对于两端因山水阻断欠发达。水运主要以长江为主,向两岸支流辐射构成水上运输体系。地貌以山地、高山地为主,海拔在170～1500米之间。水系以长江及支流组成。气候属亚热带湿润季风气候,冬暖夏热,雨量丰沛。 ,山阻水隔,在D级点上完全进行水准测量是十分困难的,但为了保证高程精度,采取了一系列措施,通过多种手段和方法进行了高程测量。高程测量主要选择了四等水准高差与改正大地高高差联合平差的数学模式,最终确定了测区118个D级GPS点的高程。于2005年6月,在测区内选择了一个实验区,对上述方法通过实验加以论证,现将实验施测方案及成果误差精度分析详述如下。 2.1、施测方案2.1.1、使用仪器及软件 使用DS3水准仪2台,木质标尺2对;Smart6100IS双频GPS接收机11台。使用SmartGPS接收机随机软件SURVEYPro对GPS观测数据进行处理,求得大地高,并通过数学模型求出点间改正大地高高差值;四等水准网平差使用河南省测绘局研制的《等级水准网平差系统V2.0》平差程序进行严密平差。 2.1.2、作业方法 使用Smart6100IS双频GPS接收机11台进行同步观测,观测时段长度4小时,使用SmartGPS接收机随机软件SUR2VEYPro对GPS观测数据进行处理,求得点间大地高高差,并计算出改正大地高高差。用四等水准进行了附合或闭合水准测量,求得每测段的高差;最终将水准高差与改正大地高高差联合起来,使用河南省测绘局研制的《等级水准网平差系统V2.0》平差程序进行网平差。 实验区选择了9个D级GPS点和四个一等水准点,如图1所示在长江南岸测了一条四等附合水准,由两个一等水准点和四个D级GPS点组成,北岸5个D级GPS点中有两个分别和一个一等水准点联测,进行了往返测形成闭合路线,最终将这6个D级点用实测水准数据进行了四等水准平差,计算出了高程值。这9个GPS点和三个一等水准点布设成GPS网进行了观测,最终如图2由水准高差和改正大地高高差