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        精化似大地水準面在GPS控制測量中的應用

        2014-12-24 07:23:52赤峰市國土資源行政服務中心內(nèi)蒙古赤峰024000
        科技視界 2014年6期
        關鍵詞:精化水準面水準

        陳 卓(赤峰市國土資源行政服務中心,內(nèi)蒙古 赤峰024000)

        近幾年以來,GPS衛(wèi)星定位技術已在許多領域得到了廣泛的應用,目前使用GPS進行測量,得到WGS-84系統(tǒng)下的三維坐標,將觀測數(shù)據(jù)通過處理可以很容易得到觀測點的國家或地方三維坐標,平面精度一般都能達到精度要求,但是得到的高程成果不一定滿足工程建設要求,特別在山區(qū)誤差更大。GPS得到的是大地高程(橢球高),實際應用中所采用的高程為海拔高程(正常高),兩者之間存在高程異常值的差異,本文結合工作實際,利用精化似大地水準面成果進行高程改正,將能很好的解決高程測量的難題,使其高程達到設計要求的IV等水準精度。

        1 GPS網(wǎng)布設的基本情況

        1.1 資料使用情況

        由測繪局檔案館收集B級控制點三個,點位保存完好,可以使用。

        1.2 GPS網(wǎng)布設情況

        按照測繪設計要求,本項目從西拉木倫河木葉山水庫至紅山水庫,布設帶狀D級GPS控制網(wǎng),高程要求為四等水準。為取得提高工作效率與質(zhì)量可靠的雙重成果,掌握好測區(qū)概況,摸清測區(qū)交通條件有利于GPS網(wǎng)的布設。先把起算點概略地標在1:1萬地形圖上,按照測量規(guī)范進行內(nèi)業(yè)布設網(wǎng)點,充分利用地形圖上各個要素,使GPS網(wǎng)符合設計和規(guī)范要求。由于GPS控制點大多埋設在沙漠里,估算出水準線路的長度約為200公里,用傳統(tǒng)方法水準測量需要近1個月的時間。這大大地影響工作進度和消耗大量人力財力。

        1.3 GPS控制網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集

        作業(yè)基本要求:衛(wèi)星截止高度角≥15°,同時觀測有效衛(wèi)星數(shù)≥4,有效觀測衛(wèi)星總數(shù)≥4,觀測時段數(shù)≥1.6(即60%的測站應再觀測一個時段),時段長度≥45min,數(shù)據(jù)采樣間隔10s,時段中任一衛(wèi)星有效觀測時間≥15min。并且對觀測時對天線高進行兩次量取,其差值不應大于3mm,取其平均值作最終儀器高。

        2 GPS數(shù)據(jù)處理的步驟

        2.1 數(shù)據(jù)平差的準備

        本測區(qū)GPS外業(yè)觀測的數(shù)據(jù)處理、基線向量解算和網(wǎng)平差采用南方測繪儀器公司提供的南方GPS數(shù)據(jù)處理軟件(4.0版)。采集野外數(shù)據(jù)進行通訊,檢查儀器高,分析觀測數(shù)據(jù)優(yōu)劣;對基線和重復基線取舍,檢查同步環(huán)、異步環(huán)和重復基線精度;驗算和分析三維無約束平差與二維約束平差精度。使以上各項均符合規(guī)范及設計書要求,以便作下步工序。

        2.2 數(shù)據(jù)平差處理

        依據(jù)全球定位系統(tǒng)(GPS)測量規(guī)范的要求,首先在1984橢球系統(tǒng)下做基線解算,無約束平差,解算出WGS-84坐標,然后在1954北京坐標系進行自由網(wǎng)無約束平差,引入已知點后做約束平差。解算出平面,高程結果。

        2.3 水準面精化高程的計算

        在經(jīng)過GPS網(wǎng)平差和數(shù)據(jù)檢查之后,確認本網(wǎng)各項誤差指標均在限差之內(nèi)且符合規(guī)范要求。確定待測點的WGS84坐標成果、經(jīng)緯度和大地高之后,加入大地水準面精化模型進行內(nèi)插計算取得各點的似大地水準面高程

        3 精化后成果的精度分析

        為了能準確地對精化似大地水準面成果精度進行分析,采用四等水準測量方法對其成果進行評定。對水準附合導線進行檢查之后,各項誤差均限差范圍之內(nèi),符合規(guī)范要求,達到四等水準精度要求?,F(xiàn)在把幾何水準聯(lián)測控制點平差計算法與經(jīng)過似大地水準面高差法求得的成果進行比較如表1。

        表1

        從表1中可以看出,較差值中最大值為±0.022m,最小值為±0.006m。較差結果完全滿足要求。利用水準方法進行聯(lián)測的點數(shù)占該網(wǎng)總控制點(27個)的58%,貫穿測區(qū),覆蓋均勻,數(shù)據(jù)可靠。

        4 結論

        本項目通過D級GPS控制網(wǎng)的建立,將控制點水準高程和似大地水準面擬合高程進行比較驗證,后者完全達到四等水準精度要求。在測區(qū)條件困難情況下,采用似大地水準面擬合高程是完全可行的,大大地提高了工作效率。

        [1]周建鄭.GPS 定位原理與技術[M].黃河水利出版社,2005,7.

        [2]肖明虹.省級區(qū)域精化似大地水準面應用分析[J].測繪與空間地理信息,2009,32(140).

        [3]GB/T18314-2001 全球定位系統(tǒng)(GPS)測量規(guī)范[S].

        [4]GB/12898-91 國家三、四等水準測量規(guī)范[S].

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