GPS在高程测量中的应用
GPS在矿区高程测量中的应用
正 高 系统 : 由地 面 点 并 沿 该 点 的 铅 垂 线 至 大 地 水 准 面
重 量 越 来 越 轻 ,极 大 地 减 轻 了测 量 人 员 的 劳 动 强 度 ,使 野 外 工 作 变 得 轻 松 愉 快 ;6 全 天 候 作 业 。 目前 ,G S观 测 可 ) P 在 2 4小 时 内的 任 何 时 间 进 行 ,不 受 阴 天 黑 夜 、起 雾 刮 风 、 下 雨 、下 雪 等 气 候 的影 响 ;7 功 能 多 、应 用 广 。G S系 统 ) P 不 仅 可 用 于测 量 、 导航 ,还 可 用 于 测 速 、 测 时 。其 应 用 领
收 稿 日期 :2 l ~O —2 O2 2 4 作 者 简 介 :康 清 宣 (9 8 ) 17 一 ,男 ( 族 ) 汉 ,福 建 仙 游 人 ,福 建 省 金 宇 工 程建 设 有 限 公 司 行 洛坑 工 程 部经 理 、测 量 负 责人 ,助 理 工 程师 。
的 大 地 高 可 求 得 各 公 共 点 上 的 高 程 异 常 。然 后 由公 共 点 的 平 面 坐 标 和高 程 异 常 采 用 数 值 拟 合 计 算 方 法 ,拟 合 出 区 域
不 可 能 也 没 必 要 无 限制 的 优 化 G S网 形 。 一 般 情 况 下 ,在 P 面 状 测 区 , 以整 体 三 角 网形 为 主 , 为 减 少 观 测 量 ,可 穿 插
正 常 高 系 统 :正 常 高 系 统 是 以 似 大 地 水 准 面 为 基 准 面 的高 程 系统 ,具 有 重 要 的 物 理 意 义 , 广 泛 应 用 于 矿 区 等 并 工 程 建 设 中 , 而且 可 以 精 密 地 确 定 。 正 常 高 程 系统 是 我 国
GPS水准在高程测量中的应用
[ 摘
要 ] G S定位技 术 以其精 度 高、 度 快 、 P 速 自动 化程 度 高、 用省 、 作 简 单等 优 良特性 被 广 泛 费 操
应 用 于大地 测量 中 , 虽然 G S在测 绘界 平 面定位领 域 中 占据 了主 导地 位 , 是 在 高程 控 制 中仍无 法取 代 P 但 常规几何 测量 方 法 , 通过 实验 研 究 G S水 准 高程 的数 值拟 合 方法 , P 分析 G S水准在 高程控 制 测 量 中的应 P
用。
[ 关键词] G S水准; P 高程异常; 高程拟合 ; 大地高; 正常高; 似大地水准面
[ 中图分类号 ] P 1 . 1 393 [ 文献标 识码 ] B [ 文章编号 ] 10 0 4—18 2 0 )5— 13— 3 14{0 8 o 0 2 0
0 引言
G S定 位 技 术 以 其 精 度 高 、 度 快 、 P 速 自动 化 程 度 高 、 济效益 显著 等特 点 , 经 在平 面 控 制测 量 中已 得 到广 泛应用 。但 目前 国 内外 应 用 G S建 立各 类 控 制 网时 , P 大多是 解决 平 面 坐标 , 程 仍沿 用 常规 的 几 何 水 准 测 高 量方法 来测 定 , 此 方法 有 一 定 的局 限 性 , G S点 但 如 P 位, 在建 筑物 顶等 , 则不 便 于 用 常规 几何 水 准 施 测 。 因 此, 如何 充分 利用 和发 挥 G S观 测 中获得 的 大地 高 信 P 息 , 现 G S观测 中 同时获得 实用 的等 级三 维坐 标 , 实 P 已 成为 近十年来 国 内外测 量工 作者 研究 的课 题 。 应 用 G S定位 技术 求 定地 面点 正 常 高 ( 正 高 ) P 或 的方法 , 目前 主要 有 G S重力 高 程 、 P P G S三 角 高 程 和
GPS静态测量技术在高程测量中的应用_焦迎乐
第 4 期 2011年8月水利信息化Water Resources InformatizationNO.4 Aug.,2011GPS 静态测量技术在高程测量中的应用焦迎乐(河南省许昌水文水资源勘测局,河南 许昌 461000)摘 要:GPS 技术目前已广泛应用于控制和工程测量等领域,以 GPS 静态测量在河南省土壤墒情及地下水自动监测系统一期工程许昌分中心地下水监测井高程测量中的应用为例,论述 GPS 静态测量的方法、步骤及注意事项,以及测量数据处理和平差计算的方法步骤。
根据 GPS 静态测量的特点,说明在高程变化非常平缓地区,可代替四等及等外水准测量,既满足精度要求,还可提高工作效率。
关键词:GPS;静态测量;高程测量;四等水准 中图分类号:P228.4 文献标识码:A 文章编号:1674-9405(2011)04-0041-04收稿日期:2010-12-20作者简介:焦迎乐(1975-),男,河南省孟津县人,工程师,主要研究方向为水文测验、水文预报。
0 引言GPS 全球定位系统,是由美国建立的卫星导航定位系统,利用该系统用户可以在全球范围内实现全天候、连续、实时的三维导航、定位和测速。
目前 GPS 卫星定位技术已广泛应用于测绘、导航等领域,在测绘领域,主要应用于空间大地控制网的布设、工程测量、地形图测绘、航空摄影辅助测量等。
河南省土壤墒情及地下水自动监测系统一期工程于 2010 年 6 月开始建设,当年 12 月建成并投入试运行。
项目共建 150 处地下水水位自动监测井,依据《地下水监测规范》,需在每处监测井周围设置 1 个基本水准点,并引测其高程 [4]。
该项目点多面广,若采用传统的水准仪法进行测量,历时较长,且不经济,经综合考虑,决定引进新的测量方法,即利用 GPS 静态测量技术完成基本水准点高程引测。
现以许昌测区为例,探讨该技术在高程测量中的应用步骤和方法及特点。
1 GPS 测量的原理GPS 根据其作用可划分为空间、控制和用户接收等部分。
水利测绘工程中GPS高程测量的应用
水利测绘工程中GPS高程测量的应用
GPS高程测量技术是水利测绘工程中常用的一种技术,它通过对卫星信号的接收和计算,能够精确地测量出目标点的高程。
其在水利测绘工程中的应用广泛,主要包括以下方面:
一、水文测站高程的测定
水文测站作为水文学研究的基础,其高程的精确测定对于水文数据的收集和分析至关
重要。
利用GPS高程测量技术,可以实现对水文测站高程的快速、准确测量,避免了传统
测量方式中遇到的地形复杂、路途遥远等问题,提高了数据的可靠性和测量效率。
二、河道纵断面的建立
测算河道纵断面是水利工程建设中重要的工作,其精确性对于防洪排涝、航道规划等
方面有非常大的影响。
利用GPS高程测量技术,可以对河道两岸的地形高程进行快速的测量,通过处理数据可以自动生成河道纵断图。
这种方式不仅可以提高测量精度,还可以减
少测量的人力物力投入。
三、水库水位监测
水库水位的测量对于水利工程的管理和运行非常重要,传统的水位测量方法较为繁琐,且在山区和地形险峻的地区无法实现。
利用GPS技术可以在不受地形高低影响的情况下进
行水库水位的监测和测量,极大地提高了水位监测的效率和精度。
四、排涝工程的设计
排涝工程设计需要考虑周围地形高程的影响,而地形复杂的环境下要求的精度更高。
利用GPS高程测量技术可以快速测量出施工区域的地形高程,在提高设计精度的同时也减
少了施工期间的繁琐工作。
总之,GPS高程测量技术在水利测绘工程中的应用是广泛的,并且在测量效率和精度
方面都有很大的提升,为水利工程的设施和运行提供了可靠的数据支持。
浅谈GPS拟合高程在测量中的应用
浅谈GPS拟合高程在测量中的应用
本文结合GPS技术的发展和GPS拟合高程在测量中运用,结合工作中的实例,对GPS拟合高程进行了叙述和探讨。
标签GPS:测量;拟合高程
1刖吕
常规的高程测量方法一般采用水准测量和电磁波测距高程导线代替水准的三角高程测量,虽然此类方法所获得的测量精度较高,但实施起来费时费力,工作效率低,而且还受着各种自然条件的限制,如天气原因、地形起伏较大以及地形隐蔽地区等都要造成大量的丄作时间和其他困难。
随着GPS技术的不断发展和GPS拟合高程的广泛运用,给现行的普通高程测量带来了极大的方便。
我们从03年开始在广东省内基础测绘的过程中就基本运用了GPS拟合高程技术,提高了工作效率,通过水准测量的检核,并得到了良好的效果。
2GPS测量拟合高程概论
以前GPS测量中,只可获得较高的平面坐标精度,但随着GPS的发展和在各行业中的广泛应用,对GPS观测数据进行科学处理,如采用精化大地水准面、高程拟合等方法,求解出GPS点的正常高,这样可在一般地区也可获得亚米级甚至厘米级高程精度。
2」原理
在测量中常用的高程系统有大地高系统、正高系统和正常高系统。
2.2.1大地高系统
大地高()系统是以参考椭球面为基准面的高程系统,某点的大地高是该点到通过该点的参考椭球的法线与参考椭球面的交点间的距离。
大地高也称为椭球高。
因为大地高是一个纯儿何量,不具有物理意义,所以同一个点在不同的基准下具有不同的大地高。
通常,GPS接收机单点定位得到的高程为WGS-84下的大地高。
2.2.2正高系统
正高()系统是以大地水准面为基准面的高程系统,某点的正高是该点到通过该点的铅垂线与大地水准面的交点之间的距离。
GPS测量技术及其在工程测量中的应用
GPS测量技术及其在工程测量中的应用1. 引言1.1 GPS测量技术及其在工程测量中的应用GPS测量技术是一种基于全球定位系统的技术,在工程测量中起着至关重要的作用。
通过利用卫星信号和地面接收器,GPS测量技术可以实现高精度的位置和时间信息获取。
在工程测量中,GPS技术可以用于测量建筑物、土地、道路等各种工程项目,为工程规划、设计和施工提供了准确的空间数据支持。
GPS测量技术的原理是基于卫星定位系统,通过接收来自多颗卫星的信号,测量接收器与卫星之间的距离,从而确定接收器的位置。
在工程测量中,GPS技术可以实现快速、准确的数据采集,极大地提高了工程测量的效率和精度。
例如,在建筑测量中,GPS技术可以用于确定建筑物的位置、高度和结构;在土地测量中,可以用于测量土地的边界、面积和地形;在道路测量中,可以用于测量道路的线路、坡度和曲率。
通过结合GPS技术,工程测量可以更加精准和可靠。
总的来说,GPS测量技术在工程测量中扮演着重要的角色,为工程项目的规划、设计和施工提供了关键的数据支持。
随着技术的不断发展,GPS测量技术将在工程领域发挥更加重要的作用,未来的应用前景将更加广阔。
2. 正文2.1 GPS测量技术的原理GPS测量技术的原理主要基于卫星定位原理。
GPS系统是由24颗卫星组成的卫星星座,这些卫星分布在地球轨道上,每颗卫星都携带有高精度的原子钟。
通过接收这些卫星发射的信号,并计算信号传播时间,可以确定接收器与卫星的距离。
GPS测量的原理可以简单描述为三角定位法。
接收器接收到至少3颗卫星的信号,通过测量信号的传播时间和卫星位置信息,可以确定接收器和卫星之间的距离。
利用3个卫星可以确定接收器在地球上的位置,而4个以上的卫星可以提供更精确的定位信息。
除了距离测量外,还需要考虑钟差、大气延迟等误差对测量结果的影响。
通过对多颗卫星信号的接收及数据处理,可以消除或校正这些误差,提高测量的精度和准确性。
GPS测量技术的原理基于卫星定位原理,通过测量卫星信号的传播时间和位置信息,确定接收器在地球上的位置,从而实现精准的定位和测量。
公路工程测量中GPS高程拟合的应用
公路工程测量中GPS高程拟合的应用摘要:工程测量是公路工程获取准确地理信息,进行合理工程建设方案设计的首要环节。
随着我国工程测量技术不断的发展壮大,一系列的 GPS 全球定位系统的工程测量技术在实践中应用逐步成熟,全面提升我国工程测量的整体精确性和高效性。
GPS 高程拟合是公路工程测量的重要技术形式之一,该技术的应用有效实现了公路控制测量、测设测量以及桥梁隧道形变测量等一系列功能,有力支持了公路交通网络建设的持续性发展。
本文探讨了 GPS 高程拟合在公路工程测量中应用的相关内容,旨在提供一定的参考与借鉴。
关键词:公路工程测量;GPS高程拟合;1公路工程测量中GPS高程拟合的优势①具有极高的作业精准度,在作业中不会受到距离因素影响,非常适用于我国一些受到严重破坏的地区、存在困难地形条件的地区以及局部重点工程地区。
②可以有效提高测量工作的效率、质量以及成果,且不会因为人为的原因受到影响,这是因为其作业中都是通过计算机技术、微电子技术进行控制,可以自动将数据记录下来并进行预处理,可以自动计算平差。
③将其应用到公路工程测量中,可以有效减少相关人员的劳动作业强度,让野外砍伐工作量得以减少,极大提升作业的效率。
与以往常规的测量方法相比,应用了GPS系统进行测量之后,工作效率至少提升了3倍以上,极大的加快了工程测量的工作效率。
另外,GPS系统中的rtk技术可以让公路测量模式得到实质性的转变,该技术在桥、路线以及隧道勘查测量中非常适用,可以将所在位置的空间进行三维坐标动态的测量,实时得出数据,还可以直接测量点位、中桩、实时放样等。
最后,GPS高精度测量和片面测量都是GPS测量应用中的重要领域。
2公路工程测量中GPS高程拟合的应用2.1公路测设测量随着科技等不断发展,GPS动态定位技术也一直在优化和发展,其高程拟合的RTK定位技术也得到了极大的发展,在公路测量及管理中都受到了普遍应用。
该技术优势较多,测量精确度非常高、观测时间少、测量工作效率高,可以全天候进行工作,可以提供三维坐标,数据准确、可靠。
GPS高程在线路测量中的应用
异常值 £ 如下关 系 : = + 。 有 Hr £
为铁 路 、 公路 、 石油 与 燃气 管 道 、 渠 、 电 、 水 输 通
讯 等线 ( ) 等线 型工 程 的勘察 设 计 、 工安 装 与 缆 路 施
3 线 型 区域 的 高程拟 合
量 的平面控制 , 但是 高程 测量却 没有 得到 充分利 用 。
随 着 G S设备 的不 断 改 进 和 G S应 用 技 术 的不 断 P P
成熟 , 垂直分 量 ( ) 的精度 也 随之提 高 , 因此 G S高 P
程 信息在 实际 中将会 得到更 广泛 的应用 。
2 G S高程 拟合原 理 P
对 于线 型带状 工 程 , G S高 程点 的位置 往往 各 P
近 似处于 一条直 线上 , 当各 点位 于同一直 线上 时 , 不
能建 立平 面 、 曲面等 面状拟合 模 型 , 当近似 于直线 而 时, 其面状 拟合模 型具 有较 大 的不稳 定性 。 型模 型 线
运 输管理 等阶段所 进行 的一 系列 工作测 量统 称为线
高程 拟合 方法 的思路 是 : G S网 中联 测 一些 在 P
路测 量 。其 中线路 控制 测量是 线路 工程关 键性 的测 量 工作 。它分 为平 面控 制测量 和高 程控 制测量 两 部
分 。近 年来 , 随着 G S技术 已经广 泛应 用 于线路 测 P
水 准点 ,然 后利用 这些 点上 的正常 高和 大地高 求 出
他们 的高程 异常值 ,再 根据这 些点上 的 高程异 常值
与坐标 的关 系 ,用 最小 二乘方 法拟合 出测 区 的似大 地 水准 面 ,利 用拟合 出的似大 地水准 面 内插 出其 他 G S点 的高 程异 常 , 而求 出各未知 点 的正 常高 。 P 从
GPS定位测量技术的优势及其在工程测绘中的运用
GPS定位测量技术的优势及其在工程测绘中的运用摘要:在工程测量工作中应用GPS技术,有利于提高测绘工作的效率,有利于提高定位数据信息的精确性,也有利于提高工程测量工作的自动化水平,还有利于加强对于灾害的预测工作。
因此,相关工作人员应该充分发挥GPS技术在工程测量工作中的优势,提高实际工作的规范性与科学性,严格按照相关要求来进行测量任务。
关键词:工程测绘;GPS定位测量;应用优势前言现阶段,GPS伪距差分测绘技术在建筑工程测量中的应用范围最广,几乎所有的商用差分GPS接收机均采用这种技术。
这种技术的主要应用过程为:基于基准站的接收机设备,计算目标观测点位到可见卫星(一般确定四颗位置确定的卫星即可)之间的距离,之后将这一通过计算获得的距离具体值与含有误差的测量值相互比较,最终将与所有可见卫星的测距误差全部传输给测绘人员。
测绘人员可以利用测距误差,实现对测量伪距的修正,最后基于修正后的伪距,将观测点位的精确位置相关参数求出,待消去公共误差之后,便可得到较为精准的观测点位信息。
1 GPS测绘技术在工程测量中的应用优势GPS测绘技术中,定位系统起支撑作用。
现阶段的GPS定位系统由三个部分组成,分别是:(1) GPS卫星及其构成的星座,属于空间部分。
(2)地面监控系统,属于地面控制部分。
(3) GPS信号接收机,属于用户设备部分。
GPS卫星的主要作用是:(1)能够接收来自地面站发射的导航电文以及其他信号;(2)能够接收地面站发出的各种指令,从而对出现偏差的轨道进行修正或是启动备用设备;(3)能够连续不断地向地面发送GPS导航以及定位信号地面监测系统一般设置一个主控站、三个注入站、五个监测站。
主控站内一般设置大型电子计算机,以其为主体,负责开展数据的收集、计算、传输作业。
监测站的主要功能是,收集并传递各类型信息并将之传递给主控站。
注入站一般设有特定型号的抛物面天线、固定电路C波段发射机和计算机,主要作用是将来自主控站的导航电文注入卫星存储器中。
GPS技术在工程测量中的应用
GPS技术在工程测量中的应用1概述20世纪80年代以来,随着gps定位技术的出现和不断发展完善,使测绘定位技术发生了革命性的变革,为工程测量提供了崭新的技术手段和方法。
长期以来用测角、测距、测水准为主体的常规地面定位技术,正在逐步被以一次性确定三维坐标的、高速度、高效率、高精度的cps技术所代替,同时定位范围己从陆地和近海扩展到海洋和宇宙空间;定位方法己从静态扩展到动态;定位服务领域己从导航和测绘领域扩展到国民经济建设的广阔领域。
对经典大地测量学的各个方面产生了极其深刻的影响,它在大地测量学及其相关学科领域,如地球动力学、海洋大地测量学、地球物理探测、资源勘探、航空与卫星遥感、地下工程变形监测、运动目标的测速以及精密时间传递等方面的广泛应用,充分显示了卫星定位技术的高精度和高效益。
2gps测量的基本原理与方法2.1gps测量的基本原理测量学中的交会法测量里有一种测距交会确定点位的方法。
与其相似,gps的定位原理就是利用空间分布的卫星以及卫星与地面点的距离交会得出地面点位置。
简言之,gps定位原理是一种空间的距离交会原理。
设想在地面未定边线上征用gps接收机,同一时刻发送4颗以上gps卫星升空的信号。
通过一定的方法测量这4颗以上卫星在此瞬间的边线以及它们分别至该接收机的距离,据此利用距离交会法推演出来测站p的边线及接收机钟差δt。
图3-1gps定位原理例如图3-1,设立时刻ti在测站点p用gps接收机同时测出p点至四颗gps卫星s1、s2、s3、s4的距离ρ1、ρ2、ρ3、ρ4,通过gps电文解译出四颗gps卫星的三维坐标,用距离交会的方法求解p点的三维坐标(x,y,z)的观测方程为:式中的c为光速,δt为接收机钟差。
2.2gps定位方法分类利用gps进行定位的方法有很多种。
若按照参考点的位置不同,则定位方法可分为(1)绝对定位。
即为在协议地球坐标系中,利用一台接收机去测量该点相对于协议地球质心的边线,也叫做单点定位。
GPS测量原理及应用第十章GPS高程
GPS测量原理及应用第十章GPS高程GPS(全球定位系统)高程测量是指使用GPS技术来测量地球表面上的高程信息。
GPS高程测量利用卫星信号的接收时间差来计算接收者和卫星之间的距离,进而计算出接收者的高程。
GPS高程测量原理:GPS系统由24颗卫星组成,它们处于不同的轨道上,每颗卫星都带有众多的测量仪器。
GPS接收器接收到卫星发射的信号后,通过计算信号的传播时间差来计算距离。
然而,由于GPS信号传播时受到大气条件和地球表面的影响,导致测量结果不够准确。
为了提高准确性,GPS测量中引入了大气改正和差分定位技术。
GPS高程测量应用:1.地形测量:GPS高程测量可以用于测绘地形,包括山区、平原、湖泊等地形的高程信息。
这些数据对农业、水文、地质等领域的研究和规划非常重要。
2.工程测量:GPS高程测量广泛应用于工程测量中,如建筑工程、道路工程和水利工程等。
通过GPS测量得到的高程信息可以用来设计和施工,确保工程的精度和安全性。
3.气象预测:GPS高程测量可以用于大气廓线测量,提供大气湿度、温度等气象数据。
这些数据对天气预报、气候研究和灾害预防等领域具有重要意义。
4.地震监测:GPS高程测量可以用于监测地壳的变形,包括地震活动、地质构造变化等。
这些数据可以帮助科学家研究地球的运动和地震活动机制。
5.海洋研究:GPS高程测量可以用于测量海平面的变化,包括海洋水位的上升、潮汐等。
这些数据对海洋科学研究和海洋生态保护具有重要意义。
总之,GPS高程测量通过使用GPS技术提供了一种精确测量地球表面高程的方法。
它在地理、工程、气象、地震监测和海洋研究等领域都有广泛的应用。
随着GPS技术的不断发展和改进,GPS高程测量的准确性和应用范围将进一步扩大。
GPS技术在测绘工程中的应用
GPS技术在测绘工程中的应用摘要:GPS技术因其准确度高,测量效率高等优势。
工程测绘过程中,GPS能够很好地提高测绘准确性和相关测绘数据的可靠性,大大提高了工程测量的效率,缩短了测绘工期,确保测绘结果能够更好地服务于建设项目。
关键词:GPS技术;测绘工程;应用前言全球定位系统GPS是一种可以定时和测距的空间交汇定位的导航系统,可以向全球用户提供连续、实时和高精度的三维位置、三维速度和时间信息等。
GPS测绘技术的测量过程,主要是通过在固定位置安装GPS接收机,根据GPS卫星发出的导航电文,对某一时刻的GPS距离进行测量,形成三维坐标,以此来达到更加精确的定位。
1 GPS定位特征分析1.1测量精度较高GPS测绘技术与传统的测量技术相比,具有更精确的测量结果,其在静态测量精度方面已经提高到毫米甚至亚毫米级,很多高程精度也能够达到毫米级。
在动态测量精度定位方面,也有可以达到厘米级,可以满足各个工程测量领域的需求,同时也可以实现如建筑物变形测量等特殊的测绘要求。
与传统的测量技术相比,GPS测绘技术在精度方面有着其他传统测量方式无法比拟的优势。
1.2测量时间短科学技术的快速发展促进了GPS系统的不断完善,相应的软件水平也在不断的提升,以往需要几个小时才能完成的测量,GPS系统只需要几十分钟,甚至几分钟便可以实现。
如静态测量定位给IE模式,对于20km以内的极限测量,只需要15~20分钟便可以实现;动态定位模式下,流动站只需要1~2分钟就可以快速起动完成数字化,进而可以根据测绘需求随时进行定位,每个流动站观测值需要几秒钟的时间。
因此,很多测绘工程都利用GPS技术建立起一个全面控制的网络,可以极大的提高测绘效率。
1.3测站间无需通视传统的测量方式对于观测点的通视要求较高,这也为测量工作带来了很大的障碍,同时也增加了人员的工作强度。
GPS测量条件下,只要求测站的上方开阔,能够与卫星保持通视,便可以实现测量工作,对于测站之间则没有通视的要求,所以也不需要为了测绘工作建造大批的觇标,可以极大的减少测量的经费,节约测量时间。
GPS水准法在高程控制测量中的应用
全球定位系统 ( Global Positioning System, 缩写 GPS) 是美国第二代卫星导航定位系统。 GPS 由于 简捷、 经济等特点已广泛应用于经济建设 布网灵活、 , GPS 中 测量精度高、 速度快、 方便实用, 具有很高的 平面精度, 长期以来直接用于平面控制测量作业中 。 但 GPS 高程的应用, 目前仍在进一步探讨中。 由于 84 椭球 利用 GPS 测量所得到的高程是相对于 WGS系的大地高 H84 , 即地面点沿法线方向到参考椭球 面的距离, 而我国目前采用的是正常高系统, 因此 GPS 高程在实际应用中, 仅具有几何意义而缺乏物 理意义, 在一般工程中不能直接利用。 在 GPS 作业 GPS 水准法可有效利用 GPS 高程建立高精度的 中, 水准网。本文结合河南省宜阳县丰李煤预查区 E 级 GPS 网控制测量工作, 对 GPS 水准法进行探讨。
收稿日期: 2012 - 06 - 30 1997 年毕业 作者简介: 段俊礼( 1973 —) , 男, 河南洛阳人, 工程师, 于焦作工学院, 现从事煤田地质测量 、 控制测量、 地籍测量、 城市规划 测量和测绘技术等工作 。
图1
大地高与正常高的关系
2
GPS 水准拟合方法的选择
用 GPS 水准法测得高程, 是目前 GPS 作业中最
常用的一种方法。 目前国内外用于 GPS 水准高程 计算的主要有曲线拟合法、 多项式曲面拟合法、 移动 法、 地形改正法等。 各种拟合方法都有各自的特性 和规律, 应在充分掌握其原理和变化规律后 , 进行具 , 。 体选用 才能获得满意的结果 当 GPS 点沿道路、 管线等线状地物布设成测线 形式时, 宜采用多项式曲线拟合法; 当测线长、 点数 · 47·
2012 年第 11 期
GPS高程拟合在公路工程测量中的应用
3、实验评估
通过对实验结果的分析和评估,我们发现GPS高程拟合技术在公路工程测量 中具有较高的应用前景。然而,在实际应用中仍需注意以下几点:首先,需要选 择合适的测量区域,确保卫星信号的质量和数量;其次,需要选择性能稳定的接 收机和合适的拟合方法,以保证测量结果的准确性;最后,需要充分考虑地形因 素对GPS高程拟合的影响,以便于提高测量精度和可靠性。
GPS高程拟合在公路工程测量中的 应用
01 引言
目录
02 方法与步骤
03 实验结果与分析
04 结论与展望
05 参考内容
引言
全球定位系统(GPS)技术的发展为公路工程测量带来了革命性的变革。传 统的工程测量方法逐渐被GPS所取代,大大提高了测量效率和精度。然而,GPS高 程测量一直以来是工程测量的难点,由于受到多种因素的影响,如卫星信号遮挡、 地形复杂等,导致高程测量精度难以保证。为了解决这一问题,GPS高程拟合技 术应运而生。本次演示将介绍GPS高程拟合在公路工程测量中的应用方法及其优 势。
结论与展望
1、实验结论
本次演示通过实验研究了GPS高程拟合在公路工程测量中的应用方法及其优 势。实验结果表明,GPS高程拟合技术能够克服传统测量方法的局限性,具有较 高的测量精度和可靠性。在实际应用中,需要选择合适的测量区域、布置性能稳 定的接收机并采用合适的拟合方法,充分考虑地形因素对GPS高程拟合的影响。 通过合理应用GPS高程拟合技术,能够提高公路工程测量的工作效率和成果质量。
2、研究展望
尽管GPS高程拟合技术在公路工程测量中已经得到了一定的应用,但仍有许 多问题值得进一步研究和探讨。例如,如何提高GPS高程拟合的精度和可靠性、 如何将GPS高程拟合技术与其他测量技术进行集成、如何推广应用GPS高程拟合技 术在其他领域等。这些问题都需要进一步研究和探讨。
如何使用GPS测量海拔高程
如何使用GPS测量海拔高程随着现代科技的发展,全球定位系统(GPS)已经成为我们日常生活中不可或缺的一部分。
除了导航和定位功能外,GPS还可以用来测量海拔高程。
海拔高程的测量对于地理、气象、环境等领域都非常重要。
那么,如何使用GPS来测量海拔高程呢?1. GPS的工作原理在开始讲述如何使用GPS测量海拔高程之前,我们先来了解一下GPS的工作原理。
GPS系统由一组卫星、地面控制站和用户设备组成。
卫星在太空中绕地球运行,它们发射无线电信号,包含有关卫星位置和时间的信息。
用户设备接收到来自多颗卫星的信号,并根据信号的传播延迟来计算自身的位置。
2. 获得基本的GPS定位信息要测量海拔高程,首先需要获得基本的GPS定位信息。
这可以通过便携式GPS设备、智能手机等来实现。
打开GPS设备并等待信号接收,通常需要在开阔地带或者室外空旷的地方获得更好的信号。
当设备成功接收到卫星信号后,它会计算出设备所在的经纬度坐标。
这个坐标表示了设备所在的水平位置,但并不能直接获得海拔高程。
3. 使用GPS测量海拔高程的方法3.1 高程仪配合GPS测量为了获得更准确的海拔高程测量结果,可以使用专门的高程仪配合GPS进行测量。
高程仪是一种专为测量海拔高程而设计的仪器。
通过将高程仪连接到GPS 设备上,可以将设备获得的经纬度坐标和高程仪测得的海拔高程进行整合计算,从而得到更精确的海拔高程数据。
3.2 使用在线海拔高程数据库除了使用高程仪以外,还可以利用在线海拔高程数据库来获得更准确的测量结果。
这些数据库通常由地理信息系统(GIS)提供,并包含了全球各地的海拔高程数据。
用户可以在GPS设备或智能手机上安装相应的应用程序,从数据库中获取特定地点的海拔高程数据。
使用在线数据库的优势在于不需要额外的设备,只需一个可连接到互联网的设备即可。
然而,需要注意的是,由于数据库的更新速度不一,有些地方的海拔高程数据可能相对滞后。
4. 测量误差和精度在使用GPS测量海拔高程时,需要注意测量误差和精度的问题。
GPS技术结合EGM2008重力模型在测量高程中的应用
GPS技术结合EGM2008重力模型在测量高程中的应用GPS测量技术结合EGM2008高程模型以及国家85高程基准提供的高等级水准点在控制测量中低等级水准高程中求解的应用。
标签:EGM2008高程模型大地高高程异常常数随着现代科学技术的发展自GPS的问世,GPS由军用逐步地在民间生产生活中得以广泛的应用; GPS技术不断走入人们的生活,并被人们所认知和熟悉。
GPS测量技术也得到进一步的发展与应用。
在全世界的人们已经通过全球卫星定位系统获得高精度的WGS84大地坐标的大地高时,我国所采用的高程是相对于似大地水准面正常高系统,而如何把大地高转换成正常高呢?如下图所示:正常高:指从一地面点沿过此点的正常重力线到似大地水准面的距离。
正高:指从一地面点沿过此点的重力线到大地水准面的距离。
大地水准面差距(geoid height):从大地水准面沿法线到地球椭球体面的距离。
包括:(1)绝对大地水准面差距,指从大地水准面沿法线到总椭球面的距离,可用卫星大地测量方法求得,亦可根据全球重力数据按斯托克斯(G·G·Stokes)公式计算;(2)相对大地水准面差距,是大地水准面沿法线到参考椭球面的距离,可用天文水准测量或天文重力水准测量方法求得,亦可用空间测量技术测取。
高程异常:似大地水准面至地球椭球面的高度。
高程异常值可在国家测绘部门存有的高程异常图中查取。
大地高:指从一地面点沿过此点的地球椭球面的法线到地球椭球球面的距离。
是大地地理坐标(B、L、H)有高程分量。
大地高=正常高+高程异常大地高=正高高程+大地水准面差距可以看出,求解高程异常ξ是转换的关键所在。
而EGM2008模型是全球范围内的重力场模型。
它吸收了大量的卫星跟踪数据,相对均匀的、高分辩率的地面重力数据及高精度的卫星测高数据,从而使其为全球测量工作提供了一个更精确的大地水准面。
因此,充分利用EGM2008的高分辩率和相对高精度的特性,结合GPS水准测量以及联测高等级水准点得到的数据,将会提高高程异常的求解精度。
GPS-RTK技术在高速公路施工测量中的应用研究
GPS-RTK技术在高速公路施工测量中的应用研究摘要:为了加快经济发展,我国扩大了高速公路建设覆盖面积,其中地理环境较为复杂的路段对工程测量提出了更高的要求。
为了保证工程质量,GPS-RTK被广泛应用于公路施工测量中。
GPS(Global Positioning System,全球定位系统)的出现,为施工测量开辟了新的研究路径,配合RTK测量技术,能够得到准确率较高、信息全面的测量结果。
为了充分了解GPS-RTK在工程中的应用,本文以云南弥玉高速公路工程为依托,对GPS-RTK技术在高速公路施工测量中的应用展开研究。
关键词:GPS-RTK技术;施工测量;弥玉高速GPS-RTK实时动态定位技术是一项以载波相位观测为基础的实时差分GPS测量技术。
目前实时RTK技术已经被广泛应用于各种测绘生产作业中,逐步成为GPS测量的主流。
为了解决特殊环境下高速公路施工测量精度偏低问题,本文选取GPS-RTK技术作为测量研究工具,以弥玉高速第二合同段工程为例,设计技术应用方案。
测量结果表明,GPS技术效率较高,测量结果精度较高,RTK技术不受通视限制,测量操作更为灵活,测量精度在误差允许范围之内。
1 工程概况1.1 工程简介弥玉高速公路第二合同段位于云南省玉溪市,本项目路线起于盘溪镇东南面南盘江东岸,施工图桩号K38+350,与勘察设计SJ-2标段(K0+000~K39+480.875)段终点顺接。
路线设桥跨越南盘江及昆河铁路,至西岸设盘溪互通。
路线设桥跨越南盘江及昆河铁路,至西岸设盘溪互通。
之后路线朝西前行,跨越华溪河折向南面,经小龙潭、法底、至路舍格设置10933米超长隧道穿越登楼山。
出隧道后,设桥跨越江华一级公路,之后设隧道穿越山体至华宁县城南面马家冲,设华宁南互通与县城连接,路线继续向西布线,经华宁试验段、江通共线段,于雄关枢纽互通相接,路线继续向西布线,在大面山设隧道下穿江通一级公路,之后经龙泉寺、右所营、大坝,在大坝设通海北互通与县城连接。
高程测量中GPS静态测量技术的应用
高程测量中GPS静态测量技术的应用1、GPS静态测量的原理1.1 GPS定位原理GPS导航系统的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离,综合多颗卫星的数据获取接收机的具体位置。
其中,卫星的位置可以根据星载时钟所记录的时间在卫星星历中查出,而用户到卫星的距离则通过记录卫星信号传播到用户所经历的时间,再将其乘以光速得到(由于大气层电离层的干扰,这一距离并不是用户与卫星之间的真实距离,而是伪距)。
当GPS卫星正常工作时,会不断地用1和0二进制码元组成的伪随机码(简称伪码)发射导航电文,当用户接受到导航电文时,提取出卫星时间并将其与自己的时钟作对比便可得知卫星与用户的距离,再利用导航电文中的卫星星历数据推算出卫星发射电文时所处位置,用户在WGS-84大地坐标系中的位置速度等信息便可得知。
1.2 GPS测量的方法以及优点GPS测量方法包括静态测量和RTK测量,本文主要分析GPS静态测量。
该方法是把至少三台双频GPS接收机安置在基线端点上,保持固定不动,不受通视条件的限制,但是需要同步观测四颗以上卫星。
测量时可观测多个时段,每个时段观测十分钟到数十小时,最后把观测数据输入计算机,经过结算软件处理得到各点坐标,在GPS测量的各种方法中,静态测量的方法精确度最高,具有测站间不需要通视、可以全天候定位、操作简单、观测时间较短、可以提供全球统一的三维地心坐标等优点,也因此通常应用于各种工程测量当中。
2、GPS静态测量工程应用实例2.1工程简介为了解决某县的水资源短缺问题。
该县水利局拟定在某镇某河流上修建一座中型水库,并进行前期论证。
我单位受该县水利局委派,于2013年8月9日开赴该河测区。
该测区位于该县境内某河流域一级支流—长江上游,属长江水系。
水库控制径流而积22.96km2,多年平均径流量1569万m3,水库总库容1346万m3,可灌溉而积38000亩,是一座为湾坝低热河谷开发提供农业生产灌溉用水的中型水库。
浅析航道工程测绘中GPS高程测量技术应用
浅析航道工程测绘中GPS高程测量技术应用摘要:许多沿海和内陆水道的运营,包括导航和维护导航通道都需要尽可能高的定位精确。
在五大湖地区,河床非常浅,航道需要沿着很多很长的路段进行疏浚。
为了让远洋船只往返蒙特利尔和五大湖港口,需要密切监测河床和水位,以协助船舶调整其吃水深度。
如果在春季冰有破裂,情况变得更加复杂,船舶的吃水深度控制起来更加不便,这可能导致直径达很大的巨石进入航行通道。
在冰破裂之后,立即使用装有超声波系统的水文仪器重新测量通道,以便探测和清除在春季可能出现在航道上的大石和沉积物。
考虑到上述运行条件,在水文和疏浚作业以及狭窄水道中的船舶导航时,非常希望得到比较高的垂直定位精度。
一些需要高度精确度的船载应用也可以从厘米级定位系统中受益。
所以GPS高程测量技术在航道工程中有很好的应用前景。
关键词:航道工程测绘;GPS高程测量;技术应用1GPS高程测量法的介绍1998年和1999年在加拿大圣劳伦斯海道进行的实地试验,调查了大幅减少参考站数量的方法。
试验与太阳最大值的接近导致了非常高的大气水平活动。
说明了航道测绘中GPS高程测量技术的应用前景。
使用需要整数载波相位模糊度分辨率的高性能实时运动学(RTK)差分GPS,这种方法显然是可能符合分米精度目标的选择方法。
垂直分量是最关键的,因为深度精度将对阻塞检测和疏浚成本产生重大影响。
另外,如果能够准确地和直接地建立关于岸基参考站的床剖面,船舶可以使用相同的系统来测量它们的龙骨下间隙。
这种能力与实时水位预报系统和电子海图相结合,可以提高航行安全性,并最终可能导致最低限度通关要求的下降,从而提高航道能力。
为了在大多数情况下实时运动学差分GPS方法有效,包括高水平的电离层活动,船舶与最近的参考站之间的距离不得超过15至20千米。
鉴于高配置和维护成本,所需参考站的高密度通常不能从运营方面接受。
另一种方法是使用多参考站方法来解决整数模糊。
在过去的几年里,卡尔加里大学开发了一种有效的方法来完成这项任务,这个公式很简单,可以实时实现操作。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
GPS在高程测量中的应用摘要:本文作者结合实例,分析介绍了GPS代替四等水准在测量中的应用,供同行参考。
关键词:四等水准;GPS;大地高;正常高;高程转换;高程Abstract: The author with examples, analysis of GPS instead of four is leveling measurement, for reference.Keywords: Fourth Class level; GPS; geodetic height; normal; Height Conversion; elevation当前,全球定位系统作为新一代的卫星导航与定位系统,以其全球性、全天候、高精度、高效益的显著特点,已经在测量领域得到了广泛的应用,但是GPS 高程精度如何,一直是人们普遍关心的问题,人们期望着能够用GPS高程测量代替传统的水准测量。
为此,国内一些测绘单位对GPS高程测量的原理和方法进行了初步的探讨和若干试验,结合我国GPS高程测量的应用的实际,以数值拟合为主,建立了高程转换的数学模型;同时开发了GPS高程控制转换系统,经试验测试,在较为平坦或浅丘的地区,GPS高程可以达到三~四等水准精度。
但由于试验数据量少,操作要求严格以及对起算点的数量和精度都有较严格的规定等,事实上,在应用中人们除关心其作业精度外,还在计算着成本的增减,因此,在实际的生产应用中也很难达到试验时所能达到的各种条件,本作品就是在同时兼顾这两方面因素进行的,即在不加地形改正和没有重力数据的情况下,进行GPS高程向常用高程系统的转换。
用来自生产实践的数据试验表明,在平原或浅丘地区,GPS高程能够达到四等水准精度,在一定程度上降低了生产成本。
1 GPS代替四等水准在测量中的应用1.1 常规水准测量概念传统水准测量则是利用仪器提供的水平视线,分别在地面两点垂直树立的标尺上读取标尺读数,推算出两点间的高差,进而求得待定点的高程。
这种方法也成为几何水准测量。
1.2 GPS水准测量概念1.2.1 GPS的全球定位系统(Global Positioning System-GPS)作为新一代的卫星导航与定位系统,以其全球性、全天候、高精度、高效益的显著特点,已经在测量领域得到了广泛的应用。
当前,GPS平面控制网已经得到了广泛的运用,但是GPS高程却运用得不够,但在平原或浅丘地区,在不加地形改正的情况下,拟合出的正常高高程满足一般工程和大比例尺测图的精度要求,在一定程度上降低了生产成本。
1.2.2 GPS测量的主要特点对于经典的测量技术来说,用GPS进行测量的主要特点如下;观测站之间无需通视。
既要保持良好的同视,又要有良好的网形,这一直是在经典测量中时间上难以实现的困难之一。
定位精度高,具有关资料显示,目前在小于50km的基线上,其相对精度可达1-2ppm。
观测时间短,目前,利用经典的静态定位方法,完成一条基线的观测时间根据精度的不用要求,一般需要1—3个小时,而现在的快速定位方法的观测时间仅需几分钟。
GPS测量,在精确测定观测站平面位置的同时,还可以精确测定观测站的大地高程。
操作简单。
GPS测量的自动化很高。
在观测中测量员的工作只是安装并开关仪器、量取仪器高等简单的工作,大大简化了工作程序。
1.3GPS高程系统1.3.1 GPS高程系统简介地面点沿椭球法线到参考椭球面的距离叫做大地高,用H表示。
地面点到似大地水准面的距离叫做正常高,用Hr表示。
似大地水准面和大地水准面十分接近。
地面点的正常高不随水准测量路线的变化而变化,是唯一确定的值,同时也是我们实用的高程。
似大地水准面与椭球面之间的距离称为高程异常,用ξ表示。
H - Hr =ξ严格地讲,这个表达式是近似的,它还应考虑参考椭球面法线与铅垂线的差异(垂线偏差)的影响,但由此引起的高程异常一般不超过±0.1mm,完全可以忽略。
ε可用天文水准或天文重力水准较严格求出。
以下,将详细地介绍几种简单的求解方法。
1.3.2GPS高程转换GPS高程转换的关键是求高程异常值ε,求得ε之后才能根据(1)式将GPS 大地高转换成我国目前实用的正常高,才能在实际工作中加以应用。
1.3.3 拟合方法转换数值拟合的数学模型很多,考虑到模型的通用性,实用性以及计算实现的方便性,采用四种常用的模型:加权平均值拟合和多项式曲面拟合,另外是插值拟合和多面函数拟合方法。
同时,还考虑了利用非格网化数据进行地形改正的几何方法[3]。
当测区形状为带状时,可以采用前二种方法进行计算,当测区太长时(超过100km),用多项式曲线采用整体逼近的方式拟合,可能效果不太好,因此,可以采用三次样条或加权平均值法拟合计算。
当测区形状为面状时,可以采用后三种方法计算。
当测区为平原或高程异常值变化较缓的地区,并且测区面积比较小,水准重合点较少时,可以采用均值挂靠法拟合。
在有条件使用多项式曲面拟合和加权平均值拟合时,建议不使用均值挂靠法计算。
在山区,地面起伏大,就必须考虑地形改正。
1.3.4 GPS高程转换精度分析GPS高程转换的精度除上述分析外,还跟GPS本身测高精度有关。
由于卫星分布不对称、对流层延迟改正残差、星历误差、基线起算点误差、坐标误差等等误差引起精度流失。
在拟合法中高程异常的精度还跟水准测量的误差、重合点的数目及分布均匀有关。
2 实例与分析为了验证程序中各种高程拟合方法的正确性及相应数学模型的实用性本文以某处GPS网的数据为例,对其可靠性和精度进行了较为全面地探讨。
2.1测区概况本测区位于东经122°26′~122°37′,北纬40°33′~40°36′之间,约190平方公里,包括大石桥市城区和县城周围的农村及东部镁矿;地势东高西低,山地、丘陵、平地兼有。
2.2已有成果资料2.2.1 测区内及外围有国家三角点3个,分别为太平山(Ⅰ)、于大岭(II)、南台子(III),标石均完好,均为80西安坐标系成果, 中央经线123°, 可作为控制测量坐标转换及坐标起算点使用。
2.2.2 有三等水准点2个:即大营1和大四69, 为1985国家高程基准。
2.3 作业依据2.3.1 GB/T18314-2001《全球定位系统(GPS)测量规范》;2.3.2 GB12898-91《国家三、四等水准测量规范》;2.3.3 GB7931-87《1:500、1:1000、1:2000地形图航空摄影测量外业规范》;2.3.4《大石桥市测区1:1000航测数字化成图技术设计书》。
2.4 设备设备:南方9600型GPS接收机5台;自动安平水准仪2台。
2.5 作业实施方案:2.5.1 坐标系选取。
本测区采用3°带坐标成果,123°中央子午线投影,在测区的西部投影变形每公里大于2.5CM,但经与大石桥规划管理办公室协商仍采用1980西安坐标系,中央子午线123°。
2.5.2 测区先布设D级GPS控制网,作为首级控制, 然后在D级网基础上加密E级点;测区D级GPS网共步设26个点,其中利用原标石的9个,其余为新增埋石点,网中联测3个国家三角点、三等水准点2个;E级GPS点共步设86个,均为新增埋石点,网中联测8个D级点。
2.5.3 测区采用四等水准联测基础控制点97个,用两个国家三等水准点作为起算点,共施测水准路线170.9公里,水准路线组成结点网,利用清华三维智能平差软件进行整网平差。
2.5.4 D级网利用5台GPS接收机进行同步观测,采用边连接的方式构成GPS 网,网内平均边长5.5km,最小边长2.4km,最大边长10.7km 。
2.6 数据处理及精度统计2.6.1 D级控制网共解算基线116条,剔除6条, 剔除率5.2%,相对精度在1/62万-1/311万之间。
重复基线施测了18条,剔除基线后重复基线17条,相对误差在1.0ppm-5.9ppm之间,一般为1.8ppm。
2.6.2 D级控制网无约束平差及约束平差网中各基线均无超限输出的结果符合《规范》规定。
2.6.3 D级控制网的高程拟合:为求得GPS网的正常高,网内共联测了5个经IV等水准联测的待定点,而且均匀分布在控制网中,作为整网高程拟合的固定点,其他点IV等水准联测高程与拟和高程进行比较见下表:水准高程与拟合高程较差表2-22.6.4 E级网采用符合路线方式进行观测,共施测15条,并组成网状,进行整网平差,相对精度在1/10万-1/163万之间,网内平均边长1.7km,最小边长0.27km,最大边长4.7km。
基线向量改正数均小于限差的1/2。
2.6.5 E级控制网的高程拟合:网内共联测了11个经IV等水准联测的待定点,而且均匀分布在控制网中,作为整网高程拟合的固定点,其它点IV等水准联测高程与拟和高程进行比较见下表:水准高程与拟合高程较差表2-32.7 IV等水准网的联测:测区共布设四等水准线路7条,用两个国家三等水准点作为起算点,共施测水准路线170.9公里,水准路线组成结点网,利用清华三维智能平差软件进行整网平差。
四等水准线闭合差2-4表2-4平差后网内最大高程误差= 0.03088米,最大高差误差= 0.02097米。
3 结束语3.1 在平原或丘陵地区的一般工程测量中,完全可以用GPS高程拟合的方法代替四等水准或普通几何水准测量。
3.2 在带状测区,高程拟合采用线性拟合更合适,而在面状地区,则不太合适。
3.3 采用的已知水准点越多,拟合精度就越高。
在实际应用中,对于线状的测区,平均每10-15km应该有一个几何水准点参与拟合;对于面状测区平均每50km2应该有一个几何水准点参与计算,这些点应尽可能包围所有的拟合点。
在地形复杂的测区,应适当增加水准重合点观测。
参考文献[1] 乔仰文.GPS高程转换的若干问题的研究[J].测绘通报,1999,(11):17-19.[2]楼宇.直动联结三角形的一种算法[J].测绘通报,1993,(2):35-38.[3] 徐绍铨,李航征.拟合法求定GPS点的正常高[J].。