GPS高程总结

GPS高程测量总结

GPS是伴随着现代科技的发展而兴起的以卫星为基础的无线电导航/

定位技术

,

它被广泛应用于测绘行业各个领域。

到目前为止

, GPS

技术能为各类用户提供精确的三维坐标

,

即大地经度

L

、

大地纬度

B

、

大地高

H 。

GPS

在高程控制测

量方面还处于探索阶段

,

生产实践中又急需此项技术以解决

GPS

高程应用问

题。从

GPS

系统的建立以后，测量领域得到了革命性的飞跃，与传统的手工测

量手段相比，

GPS

技术有着巨大的优势，利用载波相位差分技术

(R T K)

，在实

时处理两个观测站的载波相位的基础上，可以达到厘米级的精度，

并同时具有操

作简便、仪器体积小便于携带、全天候操作、观测点之间无须通视、测量结果统

一在

WGS84

坐标下及信息自动接收、存储、减少繁琐的中间处理环节等特点

.

当前，

GPS

技术已广泛应用于大地测量、

资源勘查、

地壳运动、

地籍测量等领域。

但是，在

GPS

测高方面还有很多亟待研究解决的问题，

GPS

高程测量精度问题

至今仍是测量领域亟待研究解决的问题。影响

GPS

高程测量中大地高精度的因素有很多，主要来源于

GPS

卫星、卫星信号的传播过程和地面接收设备，还有

与地球整体运动有关的地球潮汐、负荷潮等的影响。下面对

GPS

高程测量的基

本原理和影响

GPS

高程测量精度的因素以及如何提高

GPS

高程测量精度的方法进行分析、讨论。

GPS

高程测量基本原理：

GPS

测量能够精确给出地面点在

WGS-

84

坐标系中三维坐标

X 、

Y

、

Z 或

B 、

L 、

H,

经系统变换可以得到地面点在局部坐标系中的大地高。

由于各

GPS

点上的高程异常值无法直接获得

,

目前还无法直接将大地高精确地转换成实用

的海拔高。

因此

,

高程异常的确定成为高程转换的关键。

GPS

观测数据经转换、

平

差等数学处理后

,

可得到两点间的基线向量及高精度的大地高差

,

如果已知一点

的大地高

,

即可求得全网各点的大地高。

大地高是以椭球面为基准的高程系统

,

其

定义为由地面点沿通过该点的椭球面法线到椭球面的距离。

但目前常用的工程测

量和高程放样是以铅垂线和水准面为依据的水准测量来实现的

,

所以

,

在实际工程

中一般不采用大地高

,

而是采用正常高系统。

正常高即地面点沿垂线方向到似大

地水准面的距离

,

其相互关系式见下式和下图。

h =H+ ξ

式中

:H 为大地高

; h 为正常高

;

ξ

为高程异常。

图示

正常高和大地高的关系

若使用本地区参考椭球面为基准

,

还应考虑到本地椭球面与

WGS - 84 椭球面

之间的差异。

因为

GPS

测得的是以

WGS- 84

椭球面为基准的大地高

,

所以要顾及

两椭球面之间的高程异常差。

高程异常的确定方法

,

可以分为几何解析法和重力

法两类。

几何解析法是用一个一次或高次的解析多项式拟合出测区的似大地

水准

面

,

进而内插出

GPS

点上的高程异常值。

重力法是利用计算附近的地面重力测量

资料求解大地水准面的非线性变化部分

,

应用中通常需结合地形数字模型和地球