GPS测量定位技术第七章.pptVIP

GPS测量定位技术 一、概述 当测区中有一部分点已用GPS定位技术和常规高程测量方法求得其大地高和正常高，可按式（7-184）计算出该点处的高程异常，若测区内测量点的数量足够多，且分布较为均匀，则可拟合测区的似大地水准面形状，进而推算测区中其余未进行水准联测的GPS点的高程异常和求定未测点的正常高，这种方法可称为“几何法”GPS水准，可见，GPS水准有两个作用：一是精确解算GPS点的正常高，另一是求定高精度的似大地水准面。 目前，可用于GPS水准计算的方法主要有： （1）解析内插：直线内插，曲线内插，样条函数，Akima，…… （2）曲面拟合：平面拟合，多项式曲面拟合，多面函数拟合，……）。 （3）绘等值线图。 上述方法大部分已在GPS水准计算中得到应用。当测区地形变化较大时，计算中还应顾及估计量与高程间的相关性。 GPS测量定位技术 二、拟合法确定正常高程 设GPS基线向量网经三维无约束平差后，求得各点的大地高平差值为 Hi ，已知网中有m个点（网内总点数为n）为GPS点，即具有正常高程 Hri 。为便于讨论，设该点的点号i≤m，则可确定这些点的高程异常 为 （7-183） 设测区内的高程异常值可用一多项式来拟合，即 （7-184） 式中 B ——大地纬度； L ——大地经度； GPS测量定位技术 二、拟合法确定正常高程 （7-185） （7-186） 则根据m个GPS点的值可拟合确定多项式（7-182）中的系数。当m≥6时，可确定所有系数；当m≥3且m＜6时，可拟合确定a0 、a1 和a2 三个系数；当m＜3时，只能确定a0 一个系数。所以这种方法应至少具有3个已知高程点。当已知高程点分布均匀且测区内地形平坦时，这种方法拟合确定的高程异常 精度可望达到10~20cm，甚至优于5cm。当测区内地形复杂或高程变化较大时，应加上地形改正（地形改正量级可达数十厘米）。 GPS测量定位技术 二、拟合法确定正常高程 在确定了多项式（7-184）中的系数后，即可应用该式求定其余测站点的高程异常值，然后由 (7-187) 计算出各测站点的正常高程值。 这种多项式拟合法确定GPS点的正常高程值是近似的、粗略的，其精度在比较理想的情况下可达到或优于三角高程的精度。目前，GPS大地高程转换的方法还有待于进一步研究分析。 GPS测量定位技术 三、GPS水准应用 随着GPS相对定位技术的不断发展和定位精度的不断提高，GPS精密测高对传统的水准测高提出了挑战。GPS测高与水准测高相比，最大的优点表现在一个测站跨越距离上。目前GPS高差的精度在5~10km以上的距离上已达到三等水准测量的精度，在大范围内可接近二等水准的精度。GPS相对定位具有速度快、精度高、全天候、全自动化的特点，使GPS水准将得到愈来愈多的应用。预计今后GPS水准可望在以下几个方面得到广泛应用： 1.GPS作三四等水准加密 在山区或丘陵地区进行水准测量，工作量大，因此可利用GPS测量进行三四等水准加密。 2.GPS过河水准测量 近年来，在跨越宽水域的水准测量时，人们常用三角高程测量的方法。其实，三角高程测量受到折光、垂线偏差或大地水准面起伏的误差影响。 GPS测量定位技术 2.GPS过河水准测量 利用GPS相对定位，跨越距离大、精度高，如果利用一岸已有的国家水准点，选取合理的图形构成GPS水准网（一般3~5点），这样，利用曲线或曲面拟合方法，即可把GPS大地高差转化为正常高差，其精度是完全可以保证的，而三角高程则难于实现。 3.GPS用于变形监测 经典变形监测网，通常是分开测设水平形变和高程变化，因受到各种因素的限制，未能建立高精度三维监测网。考虑误差传播和通视条件等原因，监测网布设范围不可能很大，常设在变形区内。这就使得在形变分析时难以找到稳定的基准，影响形变分析的质量。 GPS技术以其速度快、精度高和不受通视条件、边长限制等优点，将会广泛的应用于地壳变形、海洋面变化等监测，它可以直接测定三维形变，布设范围可扩大至相对稳定区域，以便建立可靠的形变分析稳定基准。 GPS测量定位技术 本章小结 本章主要介绍了GPS测量数据处理的基本过程：数据采集、数据传输、预处理，基线解算，网平差计算，坐标系统转换，与原有地面网的联合平差等基本步骤，GPS定位数据处理与常规测量数据处理的显著特点。 目前，在我国建立的GPS定位网大致有以下几种形式： （1）将已有的国家控制点作为固定点，应用GPS技术