薛 明

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GPS技术的广泛应用,其精度高,速度快,施工条件简单,不受距离、通视条件、天气等因素的影响,且布网灵活,经济效益显著等优点,已经被广泛应用于线路测量的平面控制。但是高程信息没有得到充分利用。

GPS高程测量得到的高程信息是大地高,而我国常用的是正常高系统,因此如何利用GPS测量结果中的高程信息和把大地高转换成正常高是一个非常实际而又非常有意义的课题。本文首先阐述了几种不同的测量高程系统以及它们之间的转换关系,再说明几种GPS高程拟合的原理和方法,介绍了通过数学模型把大地高转换成正常高,使GPS高程拟合成为线路测量高程信息获取的一种新方法。

1 GPS高程拟合原理

在一个GPS网中,经过对网进行GPS平差后,可以得到网中各点的大地高H,利用既有GPS大地高H又有正常高Hr的多个已知点(公共点),可求出这些公共点的高程异常值。然后由公共点的平面坐标和ζ值,采用数学拟合的方法,拟合出测区内的似大地水准面。再由其他GPS点(待求点)的平面坐标(xi,yi)拟合(内插)出该点的高程异常值ζi,则可求得GPS网中各点的正常高Hγi:

GPS水准有两个作用:1)精确求定GPS点的正常高Hγi;2)求定高精度的似大地水准面。

在一个点上进行了GPS观测,可以得到该点的大地高H。若能够得到该点的正高Hg,就可以根据式(1)计算出该点的大地水准面差距N: