彭传伍 彭岩

吉林省航测遥感院 吉林 长春 130000

引言

在GPS高程测量工作中，通常情况下，大地水准面与高程基准面会出现相互制约的情况，这就使得GPS高程曲面拟合测量精度会大大的降低，但是在实际工程中使用GPS曲面拟合高程测量方法进行测量，可以有效地减少高程测量的工作量，降低测量人员的工作压力，相对于这种测量方法来说，传统的水准高程测量法的精准度更高，但是存在着工作量大，测量人员工作压力大的缺点，同时测量效率也较低。

1 GPS高程系统

在GPS高程系统中，存在着正常高、正高、大地高三个子系统，这三个子系统中的大地高不具备物理意义，这个数据是通过高精度的数学模型来得到的，另外，三个子系统中的正高指的是以大地的基准面作为一个衡量的标准，在实际测量工作中，一般会以正高的参数来表示高程，在GPS高程测量工作中，正高的参数是属于唯一性数值，但是如果在GPS高程测量工作中只使用正高数据进行测量，会导致其测量的精准度降低。

1.1 GPS高程曲面拟合方法建设

GPS高程曲面拟合方法的本质就是一种多项式函数的拟合方法，在进行拟合时，工作人员通过构建出一个GPS区域网络，并以大地作为参考面，将其视作曲面，高程的异常作为坐标点的参数，应用GPS系统中已经构建出的起算点作为其他点的高程异常参数，并应用该系统中的其他参数作为基点，来进行其他高程异常一场参数的计算，用公式表示为η=f(x，y)+ξ，该公式中的ξ即为在进行拟合过程中所存在的各种误差，并且这一误差是不能够通过各种方式进行消除的，此外，方程中的f(x，y)也可以用函数的方式来表达出来，其具体表达式为f(x，y)=a0+a1x+a2y+a3x2+a4xy+a5y2，在这个函数中，a表示为在拟合曲面中需要使用数学运算来求出的参数的数值，x、y分别为方程所位于坐标轴中的横向参数和纵向参数，将该函数方程中的一次项x、y和二次项x2和y2取出来之后，将其与高程中的坐标点结合到一起就可以得出函数η=［a0a1a2a3a4a5］［1xx2xyy2］T+ξ，二如果只将上述函数方程中的一次项x、y取出来的话，就可以得到η=［a0a1a2］［1xy］T+ξ。

在GPS的高程拟合的过程中，需要对高程中的异常参数之间所存在的一些相关性进行合理的运用，以此来得出一个新的方程，并运用这个新的方程来对高程拟合过程中的各种参数进行测量，提高数据的准确性。

2 水准高程测量方法

2.1 外业数据采集

在进行高程测量工作时，需要运用到水准仪进行外业数据的采集工作，并且在使用水准仪进行外业数据的测量工作时，需要进行0.1毫米的估读，也就是所，在进行长度为一千米的往返测量时，所读取的数值的误差要在两毫米以内，而在外作业时，需要使用双面尺法来进行观测，以此来保证外业数据观测工作的高准确率，以及数据的可靠性，

2.2 数据处理

再进行测量之后的数据处理工作时，工作人员需要对之前所记录的各种数据进行合理的分析，并对数据中所存在的各种误差进行处理，并严格的检测数据的准确性和可靠性，之后在使用专用的数据分析软件对之前记录的数据进行处理，在数据的处理工作结束之后，工作人员还需要将使用分析软件处理之后的数据与GPS高程拟合测量所得的数据进行对比，并根据工程的实际要求对数据进行平差，以此来降低施工过程中的风险，提高数据的可靠性，发挥出数据测量的作用。

3 实际工程测量过程

3.1 工程概况

本文选取了肇庆市的一项工程作为实例进行分析，在该项目中，GPS曲面拟合高程测量工作的作用就是提高了交通系统的的运行效率，保障了该工程的施工能够顺利的开展，并且在该项目中，施工地点较为复杂，所包含的地形有丘陵、河谷等，这些复杂的地形导致了地方外部作业的施工难以顺利的开展，此外，因为该项目的工程量较大，所涵盖的面积较大，同时因为传统的高程测量方式的效率较低，在短时间内无法对该项目中的各种测量项目进行有效的测量，所以在该项目中选用了GPS高程拟合的测量方式。

3.2 GPS网观测和数据处理

在使用GPS高程曲线拟合技术进行测量时，需要在需要进行测量的区域内设置出观测点，并且观测点的数量不能太少，在该项目中，进行GPS高程拟合测量时所用的设备为双频GPS接收机，该仪器具有着高精度的优点，并且为了对GPS曲面拟合测量法的最佳运行方案进行探寻，在该项目中还使用将水准点的布置方式进行不断变换的方法对其进行了测试。

通过将水准点进行不断的排布可以看出，在始端和末端的水准点数目皆为三个个的时候，所测得数据中所存在的误差是较大的，之后工作人员将始端和末端的水准点数量都增加到了五个之后，发现测量的误差减小，并且最大误差数据的地点集中分布在测量区域的中心部分，之后工作人员又将水准点的数量降低到了没处两个，测量之后发现，当末端和始端的水准点数量都为两个时，测量结果的误差最大，并且越靠近两端，数据的误差越大，之后工作人员将始端和末端的观测点数量进行了不断的变化，但是测量结果都是不太理想，最后工作人员将水准点在测量网中进行了均匀的排布，测量之后发现测量所得的数据是各个测量方法中误差最小的一组。

4 结论

综上所述。在进行GPS曲面拟合高程测量工作时，将观测点进行合理的分布，可以有效地提高数据的精准度，并且在进行合理布置观测点之后，GPS曲面拟合高程测量方法的精度要高于水准高程测量法。