4. 4 GPS拟合高程测量
4. 4. 1关于GPS拟合高程测量和应用等级的确定:
由于我国釆用的是正常高高程系统,我们所应用的高程是相对似大地水准面的高程值,而GPS高程是相对于椭球面的高程值,为大地高。二者之间的差值为高程异常。因此,确定高程异常值,是GPS拟合高程测量的必要环节。高程异常的确定方法,一般分为数学模型拟合法和用地球重力场模型直接求算。对于一般工程测量单位而言,由于无法获得必要的重力数据,主要是根据联测的水准资料利用一定的数学模型拟合推求似大地水准面。
1 GPS高程数学模型拟合法。
大地高H与正常高h的关系为:
h=H-ξ(51)
ξ=f(x,y)(52)
式中ξ——高程异常拟合函数。
高程异常拟合函数,应根据工程规模、测区的起伏状况和高程异常的变化情况选择合理的拟合形式。除了平面拟合、曲面拟合和表9第3栏中的拟合形式外,还有自然三次样条函数、几何模型法、附加参数法、相邻点间高程异常差法、附加已有重力模型法、神经网络法等.方法的选择,在满足本规范精度要求的前提下,不做具体规定.
2 GPS拟合高程精度统计.
国内部分工程項目GPS拟合高程精度统计资科,见表9.
表9 GPS拟合高程精度统计表
| 测区 | 面积(km2) | 拟合类型 | 结点个数 | 检査点数 | 中误差(mm) |
| 遵化测区 | 10X12 | 平面拟合 | 3〜4 | 10〜9 | 8〜10 |
| 二次曲面 | 6 | 7 | 7〜14 | ||
| 王滩试验 | 170 | 多项式 | 10 | 17 | 14 |
| 多面函数 | 10 | 17 | 15 | ||
| 某地 | 50X10 | 曲面样条 | 6〜18 | 108 〜96 | 73 〜76 |
| 二次多项式 | 6〜18 | 108 〜96 | 80 〜189 | ||
| 加权平均 | 6〜18 | 108 〜96 | 205〜273 | ||
| 海心岛 | 37 | 平面模型 | 6 | 6 | 11 |
| 二次曲面 | 6 | 6 | 12 | ||
| 多重曲面 | 6 | 6 | 12 | ||
| 汕头特区 | — | 二次曲面 | 9 | 10 | 22 |
| 二次曲面 | 9 | 5(拟合区外) | 290 | ||
| 某地 | 100 | *三点平面 | 6〜8 | 10〜8 | 25〜38 |
| 二次多项式 | 6〜8 | 10〜8 | 26〜33 | ||
| 多面函数 | 6〜8 | 10〜8 | 22〜34 | ||
| 海莱 | 140 | — | 外围5点中部3点 | 13 | 3 |
| — | 外围8点 | 13 | 3 | ||
| — | 东部8点西部点 | 13 | 4 | ||
| 某地 | — | 多面函教 | 3〜6 | 19〜22 | 15〜25 |
| 鲁西南 | 300 | 平面拟合 | 4〜10 | 15〜9 | 16 〜31 |
| 平面相关 | 4〜10 | 15〜9 | 16〜33 | ||
| 二次多项式 | 6〜7 | 13〜12 | 17〜18 |
4. 4. 3 GPS拟合高程测量的主要技术要求
1由于拟合区外部检査点的中误差显著増大,故要求联测点宜均匀分布在测区周围.
2为了保证拟合髙程测量的可靠性和进行粗差剔除并合理评定精度。故规定对联测点数的要求.
间距小于10km的要求,见4. 4. 4条的说明.
3 GPS拟合高程测量一般在平原或丘陵地区使用,但对于高差变化较大的地区,由于重力异常的变化导致高程异常变化较大。故,要求増加联测点和检査点的数量.
4. 4. 4关于GPS拟合高程计算:
1对于似大地水准面的变化,通常认为受长、中、短波项的影响。长波100km以内曲面非常光滑;中波20〜100km仅区域或局部发生变化;短波小于20km受地形起伏影响。因此,利用已有的重力大地水准面模型能改善长、中波的影响。短波影响靠联测点的密度来弥补,故4. 4. 3条规定联测点的点间距不大于10km。
2拟合高程模型的优化或多方案比较,是为了获取较好的拟合精度,这也是作业中普遍采用的方法。
3对于超出拟合高程模型所覆盖范围的推算点,因缺乏必要的校核条件,所以在高程异常比较大的地方要慎用,并且要严格限制边长。
