GPS高程擬合及其在交通工程中的應(yīng)用研究.pdf

1、長期以來，解決高程測量的主要方法是水準(zhǔn)測量，其優(yōu)點(diǎn)是精度較高，缺點(diǎn)是勞動強(qiáng)度大，成本高、效率低，尤其是對于測區(qū)大、線路長、沿線地形復(fù)雜多樣的交通工程。 近來年，GPS以其提供全天候、全球性、高精度、高速度、高效益的實(shí)時(shí)導(dǎo)航定位服務(wù)等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。 然而令人遺憾的是GPS在高程定位精度方面還不盡人意，由于似大地水準(zhǔn)面是一個(gè)不規(guī)則的曲面，它無法用一個(gè)精準(zhǔn)的曲面來模擬，這就使得GPS只能提供給我們高精度的大地高，而

2、不是我們工程中需要的正常高。 因此如何有效利用GPS測量的高程信息把大地高轉(zhuǎn)換成正常高，直接為測繪生產(chǎn)服務(wù)，實(shí)現(xiàn)GPS觀測時(shí)能同時(shí)獲得實(shí)用的三維坐標(biāo)，是一個(gè)非常實(shí)際而又有意義的課題。 目前針對面狀測區(qū)利用GPS轉(zhuǎn)換高程擬合方法把GPS高程信息轉(zhuǎn)換成工程項(xiàng)目需要的正常高這種方法比較常見，技術(shù)也較為成熟。而針對長達(dá)幾十公里甚至幾百公里且穿越崇山峻嶺的交通工程，如何有效利用大量的GPS高程信息使其成為工程項(xiàng)目需要的正常高，是測

3、量工作者非常關(guān)心的問題，也正是本文所研究的問題。 本論文介紹了大地高、正常高和正高等高程系統(tǒng)的概念及其相互關(guān)系，闡述了GPS測高的相關(guān)理論以及GPS水準(zhǔn)(GPS高程擬合)的原理，并將GPS高程擬合模型分為函數(shù)模型、統(tǒng)計(jì)模型、組合模型、重力模型四類，詳細(xì)闡述了各種模型的擬合方法，并對GPS高程擬合的可行性和各種模型的適用性進(jìn)行了深入分析，給出了GPS水準(zhǔn)擬合精度的評定方法和指標(biāo)。 結(jié)合杭州灣跨海大橋工程實(shí)例，用Matlab

4、語言編程實(shí)現(xiàn)不同的GPS水準(zhǔn)擬合方案，對結(jié)果進(jìn)行綜合比較、分析和研究，給出了不同擬合模型的精度評價(jià)。 本文還著重討論了顧及地球重力場模型的GPS高程擬合方法，從理論上講，實(shí)現(xiàn)GPS大地高向正常高轉(zhuǎn)換的最好方法是綜合利用GPS測量數(shù)據(jù)和地球重力場模型，但對一般工程單位而一言，不具備獲得地球重力場模型的能力。 文中還結(jié)合某高速公路工程數(shù)據(jù)，利用“移去-恢復(fù)”法進(jìn)行高程轉(zhuǎn)換，采用不同擬合模型與直接擬合結(jié)果進(jìn)行綜合比較和分析研究