论文部分内容阅读
【摘 要】在我国GPS技术持续发展的情况下，该技术本身已经被广泛的使用到了各个领域之中。GPS测量具有点间无需通视，误差无需积累，作业强度小，工作效率高等优势，GPS技术在道路测量工作中的应用较多，尤其是对于一些高等级道路所涉及到的相关测量技术来说，相应的测量方法本身受到了革命性的影响。
【关键词】GPS测量技术；城市道路测量；技术分析
近年来，道路工程在建设之前，需要通过完善的测量工作来对于路线、规划等进行确定。GPS是全球定位系统的简称，GPS测量与普通测量相比，就有工作效率高、降低劳动强度等优点。道路工程在建设之前，需要通过完善的测量工作来对于路线、规划等进行确定，而GPS技术的应用，能够使得测量工作达到分米、厘米级的精度，并且监测范围及极为广大。
1.理论基础
1.1 GPS工作原理及高程测量原理
首先要了解GPS工作原理，载波相位转变为GPS控制测量提供t前提保障，GPS控制测量可以完成用户、地而和空间三者的相互通信，使得在任何一个位置都有一个动态的定位。全球的GPS接收站就会收集到传输的信号并且不断的传播，空间卫星的状态时刻的被人们监视，方便了人们对其的各种调整。其次，我们来探讨一下GPS高程测量原理，在高程系统理论中规业站点的大地高与正常高之间存在一定的关系大地高与正常高之间的差值即为高程异常。在GPS测量中需要将测量得到的大地高向人们需要的正常高进行转换因此在测量得到大地高的前提下求出GPS点的高程异常就能够确定GPS点的正常高池就是说进行GPS高程转换的关键就在于求高程异常更准确的说是高程异常的精确求得。
1.2似大地水准面精化的数学模型及重力似大地水准面计算
在做这些计算之前，进行控制点的选择，然后在进行基准网位置的选择，选用独立的坐标系，这么做的目的是便于施工放样数据，另外对于控制网的基线而来说，它是某一高程的重力水准面，而并不是一个椭球面，最后进行坐标的统一。这样得到的数据才是精确度比较高的。似大地水准面精化的数学模型通常采用多项式拟合法。GPS点的高程异常应为拟合的大地水准面高和拟合误差的和拟合的大地水准面高则是根据拟合待定参数以及GPS点的平面坐标求得，一般选择其第一和第二次带入似大地水准面精化的数学模型中得到二次平面拟合模型然后在拟合精度平方最小的条件下算出控制网中其余各点的高程异常然后根据测站点的大地高与正常高之间的关系函数，求得G PS点的正常高。重力似大地水准面高分为两部分计算：第一部分由全球重力场模型计算（似）大地水准面高及模型重力异常；第二部分由观测重力异常移去第一部分的重力异常，得到残差重力异常及由残差重力异常格网数据计算的残差（似）大地水准面高。
1.3利用GPS/水准结合重力场模型推估高程异常
利用GPS/水准拟合高程异常时，在测区GPS/水准点分布不均匀或点数不很多的情况下，以及当测区大地水准面起伏变化较大时.所拟合的（似）大地水准而可能会产生一些偏差，因此测区内的GPS/水准点数量应当适当并均匀分布，加果测区之内的大地水准面的地面起伏比较大时，其拟合的（似）地水准面有可能产生畸变在拟合中，同时使用地球重力场模型获得gm并将其作为测区的参考（似）大地水准面将GPS/水准点作为已知的控制点，求出其残差之后再进行拟合推算，有一定的可能消除或者改善拟合的（似）大地水准面产生的畸变从而得到较高精度的高程异常推估值。
2.实际案例分析
2.1项目情况
本测区里程范围为DKO+100一DK12+016.667，长10km，以沟壑、林地为主本段共有等水准点10个；GPS点30个GPS点的空间分布为长条状分布，符合带状测区具有的优越性。
2.2 GPS测量的数据处理。
GPS测量的数据处理采用天宝公司提供的商用软件《Trimble Geomatics OfficeV1.6》首先利用外业采集得打的数据解算出基线，并且利用基线在WG5-84坐标系统中组成自由网进行三维无约束平差，当自由网的内符合精度达到要求后，选择10个等水准点作为起算数据并进行三维约束根据起算点求得的控制点高程值就是大地高。之后还要使用精化大地水准面进行多项式拟合，对大地高进行转换，最终得到该点在1985年国家高程基准下的正常高。
2.3精度分析
测量人员对本项目中的拟合模型精度进行检验评定旨在验证该理论的可靠性在测区之内使用高精度的电子水准仪对各GPS点进行检验并利用精化大地水准面进行多项式拟合。较差最小值为一3.0cm，较差最大值为3.5cm，误差平均值为一0.90cm，中误差为1.7cm，平均相对误差0.00036cm，本次检核结果的精度很高表明拟合模型十分可靠，因此能够满足RTK测图及施工图断面测量的要求。
3.GPS控制测量方法的分析
3.1优势与前景
采用GPS地形控制测量技术，解决了传统地形控制测量中由于仪器的不精确、测量点的被破坏性大、人力的局限性所造成的测量的不足之处，GPS控制测量技术主要是进行动态的定位控制测量，所需人力物力少，并且操作方法也非常的简单，仅仅需要在控制点停留几秒钟就可以完成测量了。GPS控制测量，不需要建立高规标，只需要进行星座布置，布置完成后在任何情况下都可以进行测量。GPS控制测量操作简单，并且测量精度极高，为其在地形控制测量方法中的普及提供了有力的保障。
3.2不足
在GPS控制测量过程，往往会受到电磁波的干扰，这样便会使得信号的传输变得困难。与此同时止因为GPS控制测量的随意性，会使得测量人员掉以轻心，在选择控制点的时候，往往不做过多的考虑，忽略了障碍物存在的可能性，进而导致信号的传输受阻，甚至造成测量结果出现偏差，无功而返。
4.结语
就现在发展形势来看，我国的GPS控制测量技术己经到了一个全新的发展阶段，操作上变得简单，精度上更加细密，大大的提高了经济效益。随着科学技术的发展，GPS定位技术在逐渐发展与成熟，并在我国诸多行业中得到应用与普及，目前，GPS定位技术已经是我国测量工作采用的主要技术手段因为其工作效率高、工作强度小、误差无需积累等优点受到了测量工作者的广泛喜爱，GPS定位技术结合高精度和高分辨率的似大地水准面模型，可以取代传统水准测量取得正常高，真正实现了GPS技术在几何和物理意义上的三维定位功能，使平面控制网和高程控制网相分离的传统大地测量模式成为历史。
【参考文献】
[1]李建成，陈俊勇，宁津生等.地球重力场逼近理论与中国2000似大地水准面的确定[M].武汉：武汉大学出版社，2003.
[2]宁津生，罗志才，杨沾吉.深圳市1km高分辨率厘米级高精度大地水准面的确定[J].测绘学报，2003，32（2）：102-107.
【关键词】GPS测量技术；城市道路测量；技术分析
近年来，道路工程在建设之前，需要通过完善的测量工作来对于路线、规划等进行确定。GPS是全球定位系统的简称，GPS测量与普通测量相比，就有工作效率高、降低劳动强度等优点。道路工程在建设之前，需要通过完善的测量工作来对于路线、规划等进行确定，而GPS技术的应用，能够使得测量工作达到分米、厘米级的精度，并且监测范围及极为广大。
1.理论基础
1.1 GPS工作原理及高程测量原理
首先要了解GPS工作原理，载波相位转变为GPS控制测量提供t前提保障，GPS控制测量可以完成用户、地而和空间三者的相互通信，使得在任何一个位置都有一个动态的定位。全球的GPS接收站就会收集到传输的信号并且不断的传播，空间卫星的状态时刻的被人们监视，方便了人们对其的各种调整。其次，我们来探讨一下GPS高程测量原理，在高程系统理论中规业站点的大地高与正常高之间存在一定的关系大地高与正常高之间的差值即为高程异常。在GPS测量中需要将测量得到的大地高向人们需要的正常高进行转换因此在测量得到大地高的前提下求出GPS点的高程异常就能够确定GPS点的正常高池就是说进行GPS高程转换的关键就在于求高程异常更准确的说是高程异常的精确求得。
1.2似大地水准面精化的数学模型及重力似大地水准面计算
在做这些计算之前，进行控制点的选择，然后在进行基准网位置的选择，选用独立的坐标系，这么做的目的是便于施工放样数据，另外对于控制网的基线而来说，它是某一高程的重力水准面，而并不是一个椭球面，最后进行坐标的统一。这样得到的数据才是精确度比较高的。似大地水准面精化的数学模型通常采用多项式拟合法。GPS点的高程异常应为拟合的大地水准面高和拟合误差的和拟合的大地水准面高则是根据拟合待定参数以及GPS点的平面坐标求得，一般选择其第一和第二次带入似大地水准面精化的数学模型中得到二次平面拟合模型然后在拟合精度平方最小的条件下算出控制网中其余各点的高程异常然后根据测站点的大地高与正常高之间的关系函数，求得G PS点的正常高。重力似大地水准面高分为两部分计算：第一部分由全球重力场模型计算（似）大地水准面高及模型重力异常；第二部分由观测重力异常移去第一部分的重力异常，得到残差重力异常及由残差重力异常格网数据计算的残差（似）大地水准面高。
1.3利用GPS/水准结合重力场模型推估高程异常
利用GPS/水准拟合高程异常时，在测区GPS/水准点分布不均匀或点数不很多的情况下，以及当测区大地水准面起伏变化较大时.所拟合的（似）大地水准而可能会产生一些偏差，因此测区内的GPS/水准点数量应当适当并均匀分布，加果测区之内的大地水准面的地面起伏比较大时，其拟合的（似）地水准面有可能产生畸变在拟合中，同时使用地球重力场模型获得gm并将其作为测区的参考（似）大地水准面将GPS/水准点作为已知的控制点，求出其残差之后再进行拟合推算，有一定的可能消除或者改善拟合的（似）大地水准面产生的畸变从而得到较高精度的高程异常推估值。
2.实际案例分析
2.1项目情况
本测区里程范围为DKO+100一DK12+016.667，长10km，以沟壑、林地为主本段共有等水准点10个；GPS点30个GPS点的空间分布为长条状分布，符合带状测区具有的优越性。
2.2 GPS测量的数据处理。
GPS测量的数据处理采用天宝公司提供的商用软件《Trimble Geomatics OfficeV1.6》首先利用外业采集得打的数据解算出基线，并且利用基线在WG5-84坐标系统中组成自由网进行三维无约束平差，当自由网的内符合精度达到要求后，选择10个等水准点作为起算数据并进行三维约束根据起算点求得的控制点高程值就是大地高。之后还要使用精化大地水准面进行多项式拟合，对大地高进行转换，最终得到该点在1985年国家高程基准下的正常高。
2.3精度分析
测量人员对本项目中的拟合模型精度进行检验评定旨在验证该理论的可靠性在测区之内使用高精度的电子水准仪对各GPS点进行检验并利用精化大地水准面进行多项式拟合。较差最小值为一3.0cm，较差最大值为3.5cm，误差平均值为一0.90cm，中误差为1.7cm，平均相对误差0.00036cm，本次检核结果的精度很高表明拟合模型十分可靠，因此能够满足RTK测图及施工图断面测量的要求。
3.GPS控制测量方法的分析
3.1优势与前景
采用GPS地形控制测量技术，解决了传统地形控制测量中由于仪器的不精确、测量点的被破坏性大、人力的局限性所造成的测量的不足之处，GPS控制测量技术主要是进行动态的定位控制测量，所需人力物力少，并且操作方法也非常的简单，仅仅需要在控制点停留几秒钟就可以完成测量了。GPS控制测量，不需要建立高规标，只需要进行星座布置，布置完成后在任何情况下都可以进行测量。GPS控制测量操作简单，并且测量精度极高，为其在地形控制测量方法中的普及提供了有力的保障。
3.2不足
在GPS控制测量过程，往往会受到电磁波的干扰，这样便会使得信号的传输变得困难。与此同时止因为GPS控制测量的随意性，会使得测量人员掉以轻心，在选择控制点的时候，往往不做过多的考虑，忽略了障碍物存在的可能性，进而导致信号的传输受阻，甚至造成测量结果出现偏差，无功而返。
4.结语
就现在发展形势来看，我国的GPS控制测量技术己经到了一个全新的发展阶段，操作上变得简单，精度上更加细密，大大的提高了经济效益。随着科学技术的发展，GPS定位技术在逐渐发展与成熟，并在我国诸多行业中得到应用与普及，目前，GPS定位技术已经是我国测量工作采用的主要技术手段因为其工作效率高、工作强度小、误差无需积累等优点受到了测量工作者的广泛喜爱，GPS定位技术结合高精度和高分辨率的似大地水准面模型，可以取代传统水准测量取得正常高，真正实现了GPS技术在几何和物理意义上的三维定位功能，使平面控制网和高程控制网相分离的传统大地测量模式成为历史。
【参考文献】
[1]李建成，陈俊勇，宁津生等.地球重力场逼近理论与中国2000似大地水准面的确定[M].武汉：武汉大学出版社，2003.
[2]宁津生，罗志才，杨沾吉.深圳市1km高分辨率厘米级高精度大地水准面的确定[J].测绘学报，2003，32（2）：102-107.