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摘 要:根据质量控制需要的填筑施工的面板堆石坝,采用欧氏全球卫星定位技术、无线数据通讯技术、计算机技术和数据处理与分析技术,结合碾压机械进行集成,对GPS实时监控系统的开发进行了论述。它可以用于对通信建设的碾压填工程进行实时质量监督。本篇论文讨论了GPS系统的的组成和应用特点，关键技术问题和设计方案，还分析了GPS系统的高精度问题，并且对GPS系统的初步应用进行了研究。
关键词： 全球定位系统；填筑工程；质量控制；集成系统；面板堆石坝
介绍
目前,管理填筑施工面板堆石坝的质量主要采用"双重控制"的质量控制方法，其中一种是手动控制碾压参数，参数包括厚度、充填层的粗糙度、和压实机的滚次和轧实速度；另一种是在该区域对孔取样进行手动测试。该方法对国内混凝土堆石坝的发展具有积极的推动作用。然而，随着混凝土面板堆石坝规模的扩大，传统的手工管理机制不再满足当代机械化施工和进度的需要。位于中国湖南省清江流域的水布垭混凝土面板石堆大坝，在所有相同类型的大坝中，以233米的高度排名世界第一。该工程总充填量为1.6€?07立方米并且一个月的最多灌装量超过6€?05立方米，所以需要更多的量来控制大坝填筑施工的质量。为了及时地监督大坝的填筑施工质量，为灌装工程开发一个碾压方面的工程质量监督系统是非常重要的，这个系统具有实时、连续、自动化和高精度的特点。监督系统对于提高水布垭工程的工程质量具有很大的意义。
作为一种全新的当代空间卫星导航和位置定位系统，GPS已经在越来越多的领域逐渐代替了普通光学和电子测量仪。自从20世纪80年代，特别是在90年代以后，GPS技术已经结合现代通信技术引领空间定位技术进行一次革命性的变革。通过GPS技术同时确定三维坐标的方法已经从具有近海安的陆地至整个海洋和外层空间,从静力学到运动学,从单点定位到网区分,从后处理到实时定位和导航改变了传统技术，并且由于绝对和相对点位精度已经达到米级、厘米级、亚毫米级，GPS的应用和影响领域已经扩大到各行各业。现代数据通讯技术、计算机技术、电子技术、代表GPS的空间定位技术的快速发展和完善使实时连续地、自动地监督高精度具有可行性。根据在灌装工程中对于碾压方面的工程质量管理的要求，利用GPS技术、无线数据通信技术、计算机技术、数据处理和分析技术，并结合碾压机，在2004年，武汉大学和清江水电开发责任有限总公司共同研发了一种在灌装工程中适于监督碾压方面质量问题的实时监控系统，也就是填筑施工质量的实时监控系统（后来简称为GPS）。这个系统具有实时、高精度、连续性、自动化等综合功能，所以能应用于对大坝、公路、保护堤、飞机场等的灌装压实实时监督，因而成为一个确保工程的施工质量的行之有效的助手。结合工程的要求以及此系统的特征，本论文主要讨论此系统的构成、关键技术、方案设计，分析GPS系统的高精度问题，并且对GPS系统的初步应用进行了研究。
1 GPS实时监控系统的构成和特征
1.1构成
该系统的硬件装置主要包括以下三个方面：
1)GPS卫星信号的接受系统
2)无线网络的数据通信系统
3)计算机系统
图1.系统的网络结构的介绍
根据在灌装和捣打工程的压实需要和工程管理对此系统的要求，系统由监控中心、网络中继站、现场亚控制站、GPS参考站和移动终端（包括碾压机和交通质量监控工作）组成，移动终端是对于地形环境对无线通信的影响。图1是灌装工程中工程质量监控系统的介绍。如果地形环境好，并且现场的灌装工程与系统的监控系统不是很远，那么网络中继站可以去掉。
1.1.1监控中心
监控中心是此系统的心脏，它将GPS参考站的微分数据输入到GPS移动电台，同时，通过无线数据传输连续实时地接受由移动电台反馈的位置信息。结合施工的需要，装备在监控中心的电子显示屏能够实时地显示碾压机械以及在水坝压实平面上的质量监管工作车辆的精确移动位置和状态信息，远程监视灌装工程压实质量的状态，并且提供给领导者基本信息以做出决定。系统数据的处理、分析、储存等等也在监控中心操作。
1.1.2现场次监察站
现场次监察站系统控制中心的延伸，而且为现场的监察人员提供了便利。通过访问监控中心的信息，监察人员就能够在监察办公室实时掌握工程施工和施工质量的现状。一旦出现质量偏差，监察人员就能够应对施工现场的施工人员，提醒工作人员并要求他们整顿。
1.1.3 GPS参考站
GPS参考站为了利用差分GPS技术提高系统的监控精度而设置的。我们在一个已知点上设置GPS接收机作为参考站进行GPS观测工作，然后实时向GPS移动电台输出GPS观测数据和参考站的已知位置信息，然后利用载波相位的差分处理方式处理连同移动电台的GPS观测数据，最后计算出移动电台的空间位置信息，而且定位精度可以提高。以上的方法叫做差分GPS技术。一般来说，为了方便提供支撑力量，管理和维护，GPS参考站设置在监控中心。为了确保监控精度，必须强调的是GPS监控站和施工区域之间的距离要少于5-6千米，并且这个距离控制要求要在实践中满足。
1.1.4 移动终端
移动终端包含安装在工程监控车里和碾压机里的系统需求装备。
1)安装在碾压机里德移动终端
安装在碾压机里的移动终端主要包括集成系统单元，GPS接收机天线和无线通信天线。系统单元结合计算机工业平台的主要设备，GPS接收机，无线通讯等等。移动终端是像GPS移动站似的移动监控装备进行GPS移动观测。它的控制项目主要包括碾压机的轧制轨迹、轧制速度和轧制次数。移动终端会连续实时地向监控中心反应有效的观测结果。同时，利用在碾压机的司机的系统单元里的数据和表，计算机的工作平台实时反应了碾压机的工作状态。碾压机的操作者要检核他或她的工作是否满足显示屏上的质量需求。
2)安装在工程监控车里的移动终端
工程监控车是工程质量监控的工作车辆，它是专门配备给工程监控人员的。它的主要工作是进行GPS移动观测工作和监控现场质量。它的主要观测项目是压实前后铺层厚度的变化，支持数据控制摊铺机摊铺厚度和填充表面的粗糙度，并且计算压实率。监控车也向监控中心反应观测结果。另外，根据系统的监控数据，它从点的质量管理上进行现场施工。安装在工程监控车里的移动终端和安装在碾压机里德移动终端是类似的。 1.2系统的主要特征
GPS实时监控系统的主要特征如下：
1)连续实时监督。在真实意义上，数据通讯接收双向的传动装置。不管它是在监控中心，是在现场的监控站，还是在移动终端，碾压机的运动轨迹和速度，以及在一秒的采样率中的三维位置信息也能实时显示在显示屏上的。系统的观测数据是连续的，在间隔一秒的时间里的处理结果能够足够满足系统里的监控数据连续性的需要。
2)高度自动化。在整个系统，向移动终端输出参考站的差分数据，向监控中心反应终端的位置信息，在监控中心和移动终端显示所有碾压机的运动轨迹和速度，储存以及处理数据和成果分析。
3)操作容易方便。制定监控中心和网络中继站的制度是为了满足完全自动化以及主要集中在移动终端的零件进行手动操作的需要。操作移动终端是非常容易且便利的，包含几个简单必须的步骤如打开或关闭该单元等等。另外，移动终端的设备是非常简单的，重量轻、尺寸小并且容易安装和卸载。
4)精度高。由于GPS RTK技术采用的数据处理系统以及设定在水布垭工程的移动终端和GPS参考站之间的距离不得超过3千米，以致水平精度达到€?1 - 2)厘米，这完全满足了压实工程平面点位的监控精度的需要，并且能够有效地监控碾压机的运动轨迹、速度和滚次。关于高程，只要用给定的方式操作移动终端且采用合理的拟合高程模型，系统的精度也能够达到€?1 - 2) 厘米（分析完之后），这样就能够满足压实工程的充填层的厚度和粗糙度的需要。
5)许多移动终端全天候24小时工作。如果同时使用10个移动终端，此系统就会有不少于10Kps的通讯率，并且能够支持单点之间、单点对多点。网络中继站的应用。该系统不受天气的影响，而且能够进行大坝工程全天候24小时的工作。
2该系统设计到得关键问题以及解决方法
1)轧制参数的实时监控。
碾压机的参数主要涉及到移动终端中的碾压机的运动轨迹、速度和滚次，这些参数需要实时监控，并且能够应用于控制工程的精度。因此，为了确保实时反应点位数据，无通讯数据连接需要实现单点对多点的功能以及双向高通信率。解决此问题的最佳设计是选择收音机模型或者GSM手机。考虑到经济性以及可行性，此系统采用无线频率增广通信技术达到实时地向每个移动终端站传输参考站的差分GPS数据，实时地向监控中心反应每个移动终端的三维位置信息并在间隔一秒的时间支持点位的信息。用这种方式，不仅每个碾压机系统能够实时地将自身的压实状态展示在显示屏上，而且监控中心以及现场的第二监控站也能实时地监控每个移动终端的工作状态。
2)观测数据的精度
一般GPS RTK的精度是厘米级，考虑到水布垭工程的移动终端和GPS参考站之间的距离不超过3千米，它的平面精度完全满足碾压机的运动轨迹、速度和滚次的计算精度的需要。为了确保填充层地厚度以及粗糙度的高程精度，除了选择高性能以及抗干扰双频GPS接收机，采用合理的方法获取填充之前、填充之后以及压实之后的高程数据和合理的高程模型，这样可以提高高程精度。通过分析，高程精度能够达到€?1 - 2) 厘米，这就可以满足填充层的厚度和粗糙度的控制需要。
3)系统的稳定性
因为当代面板石堆大坝的灌实施工进行24小时全天候无破裂工作，而且许多碾压机同时运行，这就需要此系统的监控中心、网络中继站和各个移动终端站长时间稳定工作。由于监控中心和网络中继站的稳定装备，如果有工作电源的确切提供，没有手工破坏和不正确的操作，在正常的条件下运行没有问题。但是在碾压机的移动终端设备不仅遭受滚转机的震动效应，而且司机工作倦怠时的不正确操作，因此，移动终端的集成系统单元的稳定性设计成了一个关键问题。
4)供电方式
因为参考站设置在监控中心，GPS机的供电，无线电发射和接受数据，监控计算机没有了问题。涉及到每一个移动终端,它指的是GPS的供电问题,无线电发射和接收，平板电脑和风扇形式的散热效果等等。实验工作使用的是蓄电池发电，这能够确保在短时间工作但是不能应用在长时间的工程，所以有必要使用碾压机来在正规的操作系统提供电力。电力提供的关键问题是实际性的并且确保这并不会确保系统设备，用这种方式，设计和生产独家功率器件和相关电缆导体和适配器接头。
3系统的高程精度分析
在试验田的充填表层上，为了评价系统的高程精度，使用轻型汽车的运动轨迹几乎均匀覆盖整个表面获得三组相同的高程数据的表面。一组运动轨迹列举如图2（单位是米）。在试验中，就三组收集的数据而言，因为汽车的速度是不同的，两个相邻的轨迹线的间隔距离是不平行的，这组数点是不同的，他们分别是906，922和639.采用网格的方法拟合，实际上如图2的收集的相关的数据点是不规则的。网格法是像网格的小方块的列矩阵，由距离加权平均法和最小二乘法曲面拟合计算每个网格点的高程。在本篇文章中，采用距离加权平均法计算高程。此方法是依赖于在区域中的任何点的高程是受周边点的高程影响。为了计算一个网格点的高程，首先要做一个搜索圈，它的中心是在网格点上并且半径是一个限定值，并且在搜索圈上需要一些数据点，然后利用距离加权平均法计算网格点的高程。其他网格点也可以用这种方式连续计算。
假设一定的网格点的坐标是xo，yo，在搜索圈另一个点的坐标是xi，yi，然后这些点之间的距离是
Di =
因此网格点的高程是
H0 =
在实验研究中，这个术语的三组收集数据的实际情况，目的是建立网格以方便分析。首先是合理进行坐标转化，然后建立一个1 m€? m网格数据表，长度32米宽11米（省略图表）。在图表中有310点。以上采用距离加权法，分别计算三组数据网格点的高程。为了估计系统的高精度，假设每一个网格点的高程精度是相等的，然后在两组数据中，计算同样的网格点的不同高程djk,之后用以下公式计算出一致的外部符合精度
mH=
其中p= 1, di( 12)=Hi( 1)－Hi ( 2)，di(23)=Hi(2)－Hi(3)(i=1,2,3…,310)，n=2€?10=620， [pdd]= (di12di12+di23di23)
如果设置搜索圈半径分别是1.0米、1.5米和2.0米，用以上公式做一个统计并计算此系统的每个网格点的高程精度mH,分别是€?. 37 cm,€?. 32 cm和€?.30 cm。搜索圈地半径的增大提高了该系统的高精度，但是不明显。周知，系统的高精度达到1.4cm，它完全满足了充填层的摊铺厚度及表面粗糙度的质量控制的需要。
4 系统的初步应用
因为在面板石堆大坝建设中，在我国，GPS实时监控站的发展是先锋，世界上没有相关的报道，因为没有可利用的经验去模仿。用这种方式，在系统的发展过程中，这个小组深入施工现场已经许多次，询问碾压机的施工技术，和施工技术人员保持广泛的交流，熟悉碾压机的工作性能，结合灌装压实的实际工程和水布垭工程的压实实验执行重复的实验。所有的工作建立在此系统的定性产品的基础上。目前，4套样品的移动终端设备的集成单元研发成果，且都投入水布垭工程的填充压实中去。同时，系统的进一步完善和产品的研发都是在进一步完善。图三说明具有移动终端监控集成系统的碾压机。图四说明监控中心的软件界面系统。
关键词： 全球定位系统；填筑工程；质量控制；集成系统；面板堆石坝
介绍
目前,管理填筑施工面板堆石坝的质量主要采用"双重控制"的质量控制方法，其中一种是手动控制碾压参数，参数包括厚度、充填层的粗糙度、和压实机的滚次和轧实速度；另一种是在该区域对孔取样进行手动测试。该方法对国内混凝土堆石坝的发展具有积极的推动作用。然而，随着混凝土面板堆石坝规模的扩大，传统的手工管理机制不再满足当代机械化施工和进度的需要。位于中国湖南省清江流域的水布垭混凝土面板石堆大坝，在所有相同类型的大坝中，以233米的高度排名世界第一。该工程总充填量为1.6€?07立方米并且一个月的最多灌装量超过6€?05立方米，所以需要更多的量来控制大坝填筑施工的质量。为了及时地监督大坝的填筑施工质量，为灌装工程开发一个碾压方面的工程质量监督系统是非常重要的，这个系统具有实时、连续、自动化和高精度的特点。监督系统对于提高水布垭工程的工程质量具有很大的意义。
作为一种全新的当代空间卫星导航和位置定位系统，GPS已经在越来越多的领域逐渐代替了普通光学和电子测量仪。自从20世纪80年代，特别是在90年代以后，GPS技术已经结合现代通信技术引领空间定位技术进行一次革命性的变革。通过GPS技术同时确定三维坐标的方法已经从具有近海安的陆地至整个海洋和外层空间,从静力学到运动学,从单点定位到网区分,从后处理到实时定位和导航改变了传统技术，并且由于绝对和相对点位精度已经达到米级、厘米级、亚毫米级，GPS的应用和影响领域已经扩大到各行各业。现代数据通讯技术、计算机技术、电子技术、代表GPS的空间定位技术的快速发展和完善使实时连续地、自动地监督高精度具有可行性。根据在灌装工程中对于碾压方面的工程质量管理的要求，利用GPS技术、无线数据通信技术、计算机技术、数据处理和分析技术，并结合碾压机，在2004年，武汉大学和清江水电开发责任有限总公司共同研发了一种在灌装工程中适于监督碾压方面质量问题的实时监控系统，也就是填筑施工质量的实时监控系统（后来简称为GPS）。这个系统具有实时、高精度、连续性、自动化等综合功能，所以能应用于对大坝、公路、保护堤、飞机场等的灌装压实实时监督，因而成为一个确保工程的施工质量的行之有效的助手。结合工程的要求以及此系统的特征，本论文主要讨论此系统的构成、关键技术、方案设计，分析GPS系统的高精度问题，并且对GPS系统的初步应用进行了研究。
1 GPS实时监控系统的构成和特征
1.1构成
该系统的硬件装置主要包括以下三个方面：
1)GPS卫星信号的接受系统
2)无线网络的数据通信系统
3)计算机系统
图1.系统的网络结构的介绍
根据在灌装和捣打工程的压实需要和工程管理对此系统的要求，系统由监控中心、网络中继站、现场亚控制站、GPS参考站和移动终端（包括碾压机和交通质量监控工作）组成，移动终端是对于地形环境对无线通信的影响。图1是灌装工程中工程质量监控系统的介绍。如果地形环境好，并且现场的灌装工程与系统的监控系统不是很远，那么网络中继站可以去掉。
1.1.1监控中心
监控中心是此系统的心脏，它将GPS参考站的微分数据输入到GPS移动电台，同时，通过无线数据传输连续实时地接受由移动电台反馈的位置信息。结合施工的需要，装备在监控中心的电子显示屏能够实时地显示碾压机械以及在水坝压实平面上的质量监管工作车辆的精确移动位置和状态信息，远程监视灌装工程压实质量的状态，并且提供给领导者基本信息以做出决定。系统数据的处理、分析、储存等等也在监控中心操作。
1.1.2现场次监察站
现场次监察站系统控制中心的延伸，而且为现场的监察人员提供了便利。通过访问监控中心的信息，监察人员就能够在监察办公室实时掌握工程施工和施工质量的现状。一旦出现质量偏差，监察人员就能够应对施工现场的施工人员，提醒工作人员并要求他们整顿。
1.1.3 GPS参考站
GPS参考站为了利用差分GPS技术提高系统的监控精度而设置的。我们在一个已知点上设置GPS接收机作为参考站进行GPS观测工作，然后实时向GPS移动电台输出GPS观测数据和参考站的已知位置信息，然后利用载波相位的差分处理方式处理连同移动电台的GPS观测数据，最后计算出移动电台的空间位置信息，而且定位精度可以提高。以上的方法叫做差分GPS技术。一般来说，为了方便提供支撑力量，管理和维护，GPS参考站设置在监控中心。为了确保监控精度，必须强调的是GPS监控站和施工区域之间的距离要少于5-6千米，并且这个距离控制要求要在实践中满足。
1.1.4 移动终端
移动终端包含安装在工程监控车里和碾压机里的系统需求装备。
1)安装在碾压机里德移动终端
安装在碾压机里的移动终端主要包括集成系统单元，GPS接收机天线和无线通信天线。系统单元结合计算机工业平台的主要设备，GPS接收机，无线通讯等等。移动终端是像GPS移动站似的移动监控装备进行GPS移动观测。它的控制项目主要包括碾压机的轧制轨迹、轧制速度和轧制次数。移动终端会连续实时地向监控中心反应有效的观测结果。同时，利用在碾压机的司机的系统单元里的数据和表，计算机的工作平台实时反应了碾压机的工作状态。碾压机的操作者要检核他或她的工作是否满足显示屏上的质量需求。
2)安装在工程监控车里的移动终端
工程监控车是工程质量监控的工作车辆，它是专门配备给工程监控人员的。它的主要工作是进行GPS移动观测工作和监控现场质量。它的主要观测项目是压实前后铺层厚度的变化，支持数据控制摊铺机摊铺厚度和填充表面的粗糙度，并且计算压实率。监控车也向监控中心反应观测结果。另外，根据系统的监控数据，它从点的质量管理上进行现场施工。安装在工程监控车里的移动终端和安装在碾压机里德移动终端是类似的。 1.2系统的主要特征
GPS实时监控系统的主要特征如下：
1)连续实时监督。在真实意义上，数据通讯接收双向的传动装置。不管它是在监控中心，是在现场的监控站，还是在移动终端，碾压机的运动轨迹和速度，以及在一秒的采样率中的三维位置信息也能实时显示在显示屏上的。系统的观测数据是连续的，在间隔一秒的时间里的处理结果能够足够满足系统里的监控数据连续性的需要。
2)高度自动化。在整个系统，向移动终端输出参考站的差分数据，向监控中心反应终端的位置信息，在监控中心和移动终端显示所有碾压机的运动轨迹和速度，储存以及处理数据和成果分析。
3)操作容易方便。制定监控中心和网络中继站的制度是为了满足完全自动化以及主要集中在移动终端的零件进行手动操作的需要。操作移动终端是非常容易且便利的，包含几个简单必须的步骤如打开或关闭该单元等等。另外，移动终端的设备是非常简单的，重量轻、尺寸小并且容易安装和卸载。
4)精度高。由于GPS RTK技术采用的数据处理系统以及设定在水布垭工程的移动终端和GPS参考站之间的距离不得超过3千米，以致水平精度达到€?1 - 2)厘米，这完全满足了压实工程平面点位的监控精度的需要，并且能够有效地监控碾压机的运动轨迹、速度和滚次。关于高程，只要用给定的方式操作移动终端且采用合理的拟合高程模型，系统的精度也能够达到€?1 - 2) 厘米（分析完之后），这样就能够满足压实工程的充填层的厚度和粗糙度的需要。
5)许多移动终端全天候24小时工作。如果同时使用10个移动终端，此系统就会有不少于10Kps的通讯率，并且能够支持单点之间、单点对多点。网络中继站的应用。该系统不受天气的影响，而且能够进行大坝工程全天候24小时的工作。
2该系统设计到得关键问题以及解决方法
1)轧制参数的实时监控。
碾压机的参数主要涉及到移动终端中的碾压机的运动轨迹、速度和滚次，这些参数需要实时监控，并且能够应用于控制工程的精度。因此，为了确保实时反应点位数据，无通讯数据连接需要实现单点对多点的功能以及双向高通信率。解决此问题的最佳设计是选择收音机模型或者GSM手机。考虑到经济性以及可行性，此系统采用无线频率增广通信技术达到实时地向每个移动终端站传输参考站的差分GPS数据，实时地向监控中心反应每个移动终端的三维位置信息并在间隔一秒的时间支持点位的信息。用这种方式，不仅每个碾压机系统能够实时地将自身的压实状态展示在显示屏上，而且监控中心以及现场的第二监控站也能实时地监控每个移动终端的工作状态。
2)观测数据的精度
一般GPS RTK的精度是厘米级，考虑到水布垭工程的移动终端和GPS参考站之间的距离不超过3千米，它的平面精度完全满足碾压机的运动轨迹、速度和滚次的计算精度的需要。为了确保填充层地厚度以及粗糙度的高程精度，除了选择高性能以及抗干扰双频GPS接收机，采用合理的方法获取填充之前、填充之后以及压实之后的高程数据和合理的高程模型，这样可以提高高程精度。通过分析，高程精度能够达到€?1 - 2) 厘米，这就可以满足填充层的厚度和粗糙度的控制需要。
3)系统的稳定性
因为当代面板石堆大坝的灌实施工进行24小时全天候无破裂工作，而且许多碾压机同时运行，这就需要此系统的监控中心、网络中继站和各个移动终端站长时间稳定工作。由于监控中心和网络中继站的稳定装备，如果有工作电源的确切提供，没有手工破坏和不正确的操作，在正常的条件下运行没有问题。但是在碾压机的移动终端设备不仅遭受滚转机的震动效应，而且司机工作倦怠时的不正确操作，因此，移动终端的集成系统单元的稳定性设计成了一个关键问题。
4)供电方式
因为参考站设置在监控中心，GPS机的供电，无线电发射和接受数据，监控计算机没有了问题。涉及到每一个移动终端,它指的是GPS的供电问题,无线电发射和接收，平板电脑和风扇形式的散热效果等等。实验工作使用的是蓄电池发电，这能够确保在短时间工作但是不能应用在长时间的工程，所以有必要使用碾压机来在正规的操作系统提供电力。电力提供的关键问题是实际性的并且确保这并不会确保系统设备，用这种方式，设计和生产独家功率器件和相关电缆导体和适配器接头。
3系统的高程精度分析
在试验田的充填表层上，为了评价系统的高程精度，使用轻型汽车的运动轨迹几乎均匀覆盖整个表面获得三组相同的高程数据的表面。一组运动轨迹列举如图2（单位是米）。在试验中，就三组收集的数据而言，因为汽车的速度是不同的，两个相邻的轨迹线的间隔距离是不平行的，这组数点是不同的，他们分别是906，922和639.采用网格的方法拟合，实际上如图2的收集的相关的数据点是不规则的。网格法是像网格的小方块的列矩阵，由距离加权平均法和最小二乘法曲面拟合计算每个网格点的高程。在本篇文章中，采用距离加权平均法计算高程。此方法是依赖于在区域中的任何点的高程是受周边点的高程影响。为了计算一个网格点的高程，首先要做一个搜索圈，它的中心是在网格点上并且半径是一个限定值，并且在搜索圈上需要一些数据点，然后利用距离加权平均法计算网格点的高程。其他网格点也可以用这种方式连续计算。
假设一定的网格点的坐标是xo，yo，在搜索圈另一个点的坐标是xi，yi，然后这些点之间的距离是
Di =
因此网格点的高程是
H0 =
在实验研究中，这个术语的三组收集数据的实际情况，目的是建立网格以方便分析。首先是合理进行坐标转化，然后建立一个1 m€? m网格数据表，长度32米宽11米（省略图表）。在图表中有310点。以上采用距离加权法，分别计算三组数据网格点的高程。为了估计系统的高精度，假设每一个网格点的高程精度是相等的，然后在两组数据中，计算同样的网格点的不同高程djk,之后用以下公式计算出一致的外部符合精度
mH=
其中p= 1, di( 12)=Hi( 1)－Hi ( 2)，di(23)=Hi(2)－Hi(3)(i=1,2,3…,310)，n=2€?10=620， [pdd]= (di12di12+di23di23)
如果设置搜索圈半径分别是1.0米、1.5米和2.0米，用以上公式做一个统计并计算此系统的每个网格点的高程精度mH,分别是€?. 37 cm,€?. 32 cm和€?.30 cm。搜索圈地半径的增大提高了该系统的高精度，但是不明显。周知，系统的高精度达到1.4cm，它完全满足了充填层的摊铺厚度及表面粗糙度的质量控制的需要。
4 系统的初步应用
因为在面板石堆大坝建设中，在我国，GPS实时监控站的发展是先锋，世界上没有相关的报道，因为没有可利用的经验去模仿。用这种方式，在系统的发展过程中，这个小组深入施工现场已经许多次，询问碾压机的施工技术，和施工技术人员保持广泛的交流，熟悉碾压机的工作性能，结合灌装压实的实际工程和水布垭工程的压实实验执行重复的实验。所有的工作建立在此系统的定性产品的基础上。目前，4套样品的移动终端设备的集成单元研发成果，且都投入水布垭工程的填充压实中去。同时，系统的进一步完善和产品的研发都是在进一步完善。图三说明具有移动终端监控集成系统的碾压机。图四说明监控中心的软件界面系统。