GPS 高程测量在水电工程中的应用)
水利测绘工程中GPS高程测量的应用
水利测绘工程中GPS高程测量的应用水利工程的地理条件困难，地形较复杂、交通不便利普遍。
但是，我国水准点稀缺，水准的测量线路较长，所以，我国高程测量极为困难，具有挑战性。
当前，GPS高程测量，实现了四等精度要求。
满足了水利工程的中、小形图图根精度要求。
由此来看，GPS高程测量推广意义重大。
本文主要针对GPS高程测量的概述、对GPS高程测量与传统高程测量进行比较、GPS高程测量技术在水利工程测量的应用进行简要分析，仅供参考。
标签：GPS高程测量；水利测绘一、对GPS高程测量的分析1、对GPS高程测量原理的分析利用GPS进行测量实质上是一种测距后方交会的测量方法，利用卫星数据可以确保每一颗卫星的具体位置，利用信号由卫星传到接收机的时间可以计算出卫星到接收机的距离，进而可以确定接收机的位置。
工作原理是：先直接测量所选测量区域内的所有GPS点的大地高，并通过水准测量方法对若干GPS点测出正常高，同时，采用平面拟合或者是曲面拟合进行高程拟合，最终得到所有GPS 高程异差，并通过计算算的测量区域的其他GPS点的正常高。
2、针对GPS测高方法的探讨GPS高程测量有几种方法，包括等值线图法，地球模型法，拟合法等。
其中针对等值线图法，确定点的正常高和正高时必须注意所采用的坐标系统，要通过相应坐标系统的大地高数据来对其正常高河正高进行计算，该方法的结果与等值线图的精确程度密不可分，所以，只有等值线图十分精确，该方法测量结果也就精确了。
地球模型法，由于我国的地理位置与环境的不同，适用于他国的地球模型法不太适合用于我国。
拟合法，其根本就是因为在范围小的区域中，高程异常具有一定的几何相关性这一原理，采用数学方法，求解正高、正常高或高程异常。
3、对GPS高程测量影响因素的分析天高线对其影响比较大，因为在使用三脚架的过程中，高度的经常变化导致一定要对天高线进行仔细测量及审核。
由于卫星分布的不均，也对GPS高程测量产生着误差，由于卫星的不可控制性，该误差是由GPS测量本质决定的，所以这种误差不可避免的。
gps定位工程施工
随着科技的不断发展，全球定位系统（GPS）在工程施工领域的应用越来越广泛。
GPS定位技术在工程施工中具有高精度、快速、高效、便捷等优点，为工程测量和施工管理提供了全新的解决方案。
本文将从GPS定位技术在工程施工中的应用特点、优势以及具体应用实例等方面进行探讨。
一、GPS定位技术在工程施工中的应用特点1. 高精度定位：GPS定位技术可以实现厘米级的定位精度，满足工程施工对测量精度的要求。
2. 实时动态监测：GPS定位技术具有实时动态监测功能，可实时跟踪施工过程中的位移、沉降等变化，为施工安全提供保障。
3. 便捷性：GPS定位设备轻便，易于携带，可在各种恶劣环境下进行测量，提高工作效率。
4. 数据处理能力强：GPS定位技术采集的数据可借助计算机进行处理，实现数据的自动化、智能化处理，提高工程测量精度。
5. 覆盖范围广：GPS定位技术可实现全球范围内的定位，适用于各类工程施工。
二、GPS定位技术在工程施工中的优势1. 提高测量效率：GPS定位技术具有较高的测量速度，可大大缩短测量时间，提高工作效率。
2. 降低测量成本：GPS定位技术减少了传统测量方法中的人工、仪器设备等成本，降低了工程测量成本。
3. 提高施工安全性：GPS定位技术可实时监测施工过程中的安全风险，及时采取措施，确保施工安全。
4. 优化施工管理：GPS定位技术为施工管理提供了精确的数据支持，有助于优化施工方案，提高施工质量。
三、GPS定位技术在工程施工中的应用实例1. 道路工程施工：GPS定位技术在道路工程施工中可以用于线路测量、路基填挖测量、路面铺设测量等，提高道路工程的质量。
2. 桥梁工程施工：GPS定位技术在桥梁工程施工中可以用于桥墩、桥梁定位测量，确保桥梁工程的准确性。
3. 隧道工程施工：GPS定位技术在隧道工程施工中可以用于隧道轴线测量、高程控制测量等，提高隧道工程的精度。
4. 水利工程施工：GPS定位技术在水利工程施工中可以用于地形测量、水位监测等，为水利工程提供准确的数据支持。
水利测绘工程中GPS高程测量的应用
水利测绘工程中GPS高程测量的应用
GPS高程测量技术是水利测绘工程中常用的一种技术，它通过对卫星信号的接收和计算，能够精确地测量出目标点的高程。
其在水利测绘工程中的应用广泛，主要包括以下方面：
一、水文测站高程的测定
水文测站作为水文学研究的基础，其高程的精确测定对于水文数据的收集和分析至关
重要。
利用GPS高程测量技术，可以实现对水文测站高程的快速、准确测量，避免了传统
测量方式中遇到的地形复杂、路途遥远等问题，提高了数据的可靠性和测量效率。
二、河道纵断面的建立
测算河道纵断面是水利工程建设中重要的工作，其精确性对于防洪排涝、航道规划等
方面有非常大的影响。
利用GPS高程测量技术，可以对河道两岸的地形高程进行快速的测量，通过处理数据可以自动生成河道纵断图。
这种方式不仅可以提高测量精度，还可以减
少测量的人力物力投入。
三、水库水位监测
水库水位的测量对于水利工程的管理和运行非常重要，传统的水位测量方法较为繁琐，且在山区和地形险峻的地区无法实现。
利用GPS技术可以在不受地形高低影响的情况下进
行水库水位的监测和测量，极大地提高了水位监测的效率和精度。
四、排涝工程的设计
排涝工程设计需要考虑周围地形高程的影响，而地形复杂的环境下要求的精度更高。
利用GPS高程测量技术可以快速测量出施工区域的地形高程，在提高设计精度的同时也减
少了施工期间的繁琐工作。
总之，GPS高程测量技术在水利测绘工程中的应用是广泛的，并且在测量效率和精度
方面都有很大的提升，为水利工程的设施和运行提供了可靠的数据支持。
GPS高程测量分析及其水利测绘工程中的运用探讨
GPS高程测量分析及其水利测绘工程中的运用探讨摘要:目前,GPS高程测量应用越来越广泛。
本文的第一部分对GPS测量高程进行了概述。
本文的第二部分则是通过GPS高程测量的在实际的水利测绘工程的探讨,对三种主要的转换方法进行了计算和对比。
关键词:GPS高程测量GPS高程测量运用水利测绘工程近几年来,随着科学技术的迅猛发展,国内设计经济水平的不断提高,GPS定位技术在我国测绘领域的推广与运用越来越广泛。
在传统控制测量方法受到了极大挑战的同时,GPS测量在平面控制方面也发挥了巨大的作用。
本文的第一部分通过介绍GPS测量高层的基本原理,高程系统及其关系进行了简要分析;第二部分则是通过GPS高程测量的实际例子的计算和对比,简述了减少GPS高程测量误差的几种方法。
1 GPS高程测量概述GPS高程测量,即Height Measurement Using Global Positioning System,是运用GPS测量技术间接确定地面上点的正常高的。
其工作原理是:先直接测量所选测量区域内的所有GPS点的大地高,然后再在测量区域内用水准测量的方法对选择的若干GPS点测出正常高(所选点的数量和位置要能满足高程拟合需要),最后计算出所有GPS点的高程差异(即大地高与正常高之差),并在此基础上,运用平面拟合或曲面拟合进行高程拟合,最终得出测量区域的其他GPS点的正常高。
1.1 大地高大地高是由地面点沿着通过该点的椭球的法线到参考椭球面的距离,即以椭球面为参考基准的高程系统。
没有明确的物理意义,若定义的椭球大地坐标系不同,则构成的大地高程系统也不同,一般用字母表示,且可分解为正高和大地水准面差距,又可分解为正常高和高程异常。
通常,GPS定位测量所获得的椭球大地坐标系是以WGS-84为基准的,即是相对于WGS-84椭球的大地高程。
1.2 正高正高是以大地为水平基准面的高程系统,是由地面点沿铅垂线至大地水准面的距离,其具有明确的物理意义,这里用表示。
GPS在工程施工控制测量中的应用
GPS在工程施工控制测量中的应用摘要：随着国家基础设施的大力建设，对工程的施工质量也提出了更高的要求，而工程测量是工程施工的前期基础工作，它对工程施工的准确定位起到关键性的作用。
GPS测量技术以其全天候、实时性、高精度的优势在工程施工测量中得到了越来越多的应用。
本文主要以GPS测量技术在工程施工中的应用、以及测量工作的不足做简要的阐述。
关键词：GPS测量；误差；精度控制1 GPS测绘技术概述GPS（Global Positioning System）是全球定位系统的简称，它是一个由空间星座、地面监控以及用户设备组成的中距离圆型轨道卫星导航系统，这种系统最初是由美国为了军方应用而发明的，它的主要作用就是提供时间、导航以及准确的三维坐标等功能。
后来，随着科学技术的发展进步，GPS技术得到更加充分的发展，在很多领域得到广泛应用。
在工程测绘中，GPS定位测量技术的应用是一次技术革新，使工程测绘工作进入到一个新的发展阶段。
在工程测绘中，GPS定位测量技术之所以被称为是一次革命性的变革，是因为它具有以下特点。
第一，定位精度高。
与传统的工程测绘技术相比，GPS定位测量技术的最大特点就是定位精度高，从而为工程建设工作提供更为精确的数据信息，在很大程度上保证了工程测量的质量。
第二，测量速度快。
在过去，传统的手工工程测量技术工作效率低下，浪费了大量的人力和物力资源。
而GPS定位测量技术的测量速度很快，只需要几分钟甚至几秒就可以完成定位作业，测量速度非常快。
2 GPS技术的特点2.1 实时定位全球定位系统的最大特点就是能够对地球上的任意静止或者运动的目标进行定位，显示其精确的经纬度和运动的速度，所以运用GPS进行导航，就能够更好的保证运动载体依据设计好的路线进行运动。
这种全天候精确定位系统的应用对于目标导航来说是最恰当不过的了。
2.2 观测时间短就观测20km以内基线需要的时间来看，在没有应用GPS测量技术进行观测的情况下，使用传统的静态相对定位模式来测量，至少需要十五分钟的时间，但是采取实时动态定位模式之后，观测所需的时间最多不超过五分钟，有时候几秒钟就能完成。
GPS测量技术及其在工程测量中的应用
GPS测量技术及其在工程测量中的应用1. 引言1.1 GPS测量技术及其在工程测量中的应用GPS测量技术是一种基于全球定位系统的技术，在工程测量中起着至关重要的作用。
通过利用卫星信号和地面接收器，GPS测量技术可以实现高精度的位置和时间信息获取。
在工程测量中，GPS技术可以用于测量建筑物、土地、道路等各种工程项目，为工程规划、设计和施工提供了准确的空间数据支持。
GPS测量技术的原理是基于卫星定位系统，通过接收来自多颗卫星的信号，测量接收器与卫星之间的距离，从而确定接收器的位置。
在工程测量中，GPS技术可以实现快速、准确的数据采集，极大地提高了工程测量的效率和精度。
例如，在建筑测量中，GPS技术可以用于确定建筑物的位置、高度和结构；在土地测量中，可以用于测量土地的边界、面积和地形；在道路测量中，可以用于测量道路的线路、坡度和曲率。
通过结合GPS技术，工程测量可以更加精准和可靠。
总的来说，GPS测量技术在工程测量中扮演着重要的角色，为工程项目的规划、设计和施工提供了关键的数据支持。
随着技术的不断发展，GPS测量技术将在工程领域发挥更加重要的作用，未来的应用前景将更加广阔。
2. 正文2.1 GPS测量技术的原理GPS测量技术的原理主要基于卫星定位原理。
GPS系统是由24颗卫星组成的卫星星座，这些卫星分布在地球轨道上，每颗卫星都携带有高精度的原子钟。
通过接收这些卫星发射的信号，并计算信号传播时间，可以确定接收器与卫星的距离。
GPS测量的原理可以简单描述为三角定位法。
接收器接收到至少3颗卫星的信号，通过测量信号的传播时间和卫星位置信息，可以确定接收器和卫星之间的距离。
利用3个卫星可以确定接收器在地球上的位置，而4个以上的卫星可以提供更精确的定位信息。
除了距离测量外，还需要考虑钟差、大气延迟等误差对测量结果的影响。
通过对多颗卫星信号的接收及数据处理，可以消除或校正这些误差，提高测量的精度和准确性。
GPS测量技术的原理基于卫星定位原理，通过测量卫星信号的传播时间和位置信息，确定接收器在地球上的位置，从而实现精准的定位和测量。
GPS定位测量技术的优势及其在工程测绘中的运用
GPS定位测量技术的优势及其在工程测绘中的运用摘要：在工程测量工作中应用GPS技术，有利于提高测绘工作的效率，有利于提高定位数据信息的精确性，也有利于提高工程测量工作的自动化水平，还有利于加强对于灾害的预测工作。
因此，相关工作人员应该充分发挥GPS技术在工程测量工作中的优势，提高实际工作的规范性与科学性，严格按照相关要求来进行测量任务。
关键词：工程测绘；GPS定位测量；应用优势前言现阶段，GPS伪距差分测绘技术在建筑工程测量中的应用范围最广，几乎所有的商用差分GPS接收机均采用这种技术。
这种技术的主要应用过程为：基于基准站的接收机设备，计算目标观测点位到可见卫星（一般确定四颗位置确定的卫星即可）之间的距离，之后将这一通过计算获得的距离具体值与含有误差的测量值相互比较，最终将与所有可见卫星的测距误差全部传输给测绘人员。
测绘人员可以利用测距误差，实现对测量伪距的修正，最后基于修正后的伪距，将观测点位的精确位置相关参数求出，待消去公共误差之后，便可得到较为精准的观测点位信息。
1 GPS测绘技术在工程测量中的应用优势GPS测绘技术中，定位系统起支撑作用。
现阶段的GPS定位系统由三个部分组成，分别是：（1) GPS卫星及其构成的星座，属于空间部分。
（2）地面监控系统，属于地面控制部分。
（3) GPS信号接收机，属于用户设备部分。
GPS卫星的主要作用是：(1)能够接收来自地面站发射的导航电文以及其他信号；(2)能够接收地面站发出的各种指令，从而对出现偏差的轨道进行修正或是启动备用设备；(3)能够连续不断地向地面发送GPS导航以及定位信号地面监测系统一般设置一个主控站、三个注入站、五个监测站。
主控站内一般设置大型电子计算机，以其为主体，负责开展数据的收集、计算、传输作业。
监测站的主要功能是，收集并传递各类型信息并将之传递给主控站。
注入站一般设有特定型号的抛物面天线、固定电路C波段发射机和计算机，主要作用是将来自主控站的导航电文注入卫星存储器中。
GPS技术在工程测量中的应用
GPS技术在工程测量中的应用1概述20世纪80年代以来，随着gps定位技术的出现和不断发展完善，使测绘定位技术发生了革命性的变革，为工程测量提供了崭新的技术手段和方法。
长期以来用测角、测距、测水准为主体的常规地面定位技术，正在逐步被以一次性确定三维坐标的、高速度、高效率、高精度的cps技术所代替，同时定位范围己从陆地和近海扩展到海洋和宇宙空间；定位方法己从静态扩展到动态；定位服务领域己从导航和测绘领域扩展到国民经济建设的广阔领域。
对经典大地测量学的各个方面产生了极其深刻的影响，它在大地测量学及其相关学科领域，如地球动力学、海洋大地测量学、地球物理探测、资源勘探、航空与卫星遥感、地下工程变形监测、运动目标的测速以及精密时间传递等方面的广泛应用，充分显示了卫星定位技术的高精度和高效益。
2gps测量的基本原理与方法2．1gps测量的基本原理测量学中的交会法测量里有一种测距交会确定点位的方法。
与其相似，gps的定位原理就是利用空间分布的卫星以及卫星与地面点的距离交会得出地面点位置。
简言之，gps定位原理是一种空间的距离交会原理。
设想在地面未定边线上征用gps接收机，同一时刻发送4颗以上gps卫星升空的信号。
通过一定的方法测量这4颗以上卫星在此瞬间的边线以及它们分别至该接收机的距离，据此利用距离交会法推演出来测站p的边线及接收机钟差δt。
图3-1gps定位原理例如图3-1，设立时刻ti在测站点p用gps接收机同时测出p点至四颗gps卫星s1、s2、s3、s4的距离ρ1、ρ2、ρ3、ρ4，通过gps电文解译出四颗gps卫星的三维坐标，用距离交会的方法求解p点的三维坐标(x,y,z)的观测方程为：式中的c为光速，δt为接收机钟差。
2．2gps定位方法分类利用gps进行定位的方法有很多种。
若按照参考点的位置不同，则定位方法可分为（1）绝对定位。
即为在协议地球坐标系中，利用一台接收机去测量该点相对于协议地球质心的边线，也叫做单点定位。
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浅谈GPS高程测量在小型水利工程中的应用1 前言水电工程建设的各个阶段,对高程均有严格的要求。
常规高程测量采用几何水准方法布设, 或以光电测距三角高程测量来实现。
水电工程具有鲜明的行业特性,即山高谷狭、交通不便、植被茂密、国家水准点稀少, 使得高程的测设不仅困难, 而且费工、费时、费力。
随着GPS (全球卫星定位系统) 的发展, 因其具有“高精度、高效益、高可靠性、高自动化”的优势,在水电工程中得以广泛应用。
GPS 平面控制测量精度很高,但GPS 高程测量一直受多种因素影响, 难以满足水电工程的需要,极大地制约了GPS 技术的应用和推广。
本文在介绍GPS 高程测量原理的基础上,结合水电工程的河流规划、施工控制网、地形测绘、安全监测等实际, 对GPS 高程测量的应用进行了探讨,提出了一些结论和建议,以期GPS 在水电工程中发挥更大的效益,真正实现GPS 三维测量。
2 GPS 高程测量原理2.1 高程系统2.1.1 大地高程系统大地高是由地面点沿通过该点的椭球面法线到椭球面的距离, 通常以H 表示。
利用GPS 定位技术,可以直接测定测点在WGS - 84 中的大地高程。
大地高是一个几何量, 不具有物理上的意义。
它通过与水准测量资料、重力测量资料等相结合,来确定测点的正常高,具有重要的意义。
2.1.2 正高系统由地面点并沿该点的铅垂线至大地水准面的距离称为正高, 通常以Hg 表示。
正高具有重要的物理意义,但不能精确测定。
2.1.3 正常高系统正常高系统是以似大地水准面为基准面的高程系统,通常以Hγ表示。
正常高同样具有重要的物理意义,广泛应用于水利水电工程、管道和隧道工程建设中,而且可以精密地确定。
正常高系统为我国通用的高程系统,水电工程常用的1956 年黄海高程系和1985 国家高程基准,都是正常高系统。
2.2 确定正常高的GPS 高程法似大地水准面与椭球面之间的高程差,称为高程异常,通常以ζ表示,见图1。
正常高与大地高之间的转换关系为:H = Hγ +ζ (1)图1 高程异常图示可见,如果能确定高程异常ζ,就能将大地高H换算成正常高Hγ。
确定高程异常的方法可分为直接法和拟合法。
高程异常是地球重力场的一个参数, 利用地球重力场模型,根据点位信息, 直接可得该点的高程异常值,此为直接法。
对于高程精度要求不高或不可能进行水准测量的极其困难地区,可采用直接法。
如果在GPS 网中一些点上同时测定水准高程(通常称这些点为公共点) ,结合GPS 测量和水准测量资料,采用内插技术获得网中其它各点的高程异常,即为拟合法。
常用的拟合法有:2.2.1 等值线图示法根据已知点的高程异常值,绘出测区高程异常的等值线图,然后利用内插方法确定未知点的高程异常。
其精度主要取决于公共点的分布与密度, 必要时应综合利用地形测绘资料、重力测量资料,以顾及高程异常的非线性变化。
2.2.2 解析法所谓解析法,即采用某种规则的数学面来拟合测区的似大地水准面。
当这一数学模型建立后, 根据网点的位置参数, 便可计算测区内任一点的高程异常。
假设任一点的坐标为( x , y) , 其高程异常可一般表示为:ζ = f ( x , y) (2)在高程异常已知的点上,则可写出:ζi= f ( xi , yi) = Hi - Hγi (3)常用的拟合方法有以下几种: (1) 加权平均法;(2) 平面拟合法; (3) 二次曲面拟合法; (4) 多面函数拟合(Hardy) 法; (5) 三次样条函数法; (6) 多项式曲线拟合法; (7) 多项式曲面拟合法; (8) 最小二乘推估法; (9) 附加地形改正的“移去- 恢复法”等等。
2.3 GPS 高程测量精度由式(1) 可知,正常高的精度主要取决于大地高差和高程异常差的精度。
GPS 测定的大地高差具有很高的精度, 一般可达到(2～3) ×10 - 6 。
因此GPS高程测量精度主要取决于高程异常差。
高程异常差的误差由水准测量误差和拟合误差两部分组成。
水准联测的精度一般容易保证, 但需注意起算数据的可靠性检验, 防止粗差。
关键是拟合精度,它与公共点的分布、密度和拟合模型有关。
3 水电工程应用实践3.1 河流规划及库区控制网对水电工程的河流规划、大型水电站库区,一般采用GPS 布设首级平面控制网。
GPS 测量多为沿河带状作业,山高谷深, 高程联测困难, 在很大程度上影响了GPS 高程测量的精度。
我院自1993 年以来,先后测设了二十余个Ⅲ等以上的山区大型GPS 控制网。
为了分析山区带状GPS 测量的高程拟合精度,我们作了些实验,结果表明:即使在高山峡谷区, 只要合理的设计与施测, 并采用恰当的数据处理模型,能够使GPS 测量的拟合高程达到±0115m 的精度, 满足常规生产的需要。
现结合具体实例介绍如下。
3.1.1 工程概况某特大型水电站库区Ⅲ等GPS 测量控制网位于金沙江河段, 山高谷狭, 最大高差达2 600m。
控制范围为沿河长230km、两岸宽1～2km 的带状区域。
GPS 网共布设44 点,分为22 组,组间平均距离918km;每组两点,相互通视, 平均间距112km。
GPS观测总基线数114 条,基线平均长度717km。
全网共联测Ⅲ等水准高程16 点, 分布均匀, 其余各点都施测了代替四等水准的三角高程。
可以近似地将各点三角高程作为真值,与经拟合的GPS 高程进行比较,分析拟合模型选择和公共点分布对高程精度的影响,并给出最终达到的高程精度。
本测区似大地水准面起伏较大,经计算公共点的大地高程与水准高程之差, 各点的相对高程异常为45198～48126m ,最大互差2128m。
3.1.2 模型分析水电工程GPS 高程拟合一般采用线状模型,如曲线拟合、线性拟合、分段折线等。
对未联测水准高程的GPS 点, 采用多种拟合模型进行高程拟合, 最后发现分段折线模型拟合的高程结果最好。
拟合后高程中误差为±0113m , 与近似真值的最大差值为0123m; 同拟合前的相对高程异常最大互差2128m相比,消除了90 %的高程异常差,拟合效果显著。
3.1.3 公共点的分布在联测水准高程的16 个点中, 分别选用了10个和6 个点作为公共点, 仍采用分段折线模型进行高程拟合分析。
实验表明, 选用10 点与16 点约束的结果基本一致,而用6 点约束的结果却很差。
另外,若剔除网两端或转弯处的公共点,采用外推方式进行拟合,结果很不理想。
3.1.4 GPS 高程支线个别困难测区内没有国家水准点, 只能采用GPS 高程支线。
对此我们作了些实验,结果表明:对山区100km 左右长的GPS 高程支线,其末端高程与真值之差为±(2～5) m; 对丘陵地区30km 长的GPS高程支线,其末端高程与真值之差约±015m。
该精度不能满足水电工程要求,一般严禁采用,仅供参考。
然而对极困难地区, 不失为一种权宜之计,但需日后条件成熟时,再加以补测并改化。
3.2 施工控制网水电工程越来越多地采用GPS 建立平面施工控制网,尤其是长隧洞引水式电站,各工程区必须利用GPS 联测, 确保测量基准的统一和隧洞的贯通。
由于水电工程施工对高程有严格的要求, 高程控制网采用精密水准测量方法建立, 或辅以光电测距三角高程测量来实现。
我院自1997 年以来,建立了十余个Ⅲ等以上的大中型水电工程GPS 施工控制网。
为了分析施工控制网GPS 测量的高程拟合精度, 我们作了些实验,结果表明:对山区大型水电工程, GPS 测量的拟合高程只能达到±0110m 的精度; 对丘陵地区中型水电工程,GPS 高程可达到±0105m 的精度。
当然, GPS 高程测量精度与测区条件、网型结构、观测方法等有关,但仍难以满足水电工程施工的高程要求。
可见,水电工程的施工高程控制网,目前仍需采用精密水准测量方法建立,而GPS 高程拟合结果只能作为参考和实验。
3.3 地形测绘3.3.1 GPS RTK 地形测绘随着GPS 的发展,RTK技术已逐步应用于水电工程大比例尺(1∶500～1∶2000) 地形测绘,包括测图控制和碎部测量, 其平面、高程精度远满足规范要求。
同时,RTK 技术在水电工程的水下地形测绘、水库调查测量、河道断面测量、施工放样中, 有着广泛的应用。
但很大程度上受地形、植被等条件的制约,在西部山区水电工程建设中,目前还难以全面推广,有待于进一步积累经验。
3.3.2 像片控制点联测水电工程的中小比例尺(1∶2000～1∶10000) 地形图,多数采用航空摄影测量方法成图,其中像片控制点的测量精度极为关键。
像控点多数分布于河流两侧的成图范围以外, 远离首级控制网, 高差大, 通视困难。
随着GPS 的普及,像控点的平面坐标一般采用GPS 联测,精度完全能满足规范要求。
为确保像控点GPS 高程拟合的精度,建议根据成图比例尺大小,对GPS 联测基线的高差和边长进行一定的限制。
同时, 在像控点GPS 高程联测时,必须要有检核条件;对可靠性不高的点,还需增测辅助点备用。
对地形条件较好测区, 还可采用GPS-RTK方法。
通过对大量水电工程航空摄影测量的实践证明:采用适当的GPS 方法联测像控点, 完全能够满足规范和内业定向的高程精度要求。
3.4 GPS 安全监测水电工程建设周期长、规模大,其结构安全监测极为重要,一般要求对大坝和滑坡体进行不定期的监测。
由于受地形等因素的限制, 目前国内主要采用精密大地测量方法, 而GPS 监测作为发展方向,正在逐步推广和完善之中。
对于水电工程的安全监测,不论是大坝坝体还是滑坡体,如果采用一定的图形结构、观测设备、采集手段、数据处理软件及方法,GPS 平面监测网是可行的,然而GPS 高程测量的信息容易被忽略。
垂直位移监测仍依靠精密水准测量方法实施,但费工、费时、费力,且实时性不强。
从理论上说,椭球面法线与垂线的差异即垂线偏差很小, 一般小于±10″, 且在局部区域内变动很小。
小范围内GPS 测定的大地高差异量,可以近似地理解为安全监测的垂直位移量, 直接用于垂直位移监测,即大地高可以直接作为垂直位移监测的测量基准。
如果GPS 与精密水准测量结合实施,就需涉及两个监测高程基准的转换。
GPS 高程在安全监测中具有重要的应用价值, 这需要监测基准和监测理念的转换,对此有待于深入研究和探计。
4 结语(1) GPS 高程测量误差由GPS 测量误差、水准测量误差和拟合误差三部分组成,关键是拟合误差,它与公共点的分布、密度以及拟合模型有关。
(2) 即使是高山峡谷区的河流规划和库区控制网,只要合理的设计与施测,并采用恰当的数据处理模型,能够使GPS 测量的拟合高程达到±0115m 的精度,满足常规生产的需要。