利用高精度GPS测量建立坝址区测绘基准的探讨.pdf

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1、第43卷第2期人民长江Vo1．43．No．22012年1月YangtzeRiverJan．．20l2文章编号：1001—4179(2012)02—0070—04利用高精度GPS测量建立坝址区测绘基准的探讨刘祖强，伍博，范仲浩(长江勘测规划设计研究院长江岩土工程总公司(武汉)，湖北武汉430010)摘要：针对超长隧洞及大型水利工程测绘基准问题，提出了利用高精度GPS测量技术建立坝址区测绘基准的基本方法，主要包括：GPS测量与地面观测混合测量控制网的实用平差模型，平面控制基准的联合数据处理、基于面拟合的GPS跨河正常高差未知参数估计，河流两岸的正常高程基准

2、的传递等。通过坝址区施工控制网点的GPS大地高和水准正常高之差，建立了坝址区似大地水准面基准模型，从而使GPS测高来代替高精度的几何水准或三角高程测量成为可能，也真正实现了GPS三维测量的目的。关键词：GPS；联合平差；高程传递；似大地水准面；测绘基准中图法分类号：P228．4文献标志码：A建立坝址区测绘基准是工程勘测设计、施工和运(1)GPS基线向量误差方程式。由GPS载波相行管理阶段的重要工作之一。如何利用高精度GPS位测量得到的基线向量观测值是属于世界大地坐标系测量技术建立坝址区测绘基准是我们所要研究的问WGS一84的，为在三维参心空间直角坐标系

3、中与地面题，其主要内容包括平面控制网的GPS三维基线向量网观测数据进行联合处理，必须根据坐标变换理论将与地面网混合平差问题；高程控制网测量时河流两岸GPS基线向量值转换到地面网所属的参心坐标系中，高程基准的统一问题，即高精度的高程传递问题。此并在此坐标系中组成它们的误差方程式。外，为方便高精度GPS测量全面服务于工程建设，提(2)地面边长观测值误差方程式。在工程测量控出了建立坝址区似大地水准面模型基准问题。制网中，地面常规观测值通常有斜距、方向角、垂直角等。由参心直角坐标差可以直接计算得到地面边长观1施工测量控制网基准的构建测值，继而可组成地面边长的误

4、差方程式。1．1三维坐标系中的平差模型⋯(3)观测量权的合理确定。在GPS网与地面边GPS基线向量观测值是属于WGS一84坐标系的，长观测值联合平差中，含有GPS基线向量和斜距，对为取得对工程测量有实际应用价值的GPS控制测量GPS基线向量的方差一协方差阵，因载波相位基线向成果，一般都是将其转换到我国采用的1980年国家坐量处理的方式不同而异。为取得好的平差结果，重要标系(GDZ80)或1954年北京坐标系(BJZ54)等参心的是通过多种预平差(不同种类观测)合理地取出各空间直角坐标系中或大地坐标系中，然后在地面网所类观测的实际中误差，此时还应通过网的

5、优化设计使属的这些参心坐标系中建立GPS基线向量观测值与各类观测的权得到最佳的匹配。也可以采用改变GPS地面网常规观测值联合平差的数学模型，最后通过联基线方差阵的方法来与地面观测值得到的权匹配。合平差得到有工程意义的控制测量成果。(4)在三维参心空间直角坐标系中进行联合平差收稿日期：201l—l0—2O基金项目：长江勘测规划设计研究院科研与技术创新项目“高精度GPS技术在超长隧洞及大型水利工程中的应用研究”研究课题之一作者简介：刘祖强，男，总工程师、教授级高级工程师，主要从事工程测量与安全监测等方面的工作。E—mail：Lzq．361@163．corn

6、第2期刘祖强，等：利用高精度GPS测量建立坝址区测绘基准的探讨71是严密解法，能得到好的平差结果。GPS三维联合平行。以轴线点XL01和XL02作为固定站，其余点作为差软件实现的主要功能就是GPS基线向量和地面空流动站依次安设，共观测3期，每期2个时段，每时段间观测值联合平差，常规距离观测值和卫星观测值共观测90rain，地面边长观测按《水电水利工程施工测同处理。在高山区，在获取较多数量的测距边后能获量规范》(DL／T5173—2003)规范要求执行，采用往、返得高精度的高度值，这为实施高精度监测项目开辟了测边长的方式进行。共观测地面边长13条。新的途

7、径。网点标顶高程全部按国家二等水准测量精度联1．2二维坐标系中的实用平差模型测。把GPS基线向量直接转化为与地面观测值对应1．3．2GPS基线处理的直角坐标系统中的距离观测值，并顾及尺度变换因采用随机软件TGO进行基线解算，除XLIO点因子，这样就可以方便把GPS基线向量和地面观测值进为顶空观测条件不太理想而影响了与之联系的几条基行混合平差。通过实例分析，该模型平差结果与其他线外，其余基线各项指标均达到优良。严密混合平差模型计算结果一致，且点位精度评价更1．3．3GPS三维联合平差接近实际。此外，在GPS测量方案确定和点位对空条采用开发的GPS3D软件

8、进行三维联合平差，将测件满足一定要求的情况下，用该模型还可实现工程距边斜距经过气象改正、测站和