网站原创摘 要：随着现代工程测量技术的不断提高,GPS定位技术被广泛应用于各工程领域,但在高程测量方面,应用最为广泛的还是常规水准测量,但在一些长距离跨江河湖海的水准测量中,常规方法已不能满足要求或无法实施.本文结合工程实例主要研究了用GPS高程测量代替常规测量的基本施作要求和计算方法.
关 键 词：正常高；高程异常；GPS跨海水准测量
1.GPS水准测量的原理
利用GPS相对定位技术可以得到较高精度的大地高HG,只要求出各点的高层异常ξ,就可通过公式（1）计算出正常高Hγ.
Hγ等于HG-ξ（1）
因此,GPS高程测量的关键在于高程异常的求解,即测区似大地水准面的确定.目前,应用最多的是GPS水准拟合法,即利用GPS水准点建立测区高程异常拟合模型,用于推求其它未联测水准的GPS点的高程异常,再根据式（1）计算正常高.
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GPS跨河水准测量的基本思路是：通过GPS观测及岸上水准联测,采用GPS水准拟合方法,建立跨河线附近的高程异常线形拟合模型,推求两岸跨河点之间的高程异常差△ξ,再结合它们之间的GPS大地高差△HG,按式（2）计算跨河点之间的正常高高差△Hγ：
△Hγ等于△HG-△ξ（2）
由同岸跨河点与非跨海点之间的大地高高差、正常高高差即可推求跨海点之间的高程异常差.取两岸对向推算的高程异常差的距离加权平均值,按式（2）就可求出两岸跨海点之间的正常高高差.
2.跨河水准测量的施作实例
2.1点位布设
根据实地踏勘,某工程跨海水准测量陆地与海岛的最近距离约为3178米,在两岸设置跨海点B1、C2,非跨海点A1、A2、D1、D2.跨海水准测量布设示意图见图1.
跨距B1、C2为3178.2米,海面同岸的A1、A2与D1、D2在同一个点位附近埋设,点位选择在跨海轴线延长线上两侧并大致对称.受到该工程周边地形地貌等条件的限制,非跨海点距离跨海点的距离分别如图所示,非跨海点偏离跨海轴线的垂直距离均不超过跨海距离的1/4.
图1GPS跨海水准点位布设示意图
2.2水准测量
GPS跨海水准测量前、后分别按二等水准观测要求进行同岸GPS水准点之间的高差联测,以检测各点位的沉降变化.高差变化符合规范要求时,GPS数据观测有效.
2.3GPS观测
1）跨海水准测量GPS观测按下表1要求：
表1GPS观测要求
各时段观测前、后分别量取天线高,互差小于1mm,GPS观测应当在48h内完成.
2）GPS测量数据处理
首先使用徕卡开发的LGO7.0.1预处理软件进行各项数据预处理工作,基线解算采用双差相位观测值、精密星历,在基线解算成功后进行了各种粗差的检验,删除部分有粗差的基线,直到最后基线处理成果全部合.采用CosaGPS5.2处理软件选取全部已通过检核的基线进行三维无约束平差,无约束平差应提供各点在三维地心坐标系下的三维坐标、各基线向量改正数和精度信息.三维无约束平差结果客观反映了整个控制网的内符合精度情况,内符合精度良好,所求大地高可用于高差计算.
2.4高差计算
3.结论
本次跨海水准测量高程传递跨度约为3.2km,通过实际操作证明,GPS水准测量受气象条件影响小,可以达到二等水准测量精度要求,解决了跨江河湖海精密水准测量的问题,因此可在类似工程中广泛采用.