基于天文水准的GPS跨障碍高程传递

GPS水准无法直接应用于跨障碍高程传递,其关键原因在于障碍物两侧的高程基准不一致。为解决这一问题,文中提出了一种基于天文水准原理的新方法:首先以常规数值方法分别拟合障碍物两侧的似大地水准面形状,由此求得相对于WGS-84的地面垂线偏差值;然后根据天文水准原理,进一步计算出跨障碍的高程异常差。理论研究和实验表明,新方法克服了单纯GPS水准无法连接不同高程系统的困难,是一种有效的高精度方法。

GPS跨障碍高程传递的初步研究

本文分析了应用GPS技术实施跨障碍高程传递所存在的主要问题 ,提出了一种“天文GPS水准”方法 :首先采用GPS水准分别拟合障碍物两侧的似大地水准面形状 ,进而分别求得地面垂线偏差及其一次变化率 ;由于两侧所求的垂线偏差是属于同一系统的 (WGS 84) ,因此可根据天文水准原理 ,在顾及垂线偏差二次变化率的情况下 ,进一步求出跨障碍的高程异常差。根据以上设想进行的研究试验表明 ,“天文GPS水准”克服了单纯GPS水准无法连接不同高程系统的困难 。

GPS水准法在太湖岛屿高程测量中的应用

采用一种基于垂线偏差优化的GPS水准方法,实现跨障碍高程传递,并在太湖岛屿高程测量进行了应用研究。应用实例中,测量了一条闭合GPS水准环线,总长156.1 km,最终实现了太湖6处跨岛屿高程传递。经精度评定,GPS水准测量闭合差及每公里全中误差均满足三等水准测量要求。该方法解决了太湖岛屿高程测量问题,对相关的跨障碍高程传递工程项目具有重要的借鉴意义。

天文GPS水准方法的研究

鉴于障碍物两侧的高程基准不一致,采用常规的GPS水准数值拟合方法,无法实现跨障碍高程传递,提出了一种天文GPS水准方法,即采用常规GPS水准方法分别拟合障碍物两侧的似大地水准面形状,分别求得相对于WGS 84的地面垂线偏差;由于两侧所求垂线偏差属于同一系统,因此,可根据天文水准原理,进一步计算出跨障碍的高程异常差;再由GPS所测大地高差,可获得跨障碍的正常高差。应用该方法对辽宁阜新引水工程GPS网进行试验,在9.6km的跨越距离上,试验结果与独立的三等几何水准结果比较,差值为12mm。研究结果表明:天文GPS水准方法是一种远距离、高精度跨障碍高程传递方法。