区域性拟合高程异常模型在巴伦台地区应用

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1、区域性拟合高程异常模型在巴伦台地区应用　　摘要：GPS由于其方便、快捷，在水准测量里面得到越来越多的应用。但是，对于GPS高程测量，高程异常的求取精度一直是制约其广泛应用的关键因素。因此，本文对几种高程异常的拟合方法进行了研究，最终采用了一种区域性拟合模型，并将其应用于巴伦台地区铁路GPS高程测量中，取得较好的效果，大大提高了工作效率，并在一定程度上能判断高山地区四等水准测量的准确性。关键词：GPS；高程异常；高程拟合；区域性拟合模型。Abstract:GPSisconvenient,fast.It’

2、susedinthelevelingmuchmore.However,heightanomalyhasbeenakeyfactorofaccuracythatrestrictswideapplicationofGPSelevationmeasurements.Therefore,severalheightanomalyfittingmethodareresearchedinthisarticle,finallytheauthoradoptsaregionalfittingmodewhichisappl

3、iedtoGPSheightsurveyinBaluntairailway.Itachievesgoodresult,greatlyimprovesworkefficiency,andjudgedtheaccuracyofotherfourlevelinginthealpineareastoacertainextent.11Keywords:GPS;heightanomaly;heightfitting;regionalfittingmodel.中图分类号：p258文献标识码：A引言GPS定位技术在铁

4、路航测、初测平面控制网中已得到广泛应用，但GPS拟合高程精度制约了其在高程控制中的应用，使得GPS技术还没有发挥充分的效益。利用GPS测量得到点的大地高要转换成工程中常用的正常高，需要确定高程异常。在实际工程测量中，常采用几何解析的方式内插出待定点的高程异常。本文对各种高程拟合的方法进行了对比分析，重点介绍了一种区域性的拟合模型，以期望解决高程异常拟合效果差的问题。高程系统目前，实际工程中广泛采用的高程系统为正高和正常高系统。2.1正高系统正高系统是以大地水准面为高程基准面，地面上任意一点的正高系指该

5、点沿铅垂线方向到大地水准面[1]的距离，即该点与大地水准面间各个重力等位面的垂线所量出距离，可用式（1-1）表示：式1-111其中，是过该点的水准面与大地水准面之间的位能差，是该点在不同深度处重力的平均值，为常数。由于随着深入地下深度的不同而不同，并与地球内部质量有关，而内部质量分布及密度难以知道，所以不能精确测定，即也不能精确测定。2.2正常高系统将正高系统中不能精确测定的用正常重力代替，便得到正常高系统，其基准面是似大地水准面[2]，可用式(1-2)表示：式1-2其中，由沿水准测量路线的重力测量得

6、到，是水准测量的高差，是过该点正常重力的平均值，可以精确求得。因此，是可以精确求得的，我国规定采用正常高系统作为我国高程的统一系统[3]，如56黄海高程系统和85国家高程基准。正高和正常高都可以通过传统的几何水准来确定，这种方法虽然非常精密，却费时费力。从目前的理论和技术水平来看，GPS定位技术可以在一定程度上替代几何水准测量。GPS技术所确定的高程是相对于一个特定参考椭球的，即所谓的大地高[4]。2.3大地高系统11某点的大地高是指该点沿通过该点的参考椭球面法线至参考椭球面的距离，一般用表示，是大地

7、坐标的一个分量，与基于参考椭球的大地坐标系有密切关系。大地高与正高和正常高的关系可以用式（1-3）表示：式1-3将GPS大地高水将GPS大地高转换为正常高，需要确定该点的高程异常。即似大地水准面的高度。对高程异常的确定方法可分为两类：几何解析法和重力法。高程异常常用的拟合方法对于一般工程单位而言，缺乏必要的重力测量数据，故重力方法难于普及，而在常规测量中，可以方便地采用几何解析法从几何观点出发推求大地水准面高程异常值，进而求解各观测点的正常高。几何解析法的基本思想是：假设在测区内有若干个既进行了GPS

8、测量又联测了水准高程的GPS点(这样的点称为水准重合点)，那么可以利用大地高和水准高之间的关系，推算出各水准重合点上的高程异常，利用这些离散点上的异常值，拟合出测区所在局部区域的似大地水准面，进而可以通过内插求解未知点上的高程异常，实现椭球高向正常高的转换。采用拟合法确定地面点的正常高是建立在两个前提基础上的：平差后的GPS高程观测值具有很高的精度，可以看作是精确值；己知高程控制点上的正常高亦可看成精确值。11大范围GPS水准高程异常分布的严格确定十分困