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1、GPS测高与普通水准测量的应用比较广西水利水电GXWATERRESOURCES&HYDROPOWERENGINEERING2004(2)?测量与地质?GPS测高与普通水准测量的应用比较张庆勇,李艺军(广西水利电力勘测设计研究院,广西南宁530023)[摘要]通过GPS测高与普通水准测量在水利工程的应用实例比较,说明GPS测高在水利工程测量应用中的可用性和优越性,只要按GPS测高作业要求,都能达到V等或Ⅳ等水准精度要求.【关键词]GPS测高;水准测量;应用;比较[中图分类号]P228.4;P216[文献标识码]B[文章编号]1003—15
2、10(2004)02—0036—03随着数字化技术的发展,各行各业都在利用数字化技术来完善并拓展自己的业务范围,在水利水电工程测量方面,测量仪器发展迅速,对测绘行业的发展起到了积极的促进作用,特别是从GPS技术全面地应用到民用测绘之后,大大的降低了测量员的劳动强度,提高了工作效率,深受广大测绘工作者的好评.对于测绘行业,GPS的应用成为今后很长一段时间内的主流方向.GPS的全面应用,不仅是提高了精度,方便省时,同时也降低了工程成本.但GPS的应用目前仅局限于平面位置.常规水准测量可以达到很高的精度,但劳动强度及费用也相对较高,而水电工程测量大多
3、数并不要求太高的精度,只要满足国家Ⅳ等或V等就可以了,所以如果能用GPS测高代替Ⅳ,V等高程测量,不但可以大大降低劳动强度,也可以降低成本费用,提高工作效率.因此,广大的GPS应用者都期望能把GPS技术应用于测高方面.近几年我们在山区水利工程测量过程中,对GPS测高与常规水准测量的结果进行了对比研究,并取得了有推广使用价值的成果.1GPS简介GPS(GlobalPositioningSystem)是全球卫星定位系统的英文简称.该系统是由美国国防部组建,由空间卫星,地面跟踪站和信息接收3部分组成,早期主要应用于军事导航定位.空间卫星部分由24颗卫
4、星组成,并在地球预定轨道上运行;地面跟踪站部分由1个主控站,3个注入站,5个监测站组成;息信接收部分是用户使用的接收机.该系统可提供24h全天候定位导航.其工作原理简单地说是测量后方交会原理,通过接收机接收卫星信号,信息下载后采用软件进行基线向量处理,最后计算出三维坐标L】1.根据GPS的设计要求,它能提供两种服务,一是精密定位的P码,二是标准定位的C/A码'2J.目前GPS技术已全面应用于民用方面,并在许多领域广泛运用.目前的GPS测量精度也越高,其平面精度达到了各种精度要求,已成为测量工作的一个全新的手段与工具.但在GPS测高方面存在着大地
5、水准面和高程基准面的制约因素.2基础知识2.1大地水准面GPS测高与高程基准面的选择关联性较强,需对高程基准面有一个大概的了解.大地水准面是由静止的海水面向大陆延伸所形成的不规则的封闭曲面,是重力等位面,是描述地球形状的一个重要物理参考面,也是高程系统的起算面,是大地测量基准之一J.2.2参考椭球面用几何数学参数的形式以确定某一地区大地水准面的地球椭球,称为参考椭球.是大地测量的基准面.2.3高程与参考面的关系GPS所测高程是WGS84大地高,而实际应用是相对于大地水准面的正高或相对于似大地水准面的正常高.其相互关系如图l所示:图1高程与参考面
6、关系示意图2.4GPs测高与常规水准测量从图1可见,GPS测高与常规水准测量的基准面是一样的,或者说可以通过转换求得我们所需要的高程数据.常规水准测量需要用水准仪一个站一个站地传递高程,每个测站最大距离只能是150--200ITI,劳动强度大,工作效率低,内业较为繁琐.GPS测高只需摆好接收机,开机等待即可,测站距离可以达几kin,劳动强度小,工作效率高,内业较为简单.因此在点多量大的水利工程测量中,如果能用GPS测高代替Ⅳ,V等水准,其优越性是非常明显的,特别是在山区更为明显.[收稿日期]2004—04—28【作者简介]张庆勇(1968一),
7、男,广西南宁人,广西水利电力勘测设计研究院工程师,学士,从事水利水电工程测量工作.36广西水利水电GXWATERRESOURCES&HYDROPOWERENGINEERING2004(2)3工程算例在对GPS的工作原理了解以后,专门对GPS测高进行针对性的处理,经过反复测算分析,并通过与常规水准测量进行比较,从而去摸索出GPS测高在水利工程测量中的应用效果,本文通过对百色水利枢纽移民点测量工程(Ⅳ类地区),柳州洋溪水利枢纽工程(Ⅳ类地区),大风江引水工程(Ⅱ类地区)3个工程的GPS测高数据与水准测量观测数据进行计算,比较和分析.百色水利
8、枢纽工程移民安置工作点多面广,且很分散,时间较紧,如果按普通水准测量的方法进行水准引测,很难按时完成,特别是对于后靠的移民点,大多为山区Ⅳ类地形,交通
