gps高程拟合在隧道施工中的应用

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1、GPS高程拟合在隧道施工中的应用中铁十七局集团第一工程有限公司翟宝珍谪要本文论述了隧道洞外高程控制网的建立时，对于地形条件复杂情况下，利用GPS静态观测获得WGS-84系三维空间坐标，投影改化获得所测点的大地高，采用专业软件进行GPS拟合计算高程的方法。关键词：GPS定位技术高程拟合隧道洞外施工应用—•引言近年来，全球卫S定位系统GPS定位技术以其精度高、速度快、效率高等有的，在高铁精密丁.程控制网及高速公路长大隧道控制网中捋到了广泛应川。GPS的现代测呈理论和技术改变了传统的测虽模成，使工程测量行业发牛了革

2、命性变化，测量外、Ik工作自动化程度大大提高，测量内、Ik采用专业软件进行数据处理平差计算，从实践屮看到对于GPS测景平血控制点坐标精度是可靠的，能够满足高精度施工测g控制耑耍，而GPS高程数裾还没冇得到充分应川。主要原因，艽一是GPS观测的到的高程是大地高,而我们在测绘中使用的高程系统是正常高，高程系统不一•致，其二是不的高程系统的转换，GPS高程测量精度也低于平血精度，有一定的局限性。对于高山隧道GPS控制网测景数裾高程拟合和水准数据进行比较，根裾已知点的正常高拟合求捋待定点的高程，从而检核水准测S的町靠

3、性。根据地形复杂程度我们选取了江西省厦门至成都国家高速公路赣州至崇义（赣湘界）段B6标段关田隧道及连云港至霍尔果斯公路（GZ45）是交通部规划的国道主干线永登到古浪高速公路YG10合同段高岭隧道作为数裾分析的对象。其中赣崇高速公路项FI是汀西省“三纵四横”公路主骨架网中的一部分。路线起于赣州市南旗市唐江镇，接厦蓉线赣州城两段终点，经上犹、崇义，终于崇义县文英乡。关田隧道全长地处山区，植被茂密地形起伏较人，顺线路方14不利于水准贯通测景。永古高速公路YG10合同段位于武威市古浪县境内，地处黄土高原、内蒙古高原和

4、青藏高原的交汇地带，兼跨陇西黄土高原和祁连山地两人地形地貌区。该地区地貌类型属屮高山岭谷地貌区，沟谷深切呈“V”型谷，山势陡峻，相对高差人。河谷川区海拔2399〜2455m,地势南高北低，高岭隧道全长5300米，高山环绕不利于水准测量。木文通过对关田及高岭隧道GPS静态观测数据进行高程拟合处理统计分析，对隧道GPS控制网建立和GPS高程拟合数裾处理有了一个全血的了解，通过拟合高程与水准实测高程比较满足高精度施丁放样的耑耍。对隧道洞外水准测S不易贯通兌测的进行GPS水准拟合计算，确保隧道高程贯通精度满足规范要求

5、。二.几种常见的高程系统及转换关系众所周知，GPS测虽所彳U到的高程是相对于在WGS-84椭球下的大地高，它是一个几何量,仅具冇几何意义,而缺乏物理意义。我国的高程系统采用正常高系统。W此，欲利用GPS定位技术确定点的正常高a程，就必须将大地高转换为正常高。1、w稈系统包括人地窈系统、正商系统和正常高系统，我们常说的商程指的是正常高系统，目前我国采用的是1985高程系统。2、概念：人地高是地而点沿通过该点的椭球而法线到椭球而的距离，大地高是以参考椭球而为基准而的窈程系统，它是一个几何朵，不具有物理意义，GPS

6、接收机获得的WPS-84坐标系下的M精度的大地高，一般用H表示。正高以大地水准而作为高程基准而，地而上任意一点的H•:高是指该点沿垂线方向至大地水准而的距离，它是一种唯一确定的数值，可以用來表示地而点的高程，但是乂有地壳质M分布不均匀，人地水准面不可能准确确定，正商用Hg表示。正常髙以似人地水准而为高程基准而。地而上任意一点的正常高是指该点沿垂线方叫至似大地水准而的距离，正常高以h表示。3、转换关系：大地水准而到参考椭球而的距离称为大地水准而差距，用hg表示。则大地高和正窈之闽的关系可以表示为：H=Hg+hg

7、。似人地水准而到参考椭球而的距离，称为髙程异常，用表示。大地高与正常高之间的关系可以表示为：H=h+f。在施工范围不大的区域，高程异常具有一定的几何相关性，GPS«程拟合就是利用这一原理，采用数学的发发求得GPS点的正常高。三、GPS水准拟合的方法高程转换的方法：由高程系统理论W知,大地iWHA/正常高h的关系为：h=H-4式中4为高程异常，即似人地水准而至参考椭球而之叫的距离。目前,我国似人地水准而精度平均为±2.7m，即将完成的新的似人地水准而精度,在经济发达地区也仅为±1.5m,这些都不能满足要求。在传

8、统的人地测兒屮，正常Mh是通过重力测量和天文测量的方法确定的。但对大多数测量单位来说,并不具备这W种作业的条件。R前国内外常用的方法是在GPSM上同时施测少贷的几何水准点（以下简称为已知点），按上式反求出这些己知点C的位;然P根裾己知点的平面坐标和（位,采用数学拟合计算法，拟合出测区A的似人地水准而;再解算岀其它GPS点（以下简称为待定点）的6值，进而求出待定点的正常高h。1、等位线阁示法：该方法主