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1、GPS三角高程摘 要首先对GPS三角高程的基本思想进行了介绍；然后对影响GPS三角高程精度的主要因素进行分析研究和对削除误差和提高精度的作业方法进行了探讨；最后对GPS三角高程实例应用所取得的数据进行处理，分析，评定其精度。从实验中所计算出的各项数据中可以看出，垂直角误差对高差的影响最大，它与边长成正比，所以三角高程测量宜选短边进行。GPS基线距离用于三角高程测量完成能够达到精度的要求。GPS三角高程宜采取对向观测的方法，因为对向观测可以抵消大气折光地球曲率等误差。如果已建GPS网的基线边长不太长，垂直角不太大时,而相应边段上的竖直角严格按照规范中四等光电测距高程导线测量的有关技术要求进行观测
2、作业 , GPS三角高程完全能够达到四等水准的精度。关键词：GPS GPS基线 三角高程 垂直角GPS Trigonometric LevelingAbstractThis article first to introduce the basic idea of GPS trigonometric leveling; Then the impact of GPS accuracy triangular elevation of the main factors research and analysis on slashing error and improve the accuracy of
3、 the operations side France is a problem; Finally, the GPS trigonometric leveling examples of the application of data processing, analysis and assess their accuracy. From the experiment worked out by the data, we can see that the vertical angle of elevation difference error affected the most it is p
4、roportional to length, trigonometric leveling election to the short side. GPS distance from the baseline for measuring elevation complete the triangle to achieve the required accuracy. GPS Trigonometric Leveling to take on the best ways to round- trip observation, because the round- trip observation
5、 to be offset by curvature of the Earth atmospheric refraction errors. If the GPS network baseline length is not too long, vertical angle is not too large , and the corresponding edge of the vertical angle in strict accordance with the norms such as four wire EDM elevation measurement of the technic
6、al requirements for observation Operating, GPS triangular elevation is fully capable of achieving the standard four such precision.Keywords : GPS ; GPS baseline; Triangular elevation; Vertical angle I目 录摘 要IAbstractII第一章 引言11.1GPS技术简介及利用状况11.2 高程测量的主要方法11.3研究的目的和意义21.4研究思路和技术方法2第二章GPS三角高程的技术研究42.1GP
7、S三角高程的基本思想42.2GPS三角高程的作业方法42.2.1 距离的测量42.2.2 垂直角观测72.2误差来源92.2.1 垂直角观测误差影响92.2.2 测距误差影响102.2.3 大气折光的影响11第三章 应用实例分析133.1测区概况133.2控制网建立方案设计133.3 作业过程143.3.1 GPS静态测量143.3.2 垂直角观测153.4 数据计算153.3精度评定、21结 语22参考文献23致 谢24第一章 引言第一章 引言1.1GPS技术简介及利用状况12随着科技水平的飞速发展，以高精度的全站仪和GPS为代表的新仪器新技术出现、发展和进步把测绘技术推向了一个新的高度，真
8、正体现出了科技进步推动生产力的发展。GPS全球卫星定位系统是本世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统 ，有以下的特点：定位精度高、观测时间短、测站间无需通视、仪器操作简全球全天候定位、可提供全球统一的三维地心坐标、用途广泛等特点。GPS技术已在测量、导航、物流、气象等领域得到了广泛的应用，可以说GPS技术正在融入我们的生活。在测绘领域GPS技术几乎在控制测量上取得了霸主的地位，在其它如工程放样、变形监测、地形测绘领域得到越来越多的应用。GPS不仅给我们带来了全新的测量技术与方法，GPS技术也渗透了到传统测量中，并与传统测量技术进行了结合，给传统的测量技术注入了新的活力
9、。GPS三角高程技术就是其典范。GPS在我国的使用已较为普遍，经纬仪或全站仪已大量存在，这种地面的测角仪器与空间技术的GPS相结合，用于高差的测量的问题就可以更好地得到解决。1.2 高程测量的主要方法3测定二点间之垂直距离，称之高程测量。不论是地形测量、道路测量、隧道测量、般空摄影测量等，均需高程位置，所以高程测量是测量中重要的一环。目前高程测量基本分为：普通水准测量、GPS高程测量、三角高程测量。普通水准测量：水准测量是高程测量中操作简便，精度最高，用途最广的测量方法。水准测量又称几何水准测量，是用水准仪和水准尺测定地面两点高差和高程的测量。精度高，但在山地特别是坡度大的测区，受各种条件限制
10、，所需测站较多，工作量大，效益低。GPS高程测量：在实际应用中，地面点的高程采用正常高系统，这种高程是通过水准测量来确定的，为此必须找出GPS点的大地高H84与正常高Hr之间的关系。并用一定的方法将H84转换为Hr。地面上一点的大地高与正常高存在一个差数，称为高程异常值，显然，若已知各GPS点的高程异常值，就可由各GPS点的大地高H84求得各GPS点的正常高Hr，精确计算各GPS点的正常高Hr应用GPS水准高程。其基本原理为:当GPS点布设成一定区域时，可以用数学曲面拟合法求待定点的正常高Hr。根据测区中已知点的平面坐标x、y或大地坐标(B、L)和值，用数值拟合法，拟合出测区似大地水准面，再内
11、插出待求点的值，从而求出待求点的正常高。 GPS高程在平坦地区能达到较高精度，但在山区等地形复杂地区由于国家等级水准点稀少，高程异常变化大等原因，很难达到四等精度。三角高程测量：三角高程测量是指由测站向目标观测的垂直角及距离用三角函数的数学方法加上各种改正来计算两点间的高差。三角高程测量是一种间接测高法，不受地形起伏的限制，且施测速度较快，随着测距技术的发展，精度提高以及测距仪、全站仪的普及，三角高程测量作为高程测量的有效手段，正逐步受到广大测绘工作者的青睐4。GPS三角高程属于三角高程的范畴。在利用GPS技术建立平面控制网后，能够利用GPS基线边长代替普通三角高程测量中的光电测距边长，那么可
12、以省去光电测距的工作量。而且GPS基线距离在较长距离上要优于光电测距距离。利用GPS三角高程测量方法能大大减少工作量而且能达到较高的精度。1.3研究的目的和意义1975年5月27日，我国测绘工作者用三角高程交会的方法测得世界最高峰珠穆朗玛峰的海拔高程为8848.13米。但由于珠峰地区地壳活动频繁，见诸媒体的珠峰高程出现不一致，以及先进的测量仪器和测量方法的出现，我国于2005年5月22日重测珠峰高程。本次重测珠峰高程中在海拔5600米之前采用水准测量方法，在海拔5600米以后的6点联测过程中采用了新的测量方法其中包括：使用全站仪进行测距三角高程测量，GPS三角高程测量。求出新的珠峰岩面高程为8
13、844.43米。从这次珠峰测高中我们可以看出高程测量方法是多样的，多种测量技术是并存的，一种技术方法可能不能很好完成像珠峰测高这样伟大的工程。因地制宜，合理利用各种技术方法是很重要的。在进行了GPS控制测量的基础上用GPS三角高程技术来进行高程测量是非常快捷的，而且其不受地形的限制，我国是一个多山的国家，复杂的地形给一般的测量工作带来了很大的不便。GPS三角高程必将在以后的测量工作中发挥巨大的作用。1.4研究思路和技术方法GPS三角高程和普通光电测距三角高程的不同之处就是GPS基线距离代替了光电测距距离。在建立GPS平面控制后经基线解算和平差获得基线距离后，运用GPS三角高程技术，已不需要再进
14、行光电距离测量，所以GPS三角高程主要解决的问题是如何进行垂直角的观测，以及用各种方法抵消或减弱各种误差对精度的影响。本课题主要研究GPS三角测量的方法以及其精度。对GPS三角高程技术进行实例应用，对所取得的数据进行处理，分析，评定其精度。第二章 GPS三角高程的技术研究第二章GPS三角高程的技术研究2.1GPS三角高程的基本思想5GPS三角高程测量的基本思想是：根据GPS网的基线改平边长和相应边段上所观测的竖直角，按三角公式计算各GPS点之间的高差，进而求得GPS点的高程。如图1所示，已知A点高程HA，欲求B点高程HB，可将仪器安置在A点，照准B点目标顶端M，测得竖直角，量取仪器高i和目标高
15、v。如果已知AB两点间的水平距离D，顾及地球曲率和大气折光的影响，则AB两点间的高差为： (1-1) 图2-1 三角高程示意图2.2GPS三角高程的作业方法6三角高程测量主要是获取两点间的距离、垂直角、仪器高、目标高通过公式来解算两点间的高差。所以距离测量和角度测量是三角高程测量的主要内容。2.2.1 距离的测量7GPS三角高程一般应用在GPS平面控制网建立的基础上，其距离用的是GPS基线距离。建立各种类型和等级的控制网主要用的是GPS静态相对定位测量技术，在这些方面，GPS 技术已基本上取代了常规的测量方法，成为了主要手段。布设GPS控制网的工作步骤分为：1.测前工作：了解测区的地理位置、范围、控制网的控制面积；控制网将用于何种目的，其精度要求是多少，要求达到何种等级；控制网的点位分布、点的数量及密度要求，是否有对点位分布有特殊要求的区域。进行技术设计：在布设GPS 网时，技术设计是非常重要的。这是因为技术设计提供了布设GPS 网的技术准则，在布设GPS 网时所遇到的所有技术问题，都需要从技术设计中寻找答案。技术设计
