GPS高程在地籍测绘工程中的应用研究魏颖丁铁林张石磊摘要：GPS平面控制网已经得到了广泛的运用，但GPS高程却运用得不够。本文对GPS高程测量的原理和方法进行了初步的探讨，并结合GPS网高程测量的应用的实际，用数值拟合方法对GPS控制网进行计算，对解算固定点的多少及精度进行质量控制。关键词：似大地水准面，GPS,大地高,正常高,高程拟合,质量控制Abstract:GPScontrolnetworkplanehasbeenextensivelyapplied,butGPSheightbutuseenough.Inthispaper,theGPSlevelingoftheprincipleandmethodofapreliminarystudy,andcombinedwiththeapplicationofGPSnetworkelevationmeasurementoftheactual,usingnumericalfittingmethodsonGPScontrolnetworkforcalculationandthesolutionofprotectionandqualitycontrolhowmuchaccuracy.Keywords:likethegeoid,GPS,theearthishigh,thenormalhigh,elevationfitting,qualitycontrol中圖分类号：TB2文献标识码：A：1概述近年来，国内外大量的GPS测量实践证明，它的平面相对精度已达到了0.1~1ppm，甚至更高，并已广泛应用于布设各种形式的控制网、变形监测及精密工程测量等诸多方面。GPS测量的高程是基于WGS-84椭球系的大地高，在实际应用中需要把GPS大地高转换到我国使用的正常高系统，这就涉及到转换的精度问题，对于不同的工程应用，其对测量的精度要求也有所不同。但是GPS拟合高程的精度到底如何,一直也是人们关注的问题。为了给工程应用提供一些有益的帮助，本文就GPS高程拟合的方法和GPS高程拟合精度试作探讨研究。依据实际工作验证，在平原或小丘邻地区，在不加地形改正的情况下，拟合出的正常高程满足一般工程和大比例尺测图的精度要求，一定程度上降低了生产成本。GPS高程转换模型，有国家级、省级、城市级，中国由陈俊勇院士和宁津生院士共同主持进行了精化中国大地水准面的研究，完成了中国新一代似大地水准面模型（简称CQG2000模型）的计算，总体精度达到了分米级水平，作为我国正常高高程系统起算面的区域似大地水准面数值模型，它可在中小比例尺图中应用于由GPS测定正常高；各省级高程转换模型也基本完成；城市级高程转换模型正在进行中。模型数据对于普通的工程单位还不太容易获得。2GPS高程拟合的高程系统2.1大地高、正常高、高程异常图1地面点沿椭球法线到参考椭球面的距离为大地高，用H表示。地面到似大地水准面的距离叫做正常高，用h表示。似大地水准面和大地水准面十分接近。地面点的正常高不随水准测量路线的变化而变化，是唯一确定的值，同时也是我们实用的高程。似大地水准面与椭球面之间的距离称为高程异常，用ζ表示，H-h=ζ(1)。严格地讲，这个表达式是近似的，它还应考虑参考椭球面法线与铅垂线的差异(垂线偏差)的影响，但由此引起的高程异常一般不超过±0.10mm，完全可以忽略。ζ可用天文水准或天文重力水准较严格求出。2.2GPS似大地水准面利用GPS相对定位结果，可以解出地面任意观测点的高差，由精密水准测量方法可以求得两点间的正常高差。式中、分别为测站点A、B的高程异常，、分别为A、B两点的大地高，、为A、B两点的正常高。由GPS确定的大地高差具有较高的精度。在100km的距离上，其高差的精度可达到厘米级，甚至更好一些（Hein，1982）。由水准测量确定的正常高差（）一般来说具有更高的精度。3GPS高程数值拟合的计算方法GPS提供的高程是椭球面上的大地高高程H，即通常所说的WGS-84椭球体，实施的许多工程项目，所需的高程则是似大地水准面上的正常高高程h，因此就需要将椭球面上的高程值转换成似大地水准面上的高程值。将椭球面上的高程H转换成似大地水准面上的高程高程h需定出这两个面的差值，并要使其达到一定的精度。因而大地高转换成正常高便成了研究GPS高程定位的一个关键问题。如果在一个测区内有几个点，并且它们的大地高H由GPS测得，正常高h由水准测量联测而得，那么就可利用高精度的GPS大地高采用地表拟合法局部地模拟出大地水准面。地表函数拟合法是把GPS测得的基线向量以坐标为未知参数按自由网平差,求出GPS网点在WGS-84坐标系中的地心坐标，并求出WGS-84坐标系到本地参心坐标系的转换参数，把网中全部GPS...