GPS在跨海二等水准测量中的探讨金涛付明生摘要:结合温州大门大桥工程首级控制网，鉴于跨海距离较长的实际情况，GPS高差拟合精度能否满足大桥施工最终合拢的要求，没有很大的把握，为此，对东西岸的高差重新进行跨海水准测量。最终，由于技术路线选择合理，温州市大门大桥跨海水准测量工作得以圆满完成。现将工程中跨海水准测量技术进行总结和分析,得出一些结论。关键词：测量；高程；GPS；二等跨海水准测量：P224.1文献标识码：A：引言：近年来，随着GPS测量技术的发展，工程测量的作业方法更是发生了历史性的变革。利用GPS测高技术进行高程控制测量，已广泛应用于测量的生产实践，并取得了很好的经济效益。GPS测量通过接收卫星发射的信号并进行数据处理。从而求定测量点的空间位置，它具有精度高、全能性、全球性、全天候、连续性、实时性等特点。被广泛应用到测绘行业的各个领域。到目前为止，GPS技术在高程控制测量方面还处于初步探索阶段，生产实践中又急需此项技术以解决GPS高程应用问题。本文分析温州大门大桥建立的首级工程控制网以及跨海水准测量技术，对GPS代替跨河水准高差进行了有益的探索，希望对测绘同行有所参考。大门大桥为浙江省重点工程项目，该工程起点位于乐清市翁垟镇，接翁垟地方公路，路线向东跨越沙头水道，终点为小门岛最西南端。路线全长约9.32KM，其中大门大桥长约6.1KM，主桥采用(135+316+135)米斜拉桥，引桥主桥采用50米跨箱梁。由于工程的跨海距离较长，对于GPS高差拟合精度是否能满足大桥施工最终合拢的要求，没有很大的把握，这些都给二等水准测量带来了极大的不便和挑战。因此决定在适宜地段进行二等水准跨海测量,同时利用GPS定位技术施测二等水准跨海段大地高高差。1GPS水准测量的原理及方法GPS水准测量就是在小区域范围GPS网中，用水准测量的方法联测网中若干GPS点的正常高，这些点可称为公共点，然后根据公共点的大地高和正常高计算的各公共点的高程异常，根据公共点的平面坐标和高程异常用数值拟合计算方法，拟合出各GPS点的正常高。GPS测定的基线向量三维坐标差，是以WGS-84全球地心直角坐标系定义的，经过坐标系转换，可求得以椭球面为基准的高程—大地高，它无法直接提供正常高。我国采用的高程系统，是以似大地水准面为基准的正常高系统，水准测量是提供该高程的主要技术。但如果能提供似大地水准面与椭球面这两个基准面间差距，即高程异常，就能将大地高换算成正常高，使GPS测高也成为提供高程的一种技术，真正达到GPS三维测量的目的。GPS测定的大地高差，具有很高的精度，比相应的经纬度差仅低2-3倍，例如后者精度为lX10-6，则前者为2-3X10-6。因此由大地高转换成正常高，其精度主要取决于高程异常[1]。由上面分析可知，GPS高程拟合的方法有加权平均、平面及二次曲面拟合、多面函数拟合及最小二乘推估法等。然而，对于跨河水准测量来说，以上方法的实施都较为困难。因此，利用GPS水准测量进行跨河水准测量，主要求取的是高程异常变化率，其主要的方法和原理是:在跨河点连线两端的延长线上各布设两个非跨河点，根据GPS数据求得的WGS-84大地高差与水准正常高差求出河两岸的高程异常变化率，取两岸高程异常变化率的中数作为跨河边的高程异常变化率，进而求出跨河边的高差。某一边的高程异常变化率的计算公式为:α=(ΔHG-ΔHγ)/SI式中：α为高程异常变化率；ΔHG为大地高差；ΔHγ为正常高差；S为跨河边长[2]。2应用实例：2.1项目概况大门大桥是国内首座在设计时同步综合考虑高压输电线路、大直径输水管线过桥方案的海上特大桥，大门大桥过桥管线设计采用桥面两侧“管线专用区域”的布置方案属国内首创，大门大桥管线过桥设计方案可敷设2×DN1000的输水管道和4回路220KV电缆的过桥管线规模国内尚属第一，建成后的大门大桥“身兼三职”，一桥具备通路、通水、通电三大功能。2.2跨海水准测量技术难点大门大桥为多跨特大桥，为保证大桥施工的顺利进行，需建立首级平面及高程控制网。首级控制网的建立需要解决以下主要的技术问题:（1）海上测量会受到施工环境的制约和海洋气候的影响。海上水域宽阔控制点只能布设在已施工完成的承台上控制网的...