浅谈GPS 高程测量技术在水利工程测量中的应用.doc

浅谈GPS 高程测量技术在水利工程测量中的应用.doc浅谈GPS高程测量技术在水利工程测量中的应用
冯志中1 ,荆永明2 ,赵胜利3
(1内蒙古水利水电勘测设计院，呼和浩特市010020, 2乌海市水务局乌海市016000)
［摘要］本文对GPS在水利工程屮高程测量的应用进行分析和讨论。结合水利工程测量项目的特点，依 据翔实的测量数据进行了探讨，为今后在水利工程测量项目中推广应用GPS高程测量技术得出一些有益的 结论。
［关键词］GPS高程测量水利工程应用
1引言
GPS ( Global Positioning System )***系统，转为民用后，GPS技术已经被广泛地应用于各个领 域，尤其在水利工程测量中的应用前景非常广阔。比如三峡水利枢纽、小浪底水利枢纽，万家寨水利枢纽 都不同程度地应用了 GPS测量技术，快速准确地获得测量数据，极大地提高了测量精度和工作效益，减 轻了测量劳动强度。应用GPS测量技术可获得三维测量数据，其屮平面测量技术日臻完善成型，高程测 量技术由于其外界影响因素较多，且具有不确定性，比如计算软件、高程拟合方法的选择以及适用条件、 误差来源等问题，其一直未行成定论。有关测量规范对GPS高程测量的精度和方法也无明确的规定。水 利工程测量中的高程测量一直采用传统的高程施测手段——几何水准测量方法。此方法虽然精度较高，但 实施起来费时费力。作业效率低。GPS测量具有全天候、经济、快速等诸多优点。在GPS测量过程中， 如果能经过适当的处理方法使浪费掉了的高程信息满足需要，则将会达到事半功倍的效果，尤其用GPS测 高来代替四等以下儿何水准测量将逐渐应用于生产实际。内蒙水利水电勘测设计院测绘处利用GPS高程 测量技术，在海勃湾水利枢纽工程测量，松花江河道地形图测量项目及黄河2001 —2002年防洪可研测量 项目屮进行了 GPS高程测量实验。取得了较好的效杲，为今后经济、快速、准确地进行GPS高程测量 提供了宝贵的经验。
2GPS高程测量精度现状及需解决的问题
《水利水电工程测量规范》(SL197-97 )将高程控制测量分为基本高程控制(一、二、三、四、五等)、 图根高程控制，测站点高程控制。各个等级的高程控制测量常规的方法是采用几何水准测量，此种方法如 前所述作业效率低。如何才能充分发挥GPS测量方便、省力、省时、成木低等优点，将GPS技术应用 于高程测量方面是测绘学术界热衷探讨的问题。研究资料表明，对GPS观测数据进行科学的处理，比如 釆用精化大地水准面、高程拟合等方法，求解出GPS点的正常高，可达到四等水准的精度要求。
GPS高程测量需解决的问题
GPS高程测量数据只是获得纯数学意义的大地高，即地面点沿法线至参考椭球面的距离，水准测量需要的 不是大地高H ,而是正常高h ,两者之_问关系如下：
式中g为高程异常，是似大地水准面至参考椭球面的距离，它是由地下物质及其密度分布不均匀产生的重 力异常导致的。这样GPS高程测量要获得正常高h ,实质上是如何准确的确定似大地水准面。

似大地水准面的确定是利用测区及周边加密重力成果、数学高程模型、重力场模型及模型大地水准面，采 用重力法（stokes、Molodensky ）原理与remove restore技术，计算重力似大地水准面，再采用平面拟 合的方法计算出重力似大地水准面