桥梁与隧道工程GPS拟合模型研究(共2292字).doc

桥梁与隧道工程 GPS 拟合模型研究(共 229 2字) 摘要:本文结合工程实例数据对比分析两种方法, 通过拟合结果可知: 当纵横向跨度比较小、地形变化比较平缓时, 对于两种拟合方法来说, 通常情况下都可以达到三等水准精度;但是三次样条拟合法不适应测区较大、地形条件变化比较复杂的情况,对于移动曲面拟合法来说,通常能够达到等外水准要求,进而在一定程度上满足桥梁工程、隧道工程的施工需要。关键词:正常高;大地高;高程拟合目前,在工程项目施工中,多项式曲线拟合法、三次样条曲线拟合法等常用于 GPS 高程拟合数学模型中。对于拟合模型来说, 归纳起来主要包括线状拟合模型和面状拟合模型两类。一方面包括数学模型,另一方面包括 BP 神经网络拟合模型, 以及地球重力场模型等拟合模型。通常情况下, 不同的拟合模型都会与相应的 GPS 测区相适应。 1GPS 在桥梁与隧道控制测量中的应用 在大桥控制测量中的应用在建立大桥控制网时,采用桥梁轴线建立坐标系对所应用的 GPS 技术进行处理。在桥梁主轴线上, 联测或假定一个控制点, 并且以轴作为 GPS 控制网方位基准, 由高精度测距仪测量主轴线两端控制点间长度确定网尺度基准。在主桥高程面上选择 GPS 桥梁控制网投影面。 在隧道控制测量中的应用在布设 GPS 隧道控制网时,通常采用隧道工程坐标系。在布设隧道工程坐标系的过程中, 其原点一般选择隧道洞口控制点,并且在方向上要求 X 轴指向与线路前进方向一致,同时通过正交的方式,使得 Y 轴与 X 轴构成右手系。在对 GPS 隧道控制网网点进行选择埋设时, 需要考虑 GPS 测量对点位的要求,以及隧道施工的要求。 2GPS 高程拟合精度评定指标为了对 GPS 高程拟合精度进行客观的评论,需要对所有的 GPS 点进行水准联测,在全网上均匀分布起算点,选择其他点作为检核点。在内符合精度方面, 根据参与拟合计算已知点高程异常与拟合出高程异常求拟合残差; 在外符合精度方面, 根据检核点高程异常与拟合出高程异常间差值, 计算 GPS 高程拟合的外符合精度 M; GPS 水准精度评定,根据检核点与已知点距离L 计算检核点拟合残差限值评定 GPS 拟合高程达到的精度。 3 数据介绍隧道主要应用 GPS 进行控制网布设进行高程传递。对于控制点来说, 由于需要进行拟合处理, 在这种情况下需要的数据比较少。以某一桥梁为例,采用 20 个公共点对三次样条模型和移动曲面进行拟合分析,根据需要数据前四位省略, 见表 1 所示。在数据类别方面,根据 GPS 高程拟合原理,可以将其分为起算数据、检核数据。其中, 起算数据中的点一方面包含大地高, 另一方面包含正常高, 同时以此为计算拟合模型中的参数。检核数据是已知大地高, 高程异常通过应用拟合模型进行计算,进一步获得正常高。本文中将 11个数据点作为起算数据, 9 个数据点作为检核数据,具体分配方案为起算数据 13个, 分别为 1、3、5、6、7、9、 11、 14、 16、 18、 20 点,检核数据 9 个,分别为 2、4、8、 10、 12、 13、 15、 17、 19。 4 数据解算结果及分析分别对三次样条拟合和移动曲面拟合两种模型根据分配好方案进行数据拟合, 三次样条拟合法比移动曲面拟合法效果更好一些, 两种方法得到拟合结