GPS拟合高程精度分析

工程测量中GPS控制测量平面及高程精度问题分析GPS控制测量在现代工程测量中已经成为非常重要的一项技术。

与传统测量相比，GPS 控制测量具有高精度、高效率、高自动化等优点，特别适用于测量大范围、大面积、大变形、山区、水域等地形复杂、环境恶劣的工程测量。

但是，GPS控制测量也存在一些问题，本文将针对GPS控制测量的平面及高程精度进行分析。

一、平面控制测量精度问题1. 天线振荡误差GPS天线在接收卫星信号时，会受到天线振荡的影响，天线振荡会引起相位延迟和相位失真等误差。

当整个系统的各个组成部分出现频率不同步、组件损坏以及磁场干扰等情况时，很容易引起天线振荡误差，从而影响测量精度。

2. 接收机钟差误差GPS接收机内部的晶振精度会受到温度、压力、湿度等因素的影响，因此接收机内部的钟差误差是常见的误差来源之一。

3. 星历误差GPS导航卫星的星历信息是关键的测量数据，但是由于环境因素、天线振荡误差等因素的影响，GPS导航卫星传输的星历数据可能存在一定的误差。

这种误差会直接影响到定位的精度。

高程控制测量主要是通过衡量GPS信号传播过程中的时间差来计算高程。

但是，GPS信号在穿过大气层时会受到大气折射的影响，造成信号传输路径的长度发生变化，导致高程测量误差。

2. 拟合曲面误差高程控制测量常常采用拟合曲面来计算地球表面高程。

但是，拟合曲面的精度往往受到地形起伏的影响，对平整区域和丘陵等区域的拟合效果不同。

高程控制测量的符合度误差主要是指测量结果与实际地形高程之间的差异。

这种误差与拟合曲面误差有关，同时还受到数据精度、区域土壤类型、水位变化等因素的影响。

总的来说，GPS控制测量在实际工程测量中精度较高，但是仍然存在一些误差和不确定性。

因此，需要选择适当的GPS仪器，合理设计测量方案，进行严格的质量控制和数据处理，以提高GPS控制测量的精度和可靠性。

浅述GPS高程拟合的几种方法当前我们测量中的高程系是相对于选定的某一参考面而定的，基准面有参考椭球面，大地水准面和似大地水准面，而在实际测量中，由于地球形状的不规则性，以及地球内部重力分布的不均匀性，想要得到严密的数学转换关系式是很难以实现的，高程拟合即是实现精化区域似大地水准面的一种方法，本文浅述几种高程拟合的常用方法。

标签：高程系;高程异常;GPS大地高;高程拟合;神经网络法1、高程系统1.1常见的高程系统通常应用的高程系统，主要有大地高程系统、正常高系统和正高系统。

大地高程系统是以椭球面为基准面的高程系统，由地面点沿通过该点的椭球面法线到椭球面的距离，通常以H表示。

大地高是一个几何量，它不具有物理上的意义。

利用GPS定位技术，可以直接测定观测站在WGS-84或ITRF中的大地高。

以大地水准面为基准面的高程系统，称为正高系统。

由地面点，并沿该点的铅垂线至大地水准面的距离，称为正高，通常以Hg表示。

正高实际上是无法严格确定的;正常高是指从一地面点沿过此点的正常重力线到似大地水准面的距离，似大地水准面严格说不是水准面，但接近于水准面，只是用于计算的辅助面，它与大地水准面不完全吻合，差值为正常高与正高之差。

正常高系统为我国通用的高程系统。

大地水准面与似大地水准面在海平面上是重合的，而在陆地上则既不重合也不平行。

1.2高程系统之间的关系设大地高为H，正高为Hg，正常高为Hγ，参考椭球面与大地水准面之间的差距为大地水准面差距N，参考椭球面与似大地水准面之间的差距为高程异常ξ，那么上述的3种高程系统之间存在的关系：H=Hg+N=Hγ+ξ2. GPS高程拟合原理实现方法2.1 GPS高程拟合原理由于大地水准面与椭球面一般不重合，我们把地面点P沿铅垂线投影到大地水准面P0时，P与P0间距离为正高Hg;在将点P0沿法线方向投影到椭球面上得点Q0，P0与Q0间距离称为大地水准面差距N，H=Hg+N。

似大地水准面与椭球面也不重合，它们之间的高程差称为高程异常，用ζ表示。

GPS高程转换常用方法评价及精度分析摘要：GPS高程既有优点也有缺点，优点是实时，快速，需要较少的人力，缺点是不能直接应用于实际应用中。

但随着社会的高速发展，测量技术的日益进步，软件的更新，GPS 高程也受到了越来越多的关注。

GPS高程转换是指由GPS 所测得的大地高转换为正常高。

国内外在GPS高程转换的方法上做出了比较成熟研究成果。

本文就是在此基础上对GPS高程转换的方法及精度进行了分析，以供同行参考。

关键词：GPS；高程转换；常用方法评价；精度分析；引言GPS高程测量具有高效性和实时性，使其逐渐替代经典的精密水准测量成为当前研究的热点，可满足当前测量动态化和现代化技术的要求。

本文主要在国内外GPS高程转换研究的基础上，结合实测数据对现有方法进行讨论。

在现阶段，国内外学者进行GPS高程转换可用的方法有重力法和数值逼近法，但在实际应用中，由于重力施测的困难性，相对成本较高，加之一般生产单位由于保密等原因无法获取重力数据，使利用重力法进行GPS高程转换成为一种难以推广的方法，较为常用的方法仍然是数值逼近法。

其中，数值逼近法主要分为几何逼近法和神经网络法。

1.GPS高程转换的重要意义GPS 定位系统由于它具有明显的优势，对传统的测量高程的技术显然是一次强有力的冲击。

GPS在平面坐标的测量方面的优势是显而易见的，它的弱点就在于高程方面，若测绘工程中不需要正常高，比如在沉降监测等工程应用中，那么这个弱点就不那么明显，我们可以直接利用GPS高程。

但往往我们在一般的测量中需要使用我国的高程系统，也就是正常高系统，这时候GPS的不足就显现出来了，这点大大降低了它的在测绘领域的广泛应用，因而也掩盖了它在效率、经济性、实时性、三维性等优势。

这时就需要有一定的方法进行GPS高程和正常高之间的转换，可以的得到正常高，其次，在得到大地高的同时还要保证其精度的要求。

我国所采用的高程是正常高系统，正常高是以似大地水准面为参考面，大地高和正常高之间存在着高程异常值，所以就要把GPS测量的大地高和正常高做出转换才能进行实际应用，在转换过程中求出高程异常值，然后根据拟合模型求出所有GPS点的正常高，也就是如何在拟合GPS高程点时能更迅速，更准确的求出相应的正常高。

浅谈GPS高程异常拟合方法摘要：在GPS定位技术中,由于其测量定位技术的物理机制,其平面位置的精度可以达到较高水准,已被人们所认识和接受,而其高程精度较其平面精度约低2～5倍。

尤其是在WGS-84坐标系向地方坐标系的转换过程中,由于WGS-84的大地高仅有几何意义而无物理内涵,而高程系统的正常高既有几何意义,又有地球内部质量密度分布不均匀这样一个物理现象。

本文重点对GPS高程水准拟合模型及其精度进行了分析探讨。

关键词：GPS；高程异常；测量；定位技术引言GPS定位技术因其优点突出,因而在测绘领域得到了广泛的应用。

采用相对定位技术,通过GPS网平差,可以得到高精度的平面坐标(或大地坐标)和大地高差；如果网中有1点或多点具有精确的WGS-84坐标系的大地高程,则可求得各GPS点的大地高程。

GPS 测量得到是WGS-84 椭球的大地高，而我国采用的是正常高系统，它是以似大地水准面作为参考面的，因此，精确计算GPS 点的正常高，就必须作一些相应的转换。

目前求定地面点的正常高的方法主要有GPS 水准高程、GPS 重力高程、GPS三角高程、转换参数、整体平差和神经网络法等方法。

重力法是根据点位信息，可直接求得该点的高程异常值。

在一定区域内，只要有足够数量的重力测量数据，就可以比较精确地求定该区域的高程异常值。

对于实施水准测量比较困难的丘陵和山区，利用重力测量方法是比较实用且可靠的方法。

但此法的缺点是需要足够多且精度足够高的重力测量资料。

从目前我国实际情况来看，GPS 重力高程的精度低于GPS 水准高程。

三角高程是在GPS 点上加测各GPS 点间的高度角(或天顶距)，利用GPS 求出的边长，按三角高程测量公式计算GPS 点间的高差，从而求出GPS 点的正常高的一种方法。

联合平差法是当测区内具有天文、大地、重力测量、水准测量及GPS 测量等多种观测数据时，我们即可用整体平差模型将这些观测数据进行联合平差，最终可求得地面点的平面坐标及高程的最优无偏估值。