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RTK高程替代几何水准的可行性研究

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■一一一一 ■一一一瓣 ■一一■ 杭州CORS系统提供的高程,是经过7参数转换后得到的高 用X90F,X91对这l7个点进行观测,分析原始数据显示LD3 ●■■■藏 在此定义为GPS—RTK高程,表示为h’,实践中发现经过转换 一 程,一 隳 点存在粗差,拟合时将其剔除,经整理后的参与拟合的数据 见表1。 表1西溪湿地及周边范围观测数据 m 瓣 的高程与水准高仍存在一定的系统性的差异。 2.各种高程之间差异。由于GPS高和水准高的方向和起算 面的不同,使得同一点的这两种高程存在差异,称为高程异常, I点号 A55611 y 82149 265 72 960.134 l2 796 12.8o0 14 526 126o6 12.219 h’ 4.840 4.861 6.606 4.731 4.358 ^ 4.815 4.812 6.562 4.679 4.310 {lH—h) “’ ) 7.981 7.988 7.964 7.927 7.909 0.o25 0049 0044 0.052 0.o48 建 程异常确定,则可求得该点的正常高(水准高)。因而高程异常 筑 的确定是用GPS高程替代水准高的关键所在。同时,经过7参数 一 一L 表示为‘。如果已知某点的大地高,即GPS高程,并且该点的高 A55610 82 079.250 72 497.080 A55609 82 022.526 71 993.367 A55456 8l 521.114 70 652 269 A55455 81 271.680 70 201.0o6 C 转换后的GPS高程,即GPS—RTK高程,与水准高仍有一定的差 表示为‘’。实践过程中,这种差异也表现出一定的规律,可以 程 异,N 认为是一种系统性的误差。如果能够确定这种系统性的误差规 A55459 81 035.819 69 767.808 LD1 LD2 DW1 DW2 DW3 HZl HZ2 H01 S01 83 468.375 72 614.928 83403 625 72 171.033 83 650.512 69 735.309 83 855.676 69 949.947 83 442.905 69 o42.368 82 885.590 71 325 907 82 991.862 70 912.690 t2.736 l1.355 l1 842 10.987 l1.6oo 10.922 l1.490 I1.2l3 11.644 l1-312 4.888 3.439 3.944 3.194 3 802 3152 3 6】6 3.357 3.810 3.449 4.838 3.455 3.941 3.167 3.8o0 3.140 3.615 3 321 3.817 3.408 7.898 7.900 7.901 7.820 7.8o0 7 782 7 875 7.892 7.827 7.904 0.050 —0.0l6 O o03 0.027 O.0o2 0.012 Om1 0.036 一O o07 O 041 一 叠豳 渊 律,也可以实现用GPS—RTK高程代替水准高。 二、实验方案设计 1.外业方案。在局部区域内均匀布设一些控制点,这些点的 水准高是已知的或通过联测的方法得到,同时用RTK的方法测 得GPS—RTK高程和WGS一84高程,分别用这两种高程与水准高 的差异(即‘和‘’)来做高程差异的拟合,最后通过比较筛选出较 优的拟合方案。 为避免由仪器本身产生的对测量精度的影响,采用了两台 不同型号GPS接收机(华测X90F、X91)对同~个点进行观测,并 83 968.168 70 872 675 83 958.842 71 558.620 且采取连续测量多次取平均的方法以排除信号不稳定的影响, 平面位置取实测坐标。 s02 83 937.3l2 71 938.839 ll 421 3.542 3.490 7.93l 0.052 采用∈和∈,j烈合的结果见表2。 表2采用‘和∈ 拟合的结果 采用‘计算所求参数 采用£’计算所求参数 l6 ±O.022 808 8 0.037 048 4 2.数学模型。拟合模型采用GPS水准高程异常拟合模型常 用的多项式拟合模型,即高程改正数,根据实测数据可以列出观 测方程组: { = + 一十 f=+b3x,y,+ +bs 。 (1) 所用已知点数 高程异常中误差/m 最大残差绝对值 16 ±0.022 970 5 0.037 168 8 60+6l一+62y +b;x +blx +65y 。 (2) 平差模型采用间接平差模型,由观测方程可以得到系数 矩阵,,J矩阵。 1 1 y1 ly1 Xl‘2 由此可以看出,采用‘和‘ 拟合的结果在拟合中误差和最大 yl y2‘ 残差绝对值上无较大差别,中误差相差不足0.1 cm,最大残差绝 1 X2 y2 X2y2 对值相差0.12 em,对于普通几何水准精度可忽略不计。两者的 L= B= 中误差为2.2 em,内符合精度可以满足普通几何水准的精度要 求,但外符合精度还有待实践的检验。 2.结论和建议。 (1)由计算结果可以看出,采用WGS一84高程和GPS—RTK 1 y Xi), X y 待求系数 高程进行高程修正均可以达到普通几何水准的精度要求。在实 际操作过程中由于GPS—RTK高程以直观形式显示在手簿上,同 时内业处理时从手簿中导出的数据中高程一项也为GPS—RTK = 高程,因此可以配合数据批处理程序对其进行修正。 (2)本次试验选用的区域位于城西较平坦的区域,区域内无 高大建筑物遮挡,观测条件相对较好,连续几次观测值相对稳 :(B…尸 PL,这里P=E即等权。 定,因而适宜作高程修正,曲面拟合的参数仅适用于该区域内, 在大范围内的高程修正则需要更多的控制点,以及更高精度的 几何水准测量和更为精准的RTK高程测量。参数的求得与试验 所选取的数据密切相关。 3.精度评定。采用拟合中误差和最大残差绝对值来评定该 模型的拟合精度,条件允许的情况下,可联测非控制点的水准 高,将其与经过修正后的WGS一84高程或GPS—RTK高程比较, 用它们之间差值的中误差来评定该模型的外符合精度。 三、实验数据及结论 (3)本次试验所得的参数可应用于符合普通几何水准精度 要求的工程应用中,但在外业之前也需对已知控制点进行检验, 若测量高程出现异常,则所测的高程不适合采用本模型进行修 正。咽 1.实验数据和计算结果。在杭州市西溪湿地及周边范 围内选取6个一级控制点,11个普通工程测量控制点,分别 92 河南科技2012.叭上 

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