GPS在山區(qū)高程測量的應(yīng)用
秦峰
摘要:研究運州GPS技術(shù)測量高程,達到相當(dāng)于山區(qū)四等水準(zhǔn)的精度。
關(guān)鍵詞:GPS;山區(qū)高程;控制測量;應(yīng)用
一 GPS高程測量
目前,水電站工程大多都建立在山大、溝深、狹窄的地區(qū),交通條件差,觀測通視條件不好。運用幾何水準(zhǔn),受地形、地貌、植被、交通的限制,費工、費時,很難達到預(yù)期的目的,往往造成返工,工期延長,大量人力、物力資源的浪費,給測繪工作帶來諸多不便。而GPS高程測量的運用,具有高效率、高精度的特點,給我們帶來了很大的效益。2004年我院在洮河流域大莊水電站、多松多水電站聯(lián)合梯級開發(fā)中建立首級控制網(wǎng)時,運用GPS,它克服了幾何水準(zhǔn)測量的困難,較好地發(fā)揮了高科技的優(yōu)越性。
二 工程簡介
碌曲縣大莊水電站是一座低水頭徑流式水電站,主要有樞紐、引水系統(tǒng)和電站房三部分組成。樞紐正常蓄水位為2950米,引水隧洞長約400~500米,隧洞出口位于樞紐下游約5公里處,裝機IOMW,屬Ⅳ等小(1)型工程。多松多水電站的庫尾,在大莊水電站尾水以下3公里處,有樞紐、引水系統(tǒng)和電站廠房三部分組成。樞紐正常蓄水位為2910米,引水隧洞長約3000米,裝機25MW屆Ⅳ等小(1)型工程。
我們應(yīng)用3臺套SMART,2100GPS靜態(tài)定位接收機,標(biāo)稱精度足5mm+l×l0-6D,用單點移動同步環(huán)觀測的方法,同步觀測有效時間為60min,同步接收衛(wèi)星個數(shù)不少于5個,衛(wèi)星高度角大于20,采樣率是1,PDOP<10,衛(wèi)星與接收機之間的圖形強度較好。
首先在室內(nèi)設(shè)計好網(wǎng)形,然后在實地進行選點,嚴格按照《水利水電工程測量規(guī)范》(規(guī)劃設(shè)計階段)和《全球定位系統(tǒng)(GPS)測量規(guī)范》,(1)選點時注意鏡面反射和避開大功率發(fā)射源的輻射,保證接收機能很好地接收到信號;點位選埋在牢固可靠、遠離障礙物的凍土層以下,謹防埋打點子沉陷和松動。(2)在架設(shè)儀器時,進行嚴密對中,并分別從天線120度角分三次量取儀器高,取平均數(shù)。(3)布網(wǎng)時,采用附、閉合線路。為了防止離起算點越遠、點位精度越低的問題,中間盡可能聯(lián)測到已知高程點。(4)內(nèi)業(yè)處理上,剔除了一些信噪比小于40、周跳不規(guī)則的衛(wèi)星測試,邊長投影到測區(qū)平均高程面上。
經(jīng)過這次的實踐發(fā)現(xiàn),依賴SMART,2100GPS接收機的隨機軟件Lip,網(wǎng)平差時,海拔高程擬合經(jīng)過簡單平移,就可以達到要求。
在網(wǎng)形擬合平差時,首先使網(wǎng)形有足夠的幾何強度,從每一個同步環(huán)入手,逐個進行平差,以便發(fā)現(xiàn)問題,經(jīng)過基線解算后,如果KATIO<2,RMS>0.02,我們認為基線解算失敗。對于基線解算失敗的基線可以重新進行補測,否則將影響定位精度。補測后仍然結(jié)算不成功的點,對該點進行移動,重新布設(shè)�；�線解算后,如果RATIO>2,RMS<0.02,認為基線解算成功。基線結(jié)算成功后,參加網(wǎng)平差計算。
運用GPS高程擬合法,由于測區(qū)面積較小,采用了以下參考數(shù)據(jù)。平面坐標(biāo)采用:平移+旋轉(zhuǎn)+尺度,高程擬合:平移。為了同國家新地形圖的統(tǒng)一,我們采用XiAn_80坐標(biāo)系,長軸半徑和扁率:6378140.000,298.257000000,中央子午線:10200’00.0000”E(dms),東西向偏移:500000.000(m),南北向偏移:0.000(m),中央子午線投影長度比:1.00000,投影面高程:2910.000(m),求得GPS海拔高程,可以達到四等水準(zhǔn)的精度。首先,在整個測區(qū)找到了2個國家二等三角點,以這兩個三角點為基礎(chǔ),發(fā)展了(子網(wǎng)一)GPS三角網(wǎng)�；�線數(shù)目15,平均長6•616公里,最長基線邊是DG01-SJD09、787公里,最短基線是DG01-DG023、484公里,和已知國家三角點的高程進行了計算,海拔高程擬合:

 

　　由于DG01、DG04是整個測區(qū)首尾兩個關(guān)鍵的控制點,為了加強它們的平面精度,我們加測了DG01、DG03、DG04這個同步環(huán)。下面再看子網(wǎng)二:子網(wǎng)二中,由于EG03這個點處在環(huán)形山中,500米以外又有一個變電所干擾,衛(wèi)星星號周跳圖不穩(wěn)定,為了整個網(wǎng)精度不受影響,在此處刪除了這個同步環(huán),以DG03點連式個理了這個點.基線數(shù)目共有45條,平均邊長1577.68米,最大邊長3377.01米,最大高差196米。
作為一個研究項目,我們把DG02,上沒進,廠中,DG04,四個已知點作為起算點,中間以EG07,EG04,EG11作為參照點,它們同水準(zhǔn)路線結(jié)果相比,情況如下表:

 

按照《水利水電工程測量規(guī)范》中,附閉合水準(zhǔn)線路指標(biāo)差規(guī)定<=20對K或按山區(qū)水準(zhǔn)路線測段往返測高差不符值25對K計算,都符合限差要求。如果采用常規(guī)的幾何水準(zhǔn),在山區(qū)每天只能架站80~90站,測程有限.就高差而言,在50天內(nèi)很難完成工作�？梢�,GPS這種高科技設(shè)備,是常規(guī)測無法比擬的,所以說,GPS測高可以小面積應(yīng)用于山區(qū),代替四等水準(zhǔn)高程測量。
 

轉(zhuǎn)載請注明來自：http://www.jinnzone.com/zhinengkexuejishulw/14633.html