張斯琪

摘 要：建設(shè)“GPS連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)”，該系統(tǒng)基于現(xiàn)代 GPS技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、實(shí)時(shí)定位服務(wù)技術(shù)及現(xiàn)代移動(dòng)通信技術(shù)，在國(guó)家現(xiàn)代測(cè)繪基準(zhǔn)體系建設(shè)的基礎(chǔ)上，共享利用省防震減災(zāi)體系建立的參考站點(diǎn)，建設(shè)覆蓋全省、均勻分布的約69個(gè)衛(wèi)星定位連續(xù)運(yùn)行參考站，滿足福建省現(xiàn)代測(cè)繪基準(zhǔn)體系建設(shè)需要的同時(shí)，可向全省用戶提供實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)、厘米級(jí)的空間定位與導(dǎo)航綜合服務(wù)。

關(guān)鍵詞：GPS；高程擬合；應(yīng)用前景

數(shù)值擬合的數(shù)學(xué)模型很多，考慮到模型的通用性，實(shí)用性以及計(jì)算實(shí)現(xiàn)的方便性，本擬合轉(zhuǎn)換軟件詳細(xì)敘述了四種常用的模型：對(duì)加權(quán)平均值擬合和多項(xiàng)式曲面擬合詳細(xì)介紹，另外提到插值擬合和多面函數(shù)擬合方法。同時(shí)，還考慮了利用非格網(wǎng)化數(shù)據(jù)進(jìn)行地形改正的幾何方法。

1 GPS平面控制網(wǎng)的應(yīng)用

⑴當(dāng)前，GPS平面控制網(wǎng)已經(jīng)得到了廣泛的運(yùn)用，但是GPS高程卻運(yùn)用得不夠，人們期望著能夠用GPS高程測(cè)量代替?zhèn)鹘y(tǒng)的水準(zhǔn)測(cè)量。本文對(duì)GPS高程測(cè)量的原理和方法進(jìn)行了初步的探討，并結(jié)合我國(guó)GPS高程測(cè)量的應(yīng)用的實(shí)際，以數(shù)值擬合為主，建立了高程轉(zhuǎn)換的數(shù)學(xué)模型。同時(shí)用VC++開(kāi)發(fā)了GPS高程控制轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，經(jīng)試驗(yàn)測(cè)試，在平原或淺丘地區(qū)，在不加地形改正的情況下，擬合出的正常高高程滿足一般工程和大比例尺測(cè)圖的精度要求，在一定程度上降低了生產(chǎn)成本。

⑵數(shù)值擬合的數(shù)學(xué)模型很多，考慮到模型的通用性，實(shí)用性以及計(jì)算實(shí)現(xiàn)的方便性，本擬合轉(zhuǎn)換軟件詳細(xì)敘述了四種常用的模型：對(duì)加權(quán)平均值擬合和多項(xiàng)式曲面擬合詳細(xì)介紹，另外提到插值擬合和多面函數(shù)擬合方法。同時(shí)，還考慮了利用非格網(wǎng)化數(shù)據(jù)進(jìn)行地形改正的幾何方法。當(dāng)測(cè)區(qū)形狀為帶狀時(shí)，可以采用前二種方法進(jìn)行計(jì)算，當(dāng)測(cè)區(qū)太長(zhǎng)時(shí)（超過(guò)100km），用多項(xiàng)式曲線采用整體逼近的方式擬合，可能效果不太好，因此，可以采用三次樣條或加權(quán)平均值法擬合計(jì)算。當(dāng)測(cè)區(qū)形狀為面狀時(shí)，可以采用后三種方法計(jì)算。當(dāng)測(cè)區(qū)為平原或高程異常值變化較緩的地區(qū)，并且測(cè)區(qū)面積比較小，水準(zhǔn)重合點(diǎn)較少時(shí)，可以采用均值掛靠法擬合。在有條件使用多項(xiàng)式曲面擬合和加權(quán)平均值擬合時(shí)，建議不使用均值掛靠法計(jì)算。在山區(qū)，地面起伏大，就必須考慮地形改正。

2 應(yīng)用GPS技術(shù)施測(cè)的核心工作

⑴應(yīng)用GPS技術(shù)施測(cè)高等級(jí)城市控制網(wǎng)，實(shí)踐證明有著極高的精度，它不受人為因素的影響。不要求測(cè)站間相互通視，速度快，不受環(huán)境和距離限制，可全天候觀測(cè)，成本低，效率高。野外數(shù)據(jù)采集是GPS測(cè)量的核心工作。制定周密的觀測(cè)計(jì)劃，作好衛(wèi)星狀況預(yù)報(bào)，選擇好觀測(cè)時(shí)間，編寫(xiě)作業(yè)調(diào)度表，對(duì)于順利的完成觀測(cè)任務(wù)，保障成果的精度，提高效益起到事半功倍的效果。GPS網(wǎng)平差應(yīng)對(duì)起算點(diǎn)進(jìn)行內(nèi)部復(fù)核性檢核，選用精度高的起算點(diǎn)，舍去精度低的已知點(diǎn)，利用外部已知點(diǎn)進(jìn)行檢核，提高二維約束平差的整體精度。

⑵總體性能與美國(guó)GPS相當(dāng)，實(shí)際使用時(shí)，也幾乎感覺(jué)不到兩種技術(shù)的差別。在辦公樓演示室里，拿起一個(gè)普通半導(dǎo)體大小的“匣子”，屏幕里顯示的是“匣子”所在位置周邊的地圖，街道、辦公樓清晰可見(jiàn)。用手指輕輕一點(diǎn)，導(dǎo)航屏幕幾乎在“無(wú)間歇”的情況下放大了三倍，上面顯示的是與辦公樓一街之隔的幾家“門(mén)挨門(mén)”的飯館；記者隨即向樓下望去“實(shí)景對(duì)比”，發(fā)現(xiàn)每家門(mén)臉間隔在10米左右飯館，名稱準(zhǔn)確無(wú)誤。

3 GPS地理信息采集技術(shù)應(yīng)用

⑴GPS地理信息采集技術(shù)得益于微電子與網(wǎng)絡(luò)工程技術(shù)的普及，隨著配網(wǎng)自動(dòng)化的發(fā)展與推廣，可以大規(guī)模、成效益地應(yīng)用與電力基礎(chǔ)工業(yè)。在目前推行的電力地理信息管理系統(tǒng)中，自動(dòng)化數(shù)據(jù)的傳輸需建立在各基點(diǎn)的準(zhǔn)確定位上，目前成熟穩(wěn)定的GPS技術(shù)成為最主要的技術(shù)選擇。設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)控隨著GPS地理信息采集技術(shù)的應(yīng)用，已經(jīng)擺脫了單純的站內(nèi)或饋線采集箱采集的模式，線路狀態(tài)的監(jiān)控從點(diǎn)已經(jīng)推進(jìn)到線并逐漸普及到面。GPS相關(guān)技術(shù)的研發(fā)在未來(lái)的電力應(yīng)用領(lǐng)域必將得到廣泛的應(yīng)用。

⑵一年里，北斗系統(tǒng)發(fā)射了四箭六星，完成了系統(tǒng)組網(wǎng)，同時(shí)采取了一系列的措施提高系統(tǒng)精度和穩(wěn)定性，擴(kuò)展了系統(tǒng)覆蓋區(qū)域，和去年試運(yùn)行相比，覆蓋區(qū)域由原有的東經(jīng)84度-160度擴(kuò)展到現(xiàn)在的東經(jīng)55度-180度，系統(tǒng)定位精度由去年發(fā)布的水平25米、高程30米到現(xiàn)在的水平10米、高程10米，測(cè)速精度由0.4米每秒到0.2米每秒。

⑶精密工程測(cè)量和變形監(jiān)測(cè)，是以毫米級(jí)乃荃亞毫米級(jí)精度為目的的工程測(cè)量作在水平位移監(jiān)測(cè)方面，使用GPS技術(shù)已足以滿足監(jiān)測(cè)的精度要求。但在高程方面，卻是個(gè)國(guó)際性的難題，目前還沒(méi)有成熟的理論可以完全解決GPS的高程問(wèn)題采用傳統(tǒng)測(cè)量方法對(duì)垂直位移的監(jiān)測(cè)，于受多方面條件的制約，使得效率很低，耗時(shí)費(fèi)丈，由此可見(jiàn)，一旦GPS在垂直方向的監(jiān)測(cè)精度達(dá)到監(jiān)測(cè)要求，在實(shí)踐中得到立拜將會(huì)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

建立數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)體系，以地理信息獲取實(shí)時(shí)化、處理自動(dòng)化、產(chǎn)品知識(shí)化、服務(wù)網(wǎng)絡(luò)化和應(yīng)用社會(huì)化為標(biāo)志的信息化測(cè)繪技術(shù)體系建設(shè)取得初步進(jìn)展。測(cè)繪基準(zhǔn)體系從二維向三維、靜態(tài)向動(dòng)態(tài)、參心坐標(biāo)系向地心坐標(biāo)系轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)大地測(cè)量到衛(wèi)星大地測(cè)量、從地面水準(zhǔn)測(cè)量到GPS高程測(cè)量的跨越；基本比例尺地形圖更新技術(shù)方案初步建立，基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)升級(jí)完善穩(wěn)步推進(jìn)，地理信息公共平臺(tái)技術(shù)研究逐步深入；信息化的測(cè)繪檔案資料管理基本實(shí)現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)化地理信息分發(fā)服務(wù)技術(shù)日益完善；三維地理信息平臺(tái)技術(shù)研發(fā)、成果轉(zhuǎn)化成效顯著。

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