线路高程控制测量中GPS 高程拟合的应用研究

◎白龙

在线路的控制测量工作当中，线路工程的关键环节就是线路的测量工作，该工程主要分为了平面控制测量与高程控制测量两个重要的工程部分。在最近几年的发展过程中，随着我国GPS 技术的研究和发展的不断提升，在测量精度和测量速度上都有了非常大的提高，将GPS 技术有效的运用在线路测量工作当中，使得测量工作条件变得更加的简单，在实际的测量工作当中不会受到距离和同时条件的影响，在线路设置上更加的灵活，明显提升了施工单位的经济效益，当前已经被广泛的运用在各大线路测量到施工当中。本文首先阐述了几种不同测量高程系统以及相互之间的转换关系，然后重点说明了高程拟合的工作原理以及相关的方法。

一、GPS 高程拟合的操作原理

在线路网络当中有一个点或者多个点在GPS 网面当中得到了GPS 点位WGS-84 大地高程。但是在实际的使用过程当中，地面上点位的高程通常采用的是正常高系统。所以说需要准确的找到GPS点位和大地高程之间的高度关系，并且运用模型建立的方式来进行转换，在GPS网络系统当中，通过对网络平面GPS 进行平差之后，可以有效的得到网络平民当中各个点到大地高程之间的距离，运用了GPS 大地高程可以将其中的高度进行有效的转换，在多个已知点和公共点的处理下，对这些高程的异常值进行处理，然后通过共点平面坐标系采用数学拟合的方式，对测量区域范围内的大体构成水平面进行设定，再通过其他的GPS 和带球点位，在平面坐标系当中，有效的求出该点位在高程异常值的大小，进而可以有效的得到GPS 网络系统当中各个点位的正常高度值。

二、线型区域的高程拟合

针对一些线形带状工程施工来讲，在各个GPS 高程点位上，通常情况下是处于一条直线上，在各个点位处于同一条直线平面上，不能建立起平面直角坐标系。在数据的近似值处于直线状态下，在拟合模型当中具有非常明显的不稳定性。在某一个点位或者高程当中具有一些微小的变化，拟合的实际结果将会受到一定的影响，在现行模型当中只考虑到了纵向高程异常的数据变化，而没有真正的考虑到数据在横向上的变化，对于带状区域的拟合高程来讲，在模型的稳定性上相对较强，更加适用于在高程的GPS，拟合当中针对现行代装工程的施工特点，采用内插法的方式对GPS 高程进行科学的拟合。在本文的研究过程当中主要运用的是平面拟合的方式来进行求解，平面几何在设置过程当中流程相对比较简单并且容易操作，以便于为后续的多个函数和其他的计算提供准确的参数，在二次曲线的拟合上使用最多的是多项式曲线，通过多项式曲线拟合的方式不断的提升高程内部的模型准确性，并且依照小二乘原理来计算出最优的GPS 数据参数。

三、重力测量与GPS 的结合

GPS 数据的计算，通过GPS 基线的向量在网络平差值的计算中属于一个一个非常重要的环节，同时也是首要处理的环节，通过选择高精度和独立性的GPS 基线向量，对其中的复测基线和异步环线等指标进行准确的计量。在质量的优劣性评判上，通过三维无约束计算的模式，有效的反映出了在基线向量内部的精确度，也就是在进行二维约束平差值和GPS 高程拟合的结果上，数据的精确性的高低是数据计算科学性的技术保障。通过三维无约束平差精度的判断，可以获得机械内部质量的优劣性评判标准，所以说在极限的计算过程当中，通过反复的数据处理，对基线向量的处理能力以及计算人员的工作能力也是一种有效的评判标准。良好的GPS 基线向量，在构建GPS 基线平差网的过程中，可以保证平差计算精确度以及数据的稳定性，这是施工过程当中任何工程项目在GPS 数据测量过后都需要重点把握的问题。

对于带状分布测量区来讲，当跨越区域比较长的过程当中，测量区域的高程异常很难通过一个平面来加以表示，通常情况下采用多个点面相互连接的方式，也就是在一定程度上取得一些良好的计算点位。在实际的实施过程当中，还是存在一些方面的缺点，主要表现在不能充分的和平面之间的连接点进行衔接，这在一定程度上歪曲了实际的高程平面。将整个测量区域可以划分成为几个小的区域部分，并且每个区域部分都需要具备足够的测量点，这大大提升了相关工作人员的实际工作量。

四、结束语

通过本文对线路高程控制测量工作中，GPS 高程拟合的有效运用和研究，从中可以总结出在对高程测量信息的运用过程中，将数据信息加以充分的运用，可以保证GPS 高程测量得到的构成信息量的准确性，如何运用GPS 测量数据当中的构成信息，将大地高程转化成为正常高度是一个非常有意义的问题。