水利测绘中GPS高程拟合应用要点分析

江四海

浙江湾北工程勘察设计有限公司,浙江 海盐   314300

摘要：在水利绘制工作中，对高程精度的需求更为苛刻，一般的高程控制的计算都是通过水平观察来完成的，之后，还必须按照水利工程的具体特点和地质条件，在水利工程的河岸周围埋下一些标志，但是，由于水准线路一般都是远离江岸的，在水利工程的水准线路周围植物比较丰富，因此，在某种意义上，也给水利高程水准的观测带来了很大的困难。采用 GPS高程拟合，将多个已知观测点平均分布于观察区，并将其与多项式进行匹配，最终获得实测区的 GPS精确高度，可以有效的克服目前水文地质勘探工作中水准观测模式的不足，是目前水文地质勘探中最为普遍的一种 GPS高程拟合技术。本文对 GPS拟合高程技术的测量与工作机理进行了剖析，并对 GPS拟合技术在水利绘制工作中的运用重点进行了剖析，以期对进一步提高 GPS拟合技术在水利绘制工作中的运用成效起到一定的借鉴作用。

关键词：水利测绘工作;GPS高程拟合技术;应用要点;

1全球定位系统的高精度拟合法及其在工程中的运用

GPS高精度拟合法在我国的推广中具有十分重大的作用。文章从 GPS高精度匹配的基本理论出发，论述了 GPS高精度匹配的研究进展。

1.1 GPS高程拟合的原理

GPS高程拟合学也叫 GPS拟合高程测量，通过 GPS的测量技术和对地面点的观测，来直接获得地面点的海拔，或者通过 GPS的观测来间接获得地面点的标准高。因为 GPS高程拟合在实际运用时，其局限性相对较少，因而具有较好的运用结果。

GPS高程拟合法是近年来发展起来的一项重要技术。利用 GPS测高曲线拟合技术，可以直接求出地表各点的标准高度。在这个过程中，在对测区中全部 GPS点的大地高进行了直接测得之后，在测区中挑选出数目和地点都可以符合高程拟合要求的几个 GPS点，使用水准测量的方式来测取它们的正常高，然后对这些 GPS点的大地高与正常高之间的差异（高程异常）进行分析，然后在这个前提下，通过使用平面或曲面拟合的方式来对这些 GPS点进行高程拟合，从而得到测区中其它 GPS点的正常高。所以，正确地进行 GPS高精度的拟合，其关键在于对其进行准确的解算与判定。此外， GPS高程拟合法具有相对较高的测量准确率，现在可以实现 cm量级，所以它在测控中的使用也日益增多。这项技术在水利工程测绘中发挥了关键性作用，不断提升了测量的精度与质量。

1.2 GPS高程拟合的应用现状

求取 GPS高精度的地物，是确保 GPS高精度匹配的关键。当前，用于估算海拔变化的常见方法有：

(1) 等高值法。该方法具有较高的使用精度，尤其是在复杂环境的绘制中具有更好的效果，但该方法的使用对技术装备和工作人员的技能要求要求较高，其实用性也相对有限。

(2)解析法。它是一种基于数理统计的方法，由测量工作按照测量区域的具体条件来进行建模。在此基础上，再把对应的坐标系和其他相关的数据，导入到模式中，再利用模式对其进行反演。这一类的拟合法的具体运用，主要有加权平均法，平面拟合法等。这两类技术在实际中有着较为丰富的应用和较为完善的发展，因此对它们的理论和实验也引起了广泛的重视。

2.关于水利测量的技术条件

水利工程测绘工作实际上是水利工程测量和水利工程制图工作的综合。在当今的社会生活中，人类能够利用计算机技术、互联网通信技术、空间科学技术和信息技术，将其与地球定位系统、卫星定位系统和 GIS相联系，并将其与土地规划的区域中已经存在的特征点和边界相联系，从而得到能够反应出土壤情况的位置信息。之后，再按照各种项目的具体需求，对这些信息展开综合和归类，为工程建设的计划和管理工作，提供精确的数据支撑。水源勘测是一个很大的勘测项目，它包括勘测工作，尤其是勘测所勘测的地表及水体质量。虽然中国幅员广阔，水资源十分充足，但是，因地理环境的原因，南北两个地区的水资源分配明显存在着明显的差别。为此，在区域尺度上影响越来越大，流域尺度上的流域尺度变化也越来越引起人们的重视。要达到科学分配、有效使用的目的，就必须掌握国家的水资源状况，并掌握相关的相关资料，以便对国家的水利设施进行科学设计。

2.1 水利测绘工作中要求测绘内容的全面性

水利测量对水资源空间分布的整体性和全面性有更高的需求。通常，由于大型水利水电项目涉及的领域较多，所以在进行施工方案编制时，应综合考量多种要素。在水利测量工作中，要避免在水利工程建设过程中出现的安全和操作问题，就必须对水利测量工作进行更为完整的了解，以便为设计人员对水利工程进行合理准确的规划。

2.2 水利测绘工作对于内容精确度要求较为严格

水利工程施工设计中的设计数据将会对后续的施工造成很大的影响，而水利工程建设施工数据的精度也与周围区域的水利条件密切相关。在水利建设方案制定前，若没有精确的测量资料作为支撑，将会造成建设中出现项目的偏移，进而对周围区域的社会发展产生不良的影响。所以，在水利建设中，这类水利测量资料的准确性需要更高的标准。

2.3 在复杂地质条件下也能够实现精准的测绘工作

中国南北两个区域的地势差异很大，很多河流都经过了一些地质比较复杂的区域，特别是在中国的西南边界区域，这些区域的地势奇特，使得地表河流和地下河流所经过的区域都非常的错综复杂，这就要求在这种情况下，即便是在群山环绕的情况下，也要对水文地图进行准确的绘制。

3 GPS高程拟合在水利测绘中的应用

为使 GPS高程拟合能够在水利测量中得到更好地运用，本论文在对多方面数据进行分析的基础上，对 GPS控制网的基本情况、 GPS高程拟合中的平面拟合和表面拟合的方式进行了深入地讨论，并对其准确性评价等问题进行了讨论。

3.1 GPS控制网络的概况分析

GPS控制网是进行高线拟合的主要依据，对其工作的准确性有很大影响。GPS控制网的布设应结合地区具体条件来决定。例如，在中国南部的蚌埠， GPS控制网是在靠近河流的地方进行施工，施工单位根据现场施工条件，选取平原地带，地势起伏较小，所以 GPS控制网的控制网可以选取在靠近河流的地方。因工作范围最大可达30公里，因此，为确保工作的准确性，全网共设置25个控制站，并随著地势的改变而不断调节其间距，以3-8公里作为地区控制。每一个基准站的测量结果都是不一样的，但大多数基准站的测量结果都是四等水准。

3.2 GPS高程拟合中的平面拟合和曲面拟合

在进行高精度测量时，首先要保证测量结果的准确性，其次要保证测量结果的准确性。而在实际应用中，因其工作特点，必须选择比一般的拟合法更多的控制点。在该工作体系中，选择10个被测点为待测点，其余15个被测点为待测点，其工作过程与以上所讨论的面拟合法大致相同。

3.3 GPS高程拟合的精度评测

对 GPS高拟合结果进行准确评价，是进行 GPS高拟合结果分析的重要环节。现有的测量精度评定方式主要有两种：一种是在测量时画出一条合理的工作路径；在获得了有关的观察资料之后，进行了分类和分析工作；做完以上工作后，就可以沿原路径回去继续观察了。在此基础上，结合两个实测数据，对 GPS数据进行了拟合，并对其精度进行了评估，以便于对其进行修正。

结论

GPS高精度拟合法在我国的推广中具有十分重大的作用。在对我国当前水利测量技术发展状况进行了分析的基础上，探讨了其技术需求。然后，从 GPS高程匹配的基本理论出发，并对 GPS高程拟合中的控制网、平面拟合、表面拟合、误差评定等问题进行了深入的探讨，为我国水利测量事业的发展与 GPS高程拟合的推广提供了有益的借鉴。

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