似大地水準(zhǔn)面精化高程在鳳縣地區(qū)的應(yīng)用.pdf

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1、他雷第33卷第2期GEOLOGYOFSHAANXI2015年l2月文章編號：1001---6996(2015)o21O25似大地水準(zhǔn)面精化高程在鳳縣地區(qū)的應(yīng)用毛家正，張選固，李同信，張華莉(1．西北有色地質(zhì)勘查局七一七總隊，寶雞721015；2．安徽工程勘察院，合肥230011)摘要：文中介紹了鳳縣建立GPS控制網(wǎng)以及似大地水準(zhǔn)面精化高程與水準(zhǔn)高程相比較精度情況，確定精化高程能滿足工程需要。關(guān)鍵詞：似大地水準(zhǔn)面；精化高程；應(yīng)用；中圖分類號：P224．1文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B陜西省鳳縣礦產(chǎn)資源豐富，礦業(yè)經(jīng)濟(jì)是該縣經(jīng)濟(jì)的重要支柱。利用現(xiàn)有似大地水準(zhǔn)面模型CQG200

2、0所具有的物理特性及其高分辨的特點，結(jié)合高精度的GPS數(shù)據(jù)，獲得礦區(qū)的工程點的高程，能夠滿足地質(zhì)勘查和礦山建設(shè)的精度要求。1我國常用的幾種高程起算面和高程系統(tǒng)GPS測量的大地高程屬于橢球面為基準(zhǔn)的高程系統(tǒng)，而我們傳統(tǒng)測量所說的高程是以水準(zhǔn)面為基準(zhǔn)的高程系統(tǒng)。1．1大地水準(zhǔn)面、正高系統(tǒng)和正高大地水準(zhǔn)面是由靜止海水面相重合，不受外界條件影響，并向大陸下面延伸，處處與鉛垂線相垂直的不規(guī)則的連續(xù)封閉曲面，它是重力等位面。大地水準(zhǔn)面是測量外業(yè)的基準(zhǔn)參考面。由此確定的參考系統(tǒng)稱為大地水準(zhǔn)面參考系統(tǒng)。正高系統(tǒng)是以大地水準(zhǔn)面為基準(zhǔn)的高程系統(tǒng)。某點的正高是該點到通過該點的

3、鉛垂線與大地水準(zhǔn)面的交點之間的距離，如圖1所示，PP。為大地高，PP為正高。正高用符號H正高表示。如以N表示大地水準(zhǔn)面和橢球面之間的差距，則正高與大地高之間的關(guān)系為：h：H正高+N1．2似大地水準(zhǔn)面、正常高系統(tǒng)和正常高似大地水準(zhǔn)面是地面點沿正常重力線向下量取正常高所得端點構(gòu)成的封閉曲面。似大地水準(zhǔn)面不是一個等位面，僅是描述地球形狀的一個幾何面，不具有實際物理意義。它與大地水準(zhǔn)面不完全吻合，但在海洋面上時，可以認(rèn)為似大地水準(zhǔn)面與大地水準(zhǔn)面是重合的。正常高系統(tǒng)的高程基準(zhǔn)面是似大地水準(zhǔn)面。在我國，高程基準(zhǔn)屬于正常高系統(tǒng)。由此所確定的高程參考系統(tǒng)也就被稱為似大地

4、水準(zhǔn)面參考系統(tǒng)。某點的正常高是該點到通過該點的鉛垂線與收稿日期：2015—06—30作者簡介：毛家正，男，35歲，測量工程師，河南理工大學(xué)測繪工程畢業(yè)，現(xiàn)主要從事工程測量工作。第2期毛家正等：似大地水準(zhǔn)面精化高程在鳳縣地區(qū)的應(yīng)用103似大地水準(zhǔn)面的交點之間的距離，如圖1所示，PP：為正常高，正常高用H正常高表示。如以‘表示似大地水準(zhǔn)面與橢球面之間的差距，稱為高程異常，即：h=H正常高+∈P圖l高程系統(tǒng)與起算基準(zhǔn)面間的相互關(guān)系圖2鳳縣GPS控制網(wǎng)Fig．1RelationshipbetweentheelevationFig．2GPScontrolnetwo

5、rkinFengxiancounty2鳳縣GPS基礎(chǔ)控制網(wǎng)建設(shè)與似大地水準(zhǔn)面精化2．1鳳縣GPS基礎(chǔ)控制網(wǎng)建設(shè)2．1．1參考基準(zhǔn)1)地心坐標(biāo)：ITRF97坐標(biāo)框架，參考?xì)v元為2000．0；2)平面坐標(biāo)：1980年西安坐標(biāo)系和1954年北京坐標(biāo)；3)高程基準(zhǔn)：1985國家高程基準(zhǔn)；2．1．控制測量(1)選點、埋石與觀測GPS點位的選擇嚴(yán)格執(zhí)行《全球定位系統(tǒng)(GPS)測量規(guī)范》(GB／T18314—2009)的要求。全網(wǎng)共20點，其中GPSD級網(wǎng)16點。全網(wǎng)共重合國家GPSB級點1個、GPSC級點3個、均為水準(zhǔn)和GPS平面共用(見圖2)。GPSD級網(wǎng)平均邊長

6、5～6km。平面基礎(chǔ)控制測量采用靜態(tài)GPS方法進(jìn)行作業(yè)，采用儀器為中海達(dá)雙頻GPS接收機，采用邊連接方式，組成三角形，大地四邊形，以加強圖形強度。GPSD級網(wǎng)觀測2h。GPSD級網(wǎng)分開觀測，其觀測的技術(shù)指標(biāo)見表1。(2)數(shù)據(jù)處理基線處理和平差計算采用HDS2003軟件進(jìn)行計算，控制網(wǎng)在wGS一84下無約束平差，平面解算中，最弱點是FG03，點位中誤差為0．0091。解算時，最弱邊FG13一TLG相對誤差1：332738。2。2似大地水準(zhǔn)面精化104陜西地質(zhì)第33卷2．2．1CQG2000似大地水準(zhǔn)面表1GPSD級控制網(wǎng)技術(shù)要求Tab．1Technique

7、requirementofD—classGPScontrolnetwork級別GPSD級網(wǎng)衛(wèi)星高度角≥15。數(shù)據(jù)采樣間隔15s同時觀測有效衛(wèi)星數(shù)數(shù)≥4PDOP值≤6觀測時段數(shù)≥1-≥2時段長度(或min)≥12O>／60(表中數(shù)據(jù)來源于《全球定位系統(tǒng)(GPS)測量規(guī)范》(GB／TI8314—2oo9))我國新一代似大地水準(zhǔn)面CQG2000的重要基礎(chǔ)是由GPS水準(zhǔn)所構(gòu)成的高程異?？刂凭W(wǎng)HACN2000，它的布設(shè)方式被分為A級和B級。其中A級高程異常控制網(wǎng)是用國家A級GPS定位標(biāo)準(zhǔn)施測，同時用高于二等水準(zhǔn)測量精度測定正常高。A級高程異常網(wǎng)的主要目的是在全國大

8、跨度高精度傳遞高程異常，以減少誤差積累。HACN2000的另一部分為B級高程異常