張斯琪

摘 要：建設(shè)“GPS連續(xù)運行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)”，該系統(tǒng)基于現(xiàn)代 GPS技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、實時定位服務(wù)技術(shù)及現(xiàn)代移動通信技術(shù)，在國家現(xiàn)代測繪基準(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，建設(shè)覆蓋全省、均勻分布的約69個衛(wèi)星定位連續(xù)運行參考站，滿足福建省現(xiàn)代測繪基準(zhǔn)體系建設(shè)需要的同時，可向全省用戶提供實時動態(tài)、厘米級的空間定位與導(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，實用性以及計算實現(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：對加權(quán)平均值擬合和多項式曲面擬合詳細(xì)介紹，另外提到插值擬合和多面函數(shù)擬合方法。同時，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)得到了廣泛的運用，但是GPS高程卻運用得不夠，人們期望著能夠用GPS高程測量代替?zhèn)鹘y(tǒng)的水準(zhǔn)測量。本文對GPS高程測量的原理和方法進(jìn)行了初步的探討，并結(jié)合我國GPS高程測量的應(yīng)用的實際，以數(shù)值擬合為主，建立了高程轉(zhuǎn)換的數(shù)學(xué)模型。同時用VC++開發(fā)了GPS高程控制轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，經(jīng)試驗測試，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，實用性以及計算實現(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：對加權(quán)平均值擬合和多項式曲面擬合詳細(xì)介紹，另外提到插值擬合和多面函數(shù)擬合方法。同時，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)測區(qū)形狀為帶狀時，可以采用前二種方法進(jìn)行計算，當(dāng)測區(qū)太長時（超過100km），用多項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)平均值法擬合計算。當(dāng)測區(qū)形狀為面狀時，可以采用后三種方法計算。當(dāng)測區(qū)為平原或高程異常值變化較緩的地區(qū)，并且測區(qū)面積比較小，水準(zhǔn)重合點較少時，可以采用均值掛靠法擬合。在有條件使用多項式曲面擬合和加權(quán)平均值擬合時，建議不使用均值掛靠法計算。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)施測的核心工作

⑴應(yīng)用GPS技術(shù)施測高等級城市控制網(wǎng)，實踐證明有著極高的精度，它不受人為因素的影響。不要求測站間相互通視，速度快，不受環(huán)境和距離限制，可全天候觀測，成本低，效率高。野外數(shù)據(jù)采集是GPS測量的核心工作。制定周密的觀測計劃，作好衛(wèi)星狀況預(yù)報，選擇好觀測時間，編寫作業(yè)調(diào)度表，對于順利的完成觀測任務(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)對起算點進(jìn)行內(nèi)部復(fù)核性檢核，選用精度高的起算點，舍去精度低的已知點，利用外部已知點進(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GPS相當(dāng)，實際使用時，也幾乎感覺不到兩種技術(shù)的差別。在辦公樓演示室里，拿起一個普通半導(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。用手指輕輕一點，導(dǎo)航屏幕幾乎在“無間歇”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“門挨門”的飯館；記者隨即向樓下望去“實景對比”，發(fā)現(xiàn)每家門臉間隔在10米左右飯館，名稱準(zhǔn)確無誤。

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，自動化數(shù)據(jù)的傳輸需建立在各基點的準(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)，同時采取了一系列的措施提高系統(tǒng)精度和穩(wěn)定性，擴展了系統(tǒng)覆蓋區(qū)域，和去年試運行相比，覆蓋區(qū)域由原有的東經(jīng)84度-160度擴展到現(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，測速精度由0.4米每秒到0.2米每秒。

⑶精密工程測量和變形監(jiān)測，是以毫米級乃荃亞毫米級精度為目的的工程測量作在水平位移監(jiān)測方面，使用GPS技術(shù)已足以滿足監(jiān)測的精度要求。但在高程方面，卻是個國際性的難題，目前還沒有成熟的理論可以完全解決GPS的高程問題采用傳統(tǒng)測量方法對垂直位移的監(jiān)測，于受多方面條件的制約，使得效率很低，耗時費丈，由此可見，一旦GPS在垂直方向的監(jiān)測精度達(dá)到監(jiān)測要求，在實踐中得到立拜將會帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

建立數(shù)字化測繪技術(shù)體系，以地理信息獲取實時化、處理自動化、產(chǎn)品知識化、服務(wù)網(wǎng)絡(luò)化和應(yīng)用社會化為標(biāo)志的信息化測繪技術(shù)體系建設(shè)取得初步進(jìn)展。測繪基準(zhǔn)體系從二維向三維、靜態(tài)向動態(tài)、參心坐標(biāo)系向地心坐標(biāo)系轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)從傳統(tǒng)大地測量到衛(wèi)星大地測量、從地面水準(zhǔn)測量到GPS高程測量的跨越；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)庫升級完善穩(wěn)步推進(jìn)，地理信息公共平臺技術(shù)研究逐步深入；信息化的測繪檔案資料管理基本實現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)化地理信息分發(fā)服務(wù)技術(shù)日益完善；三維地理信息平臺技術(shù)研發(fā)、成果轉(zhuǎn)化成效顯著。

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