何志强
青海省体育赛事管理中心
摘要：长距离线路测量项目对于测量数据要求非常高，因此在测量工作开展的过程中采取有效的技术进行操作是提升测量进度的关键。GPS高程测量技术是一种效果非常好的技术，将其应用到长距离线路测量项目中意义重大，基于此，本文立足实际对长距离线路测量中GPS高程技术在自行车项目测量中实践要点进行分析。
关键词：GPS高程；长距离；线路测量；应用研究
引言
当前应用在高程异常拟合中的数学模型类型是非常多的，而如果使用普通随机软件来实现高程拟合分析，仅仅是可以进行平移、平面拟合、曲面拟合三种情况，平移法与平面拟合法仅能够应用到平原地带，而曲面拟合的方式则能够应用到相对复杂的山区或者丘陵地带内，所以结合实际，对自行车项目测量中的GPS高程技术实施要点解析，对GPS高程实践中的要点进行探究，总结出相应结果，希望可以相关工作人员提供建议。
1GPS高程原理
GPS高程为相对于WGS84椭球的GPS大地高，但是当前我国正在使用的为正常高。大地高为正常高和高程异常数据相加之后的结果，所以要想保证GPS高程可以有效的使用，就要计算得出高程异常数据，然后能够得到正常高的数据。图1就是大地高和正常高的关系图，其中，ζ表示似大地水准面至椭球面间的高差，也就是高程异常。从这个方面分析，如果我们获取了GPS的高程异常ζ值，就可以确定出大地高H84，然后能够得到GPS点的正常高Hr值。如果同时确定了大地高H84和正常高Hr，就可以直接得出GPS的高程异常参数ζ。从这个方面出发分析，研究GPS高程具备如下的意义：①能够准确的确定GPS的正常高数据；②确定最为精确的似水大地水准面。GPS拟合曲面高程在应用，操作非常的简单，当前的测量单位中GPS作业的重要方式。
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图1大地与正常高的关系图
2GPS高程曲面拟合的经验及原则
2.1已知点的选择
已知点的选择给GPS高程数据的影响是最为直接的，不管是其精度、数量还是分布方式，都会直接给GPS的高程数据精度造成影响，尤其是已知点分布方面的影响最为明显。目前已知点全部都均匀分布到测量区域内，数量分布的越多，GPS高程数据的精确度就越高。但是如果已知点的数量已经比较多，如果此时再盲目的增加数量，也不会提升精度，反而会导致工作效率的降低。虽然目前在测量中已经将已知点全部都设置到整个测区的范围内，但是并未达到均匀分布的要求，或者已知点的均匀分布在半个测量区域内，待定点的精度相对较差，拟合误差也会以倍数的形式增加。因此，拟合GPS高程的过程中，应该保证已知点均匀分布到整个测量区域内，同时还要有一定的代表性，宁可设置比较少的数量，也不能因为凑点数而导致其分布不均匀，更加不能将所有的已知点都设置到测量区域的一侧，这是通过经验设置已知点的传统方式和原则。但是应该逐步的改变这种方式，以保证已知点的分布达到要求，为测量精度的提升起到积极的作用。
2.2分段GPS高程拟合
测量线路一般都是以带状或者线形的方式分布，而如果地势变化比较明显、地形变动剧烈的地带中，GPS高程拟合操作中，可以采取分段拟合的方式来进行，这样可以保证拟合作业的效果和质量，不会导致测量结果偏差过大的情况。根据以往的成功经验进行分析，分段拟合中，单段的长度通常要控制在100km以内，可以达到最佳的测量效果。
3案例分析
在长距离线路测量过程中，对GPS高程技术的实施需要按照测量规定的要求进行操作，以下集合实际进行分析。
3.1项目案例
在本次案例中的项目为自行车比赛线路项目，该项目全长240KM，从实际情况分析，该地区内的路线高程变化非常的明显，从边缘的1300m下降到中心地带2290m，然后下降到1750m，在整个线路中前缘地带有冲击倾斜假戈壁滩，中段、后段的地带中会存在起伏地形条件，还有在中间分布着假隔壁盆地穿越过去，整个测量范围内的长度为240km。
3.2基础网平差情况
按照本次测量的工艺和标准要求，分析具体的测量计划书的要求，发现基本平面控制点中的最弱相邻点误差不能超过图中规定的±0.05mm，选定测区基本比例尺为1：2000，线路跨度长达240多千米，所以，最弱相邻点位中误差为0.1，也就是最弱相邻点边长相对中误差为1/20000。由此平面控制采用D级GPS控制测量。根据网型计算数据可以得到如下的结论：基线处理都能够达到技术标准的要求；GPS网平差后最弱边为AS20-AS19=1：406170；平差后最弱点为MS29=2.2511mm。该测量区域范围内会存在着很大的坡度变化问题，等高距设定为2m，也就是说首级高程控制中的最弱电高程误差要控制在±1/20mm，得±100mm，该线路测量的长度达到了240km。从这个方面出发，高程钻孔桩主要是通过应用四等几何水准与四等电磁波同时进行三角高程参数的测量，下面将其称之为几何高程。几何高程在测量中需要间隔8~10km就要布置一个双节点环，然后就能够确定28个双节点闭合环。高程网平差结果：每千米高差全中误差MW=±8.04mm。
3.3 GPS高程拟合
为了能够准确的评价确定GPS高程点的精度参数，在设置几何水准联测点的过程中，可以实现联测多个GPS点，给外部检核应用。该线路的总长度为240km，整个地区的地势条件比较复杂，地形变化也非常大，没有任何规律可以分析，所以拟合效果是比较差的，这就需要在进行GPS高程测量中可以通过分段拟合的方式，把高差与地形复杂性作为参考进行分析，合理的进行分段，以保证拟合效果达到要求。在分段完成之后，要进行反复的计算分析，逐步的将已知点剔除掉，在测量中 需要均匀拟定6～8座几何水准高程作为已知点，可以根据需要做好软件平差计算，就能够确定曲面拟合。发现最终的测量效果比较好，可以满足预期设定和选择使用的需要。
4结语
GPS为目前比较先进的技术，应用到测量领域内取得非常好的效果，能够提升测量的结果和水平。本文从目前的GPS高程测量方面出发，从数据采集到平差数据处理方面进行全面的分析，尤其是应用到长距离线路测量中可以产生非常好的效果，可以实现必要的线路测量等方面的数据处理，可以符合水准精度的提升，各项数据的精度与可靠性都能够得到提升。本文以实际案例进行分析，发现效果非常好，工程数据结果也比较好，能够满足当前的测量工作标准，为社会的稳步发展起到积极的促进价值。
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