摘要：通过应用GNSS得出高程观测数据，对GNSS观测出的大地高采取高程拟合操作从而实现满足精度要求的正常高，进而取代四等水准测量。通常完成拟合后的GNSS控制点能得出平面定位与高程数据，构建起三维控制网对实测有难度的地区进行测绘控制有着重要影响。
关键词：GNSS 高程；三维控制网；高程拟合
前言
二溪水库位于昭通市水富县太平镇，这次工程测量目的是为本项目的可行性研究阶段设计工作提供地图依据。整个25公里灌区森林茂密，线路长，隧洞较多，交通条件极差，多数地方都不通公路，最长的隧洞4.5公里。用传统的水准观测控制高程、导线网或三角网控制平面的方法施测难度较大，受较多因素限制，GNSS观测技术可测量出平面坐标，高程严格精准，然而无法直接使用。由于GNSS观测适用的标准是WGS-84椭球的大地高，然而我国明确的高程标准是似大地水准面为基础的正常高高程。合理布设测区水准点，对水准点采取GNSS观测，对其观测出的大地高，结合正常高，对GNSS静态网实施高程拟合操作。所以，GNSS控制网拟合到似大地水准面，如此一来各控制点就能满足高精准的高程数据，并建立起GNSS三维控制网。且GNSS测绘技术有显著优势，不受通视条件限制、定位精准、全天候运行等特点。
1.GNSS 三维控制网的布设
灌区线路控制测量中，路线距离长、途中建筑物多，对测量精度要求高，以往的测量技术无法满足建设要求，GPS技术则有着其他方式无法比拟的优势，被大力推行到线性水利工程中。
我们对三维控制网的设立，通常要以包含整个测区的D级GNSS控制网为基准，布设首级平面控制网。利用整体布网，集中整合数据的措施，设置12个静态点。测区周边当前有三角点、下南日Ⅱ2 和羊日Ⅱ3，为设立三维控制网提供测点与起算点。GNSS静态网应用Leica 双频GNSS 设备进行测量，操作方法是同步静态观测。
对于线路控制测量期间，传统的技术由于距离和通视的影响，就要增设中间过渡点，这在一定程度上加大工作量，还限制着测量精确性，而GNSS控制网精度无需受限于空间，通常能满足带状控制网的设置要求；对于线路测量的以往技术施工中，要先选线，再中平测量，GNSS技术可以高效实现高程测量，保证测绘效率，还能在首级控制网布设后及时测量中线，保持线路完好，较少出现桩位丢失情况，还能防止中间点的误差导向；在地形测量期间，GNSS技术无需考虑通视情况，可以简单快速的实现预期效果，仅仅在测区假设PTK基准站就能正常施工，操作便捷。
2.GNSS高程问题的方法研究
2.1 高程系统
高程系统通常是以基准面和水准原点进行控制，各种系列的高程系统有各种类型的高程基准面，一般的高程系统包括大地高、正常高、正高、力高和地区力高几类。我国从成立逐渐建立的高程系统有1956年的黄海高程系、1985年的国家高程基准等。
高程基准面通常是为了科学完善的高程系统而存在的地面点高程的起算面，一般以大地水准面为高程基准面。其中大地水准面就是处于静态的海平面，便于始终稳定高程基准面，促进国家网进行联测，我们在国家高程基准面的验潮站周边会建立一个相对稳定的国家水准原点，我们以国家水准点和国家高程基准面的高差来实现国家水准原点的高程，进一步判断出全国区域内的高程范围。
GNSS高程拟合理念就是把测量的大地高数据与水准测量出的正常高数据进行减法操作，获取高程异常，进而对高程异常展开拟合操作，从而了解到未知点的高程异常。我们创建小区域的类大地水准面，在测区设立相应密度和数量的GNSS点，与水准联测，获取大地高数据和正常高参数，分析出高程异常，利用拟合高程获取测区的类大地水准面。我们了解到拟合技术与GNSS点的布设、水准点的联测科学性及结算分析出的大地高有紧密联系。
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2.2 GNSS高程拟合的常用方法
曲线拟合模型，往往计算精简，适用于道路、河流等线性工程，数据失误多， 有三次样条曲线拟合、多项式曲线拟合、正交函数拟合集中方式；
曲面拟合模型，包括多项式拟合模型、多面函数曲面拟合、移动曲面拟合法等；
神经网络法，有着一定的容错性，可以广泛处理相对复杂的数据。属于一种自适应技术，无需假设，可以防止很多潜在因素的影响，然而在公路施工中还是面临很多问题，比如隐含层的单元数和规模无法控制，学习效率和初始值确定难以把控，训练样本质量对网络泛化水平影响不科学等。
3. GNSS高程拟合的解算与分析
3.1 GNSS高程拟合的精度评价指标
各个GNSS点都要展开水准联测来适应高程拟合的精度标准，内符合精度值要把现存的高程异常与拟合得出的高程异常加以分析比对，得到拟合残差，进而明确内符合精度，结合检核点的高程异常数据与拟合得出的高程异常差值数据，获取外符合精度。水准精度的评定要结合检核点和已知点距离L，来辨别高程精度。
3.2 线路工程中拟合模型适用性分析
在对三次样条拟合和移动曲面拟合两种技术加以对比得出以下结论：
⑴在该地段内移动曲面法获取的拟合曲面还是存在一些失误，但整体还是趋于平滑状态。
⑵点的布局对拟合最终结果有一定影响，起算点布局趋于均匀光滑时，拟合结果误差相对较少，拟合曲面也较为光滑平整。
⑶当利用移动曲面拟合技术时，若是起算点较少，或者分布不均匀，在拟合范围周边则极易引起较大的数值误差。
GNSS高程拟合系统的运用涉及到公路测量情况、动态数据监测、地形特征等方面。在管理数据库中，通过数量变化体现，GE利用卫星获取的数据，可完成区域管理，把资源变化因素运用到到电力范围方面，为准确监测工程测量的变化情况、数据波动等因素等提供重要条件。
在线路可研测量期间，若是地形崎岖，高差幅度大，高程异常也就愈加明显，利用GNSS测量技术，对于公共点的定位有相对限制，另外还无法确保测点的布局合理，那么高程拟合的科学精准性就难以实现，因此对于崎岖地形要通过GNSS高程转化作深入分析。对于数学模型拟合技术能够适应常规的工程要求，然而却并非最佳方式，如今在神经网络、重力数据等基础上进行GNSS高程技术，有着一定的科学性，虽尚未成熟，然而其发展形势却是一片大好。
3.3 线路观测测量中的GNSS技术应用
线路测量，这对于工程而言，是不可或缺的环节，GNSS技术对于线路测量产生着重要作用。不管是对设计图纸的规划制定，还是施工期间对施工数据的管理，都少不了GNSS测量技术的支持。在测区设立相应密度和数量的GNSS点，与水准联测，获取大地高数据和正常高参数，分析出高程异常，利用拟合高程获取测区的类大地水准面。我们了解到拟合技术与GNSS点的布设、水准点的联测科学性及结算分析出的大地高有紧密联系。
4结语
能获取严格精准的三维坐标是GNSS测量技术显著的特征之一。然而水利测绘项目中的高程控制还是采取的以往几何水准测量的形式。然而二溪水库所在区域地势偏僻、交通受限、地形崎岖、通视环境差、国家水准点有限等因素的制约，使得水准测量线路距离远，导致高程测量不便。此时利用GNSS三维控制网来进行测量，对GNSS控制点进行合理设置，就能打破河流高山这种空间限制，有效提高施工质量与效率。在利用GNSS控制网进行观测时，通常可利用科学选择定位、利用双频接收机进行测量、确定最佳卫星分布和延长观测时间等来提高GNSS观测效果，从而实现极为精确的大地高。这篇文章我们论述的方法对几何水准测量有难度的区域采取GNSS观测技术来实现精确性高的高程数据，构建三维控制网，切实提高GNSS在物理三维定位方面的效果。
参考文献
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[4]高井祥,张书毕. 三维控制网在矿区应用中有关问题初探[J]. 中州煤炭,1996,15.
论文作者:胡元会
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年6期
论文发表时间:2019/7/11
标签：高程论文; 测量论文; 水准论文; 大地论文; 技术论文; 数据论文; 联测论文; 《建筑学研究前沿》2019年6期论文;