[发明专利]线路工程GPS控制网高程拟合方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铁路、公路、水利、电力输送、石油和天然气管道等线路工程进行GPS控制测量的方法，特别是一种利用拉格朗日插值函数进行线路工程GPS控制网高程拟合方法。

背景技术

近几年来，国家增强了对铁路、公路、水利、电力输送、石油和天然气管道等基础建设的投资力度。这些工程以线路工程为主，具有线状性、地域跨度大、地段变化复杂、精度要求高、时间紧迫等特点，为广大的测绘工作者提出了新的要求，GPS技术已经成为进行这些工程测量的主要手段。在GPS控制测量中，由于GPS测量定位技术的物理机制，其平面位置的精度可以达到很高的精度，而其高程精度较其平面精度却较低。主要原因是：GPS所定义的WGS-84坐标系的大地高仅有几何意义而无物理内涵，而现实中的高程系统所定义的正常高既有几何意义，又有地球内部质量密度分布不均匀这样一个物理意义，从而产生了高程异常。尤其是铁路、公路、水利、电力输送、石油和天然气管道等线路工程中，具有线状性，地域跨度大、地段变化复杂，高程异常值变化往往从几米变化到十几米，使这些工程无法直接使用GPS大地高。近年来，广大的测绘工作者积极探索采用拟合的方法取代一部分水准测量，以充分地发挥GPS的作用，减少劳动强度。因此，GPS控制网高程拟合方法也相应地成为测绘学界积极探索的热门课题之一。

发明内容

本发明的目的是提供一种线路工程GPS控制网高程拟合方法，以便提高线路GPS控制网高程精度，取代部分高程水准测量，从而减少线路工程的水准测量，提高工作效率。

本发明的目的是这样实现的，线路工程GPS控制网高程拟合方法，其步骤是：

(1)通过GPS控制网平差计算，获得全部GPS控制点的平面坐标和大地高H；

(2)选取构造插值函数点，选择线路两端的GPS控制点以及线路中间隔约每30km左右的GPS控制点，通过水准测量获得其高程h，将这些点作为构造插值函数点；

(3)将线路上的GPS点按顺序投影在垂直平面上，使线路点由三维(x，y，h)转化为二维(s，ζ)；

其中si=Δxi2+Δyi2,]]>ζ_i＝H_i-h_i，i＝0，...n；

式中，符号分别代表：

s_i为每个点的里程；

Δx_i＝x_i-x_i-1，Δy_i＝y_i-y_i-1；

ζ_i为每个点的高程异常值；

H_i为每个点的大地高；

h_i 每个点的高程。

(4)依据点序列{s_i，ζ_i}_i＝0ⁿ构造拉格朗日插值函数：