1、 毕业设计说明书 题 目：GPS 大地高程、全站仪三角高程与水准高 程的探讨 专 业： 工程管理信息技术 班 级： 工管 学生姓名： 指导教师： 摘要 I GPS 大地高程、全站仪三角高程与水准高程的探讨 摘要 在工程在工程测量的过程中， 经常会涉及到高程测量。 传统的高程测量方法有三角高经常会涉及到高程测量。 传统的高程测量方法有三角高 程法和水准高程法。伴随着科技的发展及程法和水准高程法。伴随着科技的发展及 GPS 的普遍化，延伸出了的普遍化，延伸出了 GPS 高程。三高程。三 者各具特色，但都存在不足。水准测量，一种直接测高法，精度高，但工作量大。者各具特色，但都存在不足。水准测量，一种
2、直接测高法，精度高，但工作量大。 三角高程测量，不受地形的影响，速度快，但精度相对低。三角高程测量，不受地形的影响，速度快，但精度相对低。GPS 高程测量，速度快，高程测量，速度快， 作业范围大，但受卫星信号影响。因测量方的不同，它们的精度也各不相同。但在作业范围大，但受卫星信号影响。因测量方的不同，它们的精度也各不相同。但在 一定的条件下，三角高程及一定的条件下，三角高程及 GPS 高程可以达到水准精度的要求，满足各种比例尺地高程可以达到水准精度的要求，满足各种比例尺地 形测图的需要。形测图的需要。 关键词关键词：水准高程、GPS 高程、三角高程、精度 目录 目 录 摘要摘要 .I 1. 高
3、程高程 . 1 1.1. 高程的概念 1 1.2. 高程系统 1 1.2.1. 正高系统 . 1 1.2.2. 正常高系统 . 1 1.2.3. GPS 高程 2 1.2.4. 国家高程基准 . 2 1.2.5. 我国常用高程基准. 1.2.6. 高程系统之间的转换关系 . 6 2. 常用高程测量常用高程测量 . 7 2.1. 水准高程测量 7 2.2. 三角高程测量 8 2.3. GPS 高程测量 8 3. 常常用高程测量方法的误差及精度解析用高程测量方法的误差及精度解析 . 9 3.1. 水准测量 9 3.2. 三角高程测量 9 3.3. GPS 高程测量 10 4. 常见高程对比解析常见
4、高程对比解析 . 10 4.1. 三角高程与水准高程 10 4.1.1. 全站仪三角高程测量与水准测量理论对比分析 . 10 4.1.2. 全站仪三角高程测量与水准测量实例分析 . 11 4.2. GPS 高程与水准高程 14 4.2.1. GPS 精度评定 14 4.2.2. GPS 高程测量与水准高程测量实例分析 15 GPS 大地高程、全站仪三角高程与水准高程的探讨 1 1. 高程高程 1.1.1.1. 高程的概念高程的概念 高程（标高） 【elevation】指的是某点沿铅垂线方向到绝对基面的距离，称绝对高 程。简称高程。某点沿铅垂线方向到某假定水准基面的距离，称假定高程。 1.2.1
5、.2. 高程系统高程系统 1.2.1. 正高系统正高系统 正高系统以大地水准面为高程基准面，地面上任一点的正高是指该点沿垂线方 向至大地水准面的距离。 B B m 1 H=gdh g 正 式中， m g B 为 B 点沿垂线方向不同深处重力的平均值， gdh 是过 B 点的水准面与起 始大地水准面之间位能差。 但由于 B 点沿垂线方向不同深处的重力不能测定， 所以 m g B 不 能精确得到，正高也就不能精确求得。 1.2.2. 正常高系统正常高系统 将 m g B 用正常重力 B m 代替，便得到另一种系统的高程，称其为正常高。 B m 1 = B Hgdh 常 式中，g 由沿水准测量路线的
6、重力测量得到，dh 是水准测量的高差， B m 是按正常重 力公式算得的正常重力平均值。正常重力按下式计算： 0 0.3086H H 以米为单位，正常重力 0 按 1975 年国际地球物理和大地测量联合会推荐的正常 重力公式计算： 2 0 978.032(10.005302 sin2) 我国规定采用正常高高程系统。 正常高以似大地水准面为基准面的高程。 在海面上， 大地水准面和似大地水准面重合。 2 1.2.3. GPS 高程高程 GPS 除测出平面坐标外，还测出大地高 H（即沿 WGS-84 椭球体法线到椭球面的 距离） 。 如果能知道 WGS-84 椭球面和似大地水准面之间的差值，则可由 GPS 的大地高求得 正常高。 在一个区域确定 WGS-84 椭球面和似大地水准面之间的差值，是在该区域建立高 精度的似大地水准面。通过高精度 GPS 控制网和水准测量控制网，综合利用重力资料， 进行似大地水准面的拟合来实现。 1.2.4. 国家高程基准国家高程基
