摘要：本文介紹了利用GPS均衡點(diǎn)加強(qiáng)和改進(jìn)天文重力水準(zhǔn)網(wǎng)的原理、方法和實(shí)現(xiàn)基準(zhǔn)值驗(yàn)證功能。還討論并驗(yàn)證了間接調(diào)整直徑。以單線推進(jìn)路線為例。

　　關(guān)鍵詞：GPS;水準(zhǔn)點(diǎn);天文重力水準(zhǔn)網(wǎng);間接改正

　　為了完善測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)更為準(zhǔn)確的測(cè)量目標(biāo)，我國(guó)正準(zhǔn)備建立一個(gè)非常精確的GPS大地坐標(biāo)網(wǎng)。目前，已經(jīng)建立了基本的和次要的GPS網(wǎng)，可以用GPS補(bǔ)償來(lái)代替以前的天文和重力水準(zhǔn)網(wǎng)。現(xiàn)在的問題是，GPS水準(zhǔn)網(wǎng)是否非常精確準(zhǔn)確地說(shuō)，原始的天文重力水準(zhǔn)測(cè)量網(wǎng)格還需要使用嗎?如果是，怎么用?顯然，這個(gè)問題的目的是為了有效利用原始天文重力水準(zhǔn)網(wǎng)的數(shù)據(jù)，由于天文重力水準(zhǔn)網(wǎng)已經(jīng)覆蓋了全國(guó)廣大地區(qū)，相對(duì)于數(shù)量有著巨大的優(yōu)勢(shì)，而且GPS均衡點(diǎn)的數(shù)量太少，為滿足精密大地水準(zhǔn)面的需要，本文提出利用GPS高精度均衡點(diǎn)來(lái)加強(qiáng)和完善提高天文重力水平的網(wǎng)，有效地提高原始高程異常的精度。

　　從沿法向重力線的地面點(diǎn)到準(zhǔn)大地水準(zhǔn)面的距離是法向高度(記錄為H-947)等。兩個(gè)高度之間的差異(兩個(gè)高程層之間的差異)是高程軸(記錄為A)和三個(gè)高程層之間的比率GPS系統(tǒng)具有使用簡(jiǎn)單、成本低、精度高、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、地震覆蓋率高等優(yōu)點(diǎn)，特別是GPS系統(tǒng)的PTK功能，可以實(shí)時(shí)改變正常的測(cè)量性能，以高精度滿足不同行業(yè)和領(lǐng)域的需要并顯著提高了計(jì)量效率。

　　2單線有一個(gè)閉合差條件的情況

　　基于全站儀的后向方位，所獲得的補(bǔ)償可被視為已知值，但全站儀的后向方位與GPS高度系統(tǒng)的后向方位不同。因此，有必要使用四參數(shù)法修改所獲得水平的確定值，以便有效地平衡GPS高度。由粗差處理產(chǎn)生的校正值在GPS高中給出，并與均衡的校正值進(jìn)行比較。內(nèi)陸總量技術(shù)研究可以有效提高內(nèi)陸總量數(shù)據(jù)修正后的GPS高程RTK研究的實(shí)際精度，即監(jiān)測(cè)區(qū)域的實(shí)際值與換算值之間的誤差;n為測(cè)量工作的總值;n為平均誤差，可以反映定位系統(tǒng)的精度和均勻性。與初始監(jiān)測(cè)值相比，實(shí)際精度的程度逐漸接近。例如，(a)和(F)點(diǎn)對(duì)X的實(shí)際精度有所提高，該方法獲得的實(shí)際精度更高，均衡系統(tǒng)更穩(wěn)定。在監(jiān)測(cè)cm級(jí)別的變化時(shí)，可以有效地減小誤差，提高實(shí)際精度。但在監(jiān)測(cè)毫米變化時(shí)，這種方法不僅可以提高實(shí)際精度，甚至可以達(dá)到一定的精度。

　　3單線有一個(gè)閉合差條件的情況

　　根據(jù)變形類型和工程監(jiān)測(cè)要求，測(cè)量方法可分為靜態(tài)測(cè)量、快速靜態(tài)測(cè)量和動(dòng)態(tài)測(cè)量三種。工作強(qiáng)度低，同時(shí)具有采樣速度快、工作方便、自動(dòng)監(jiān)測(cè)方便等特點(diǎn)，這在工程變形觀測(cè)中具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，如隔河巖大壩采用了連續(xù)靜態(tài)測(cè)量法對(duì)大壩進(jìn)行監(jiān)測(cè)。利用GPS進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)，國(guó)內(nèi)外GPS變形監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)可概括為：(1)實(shí)時(shí)GPS變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng);(2)建立GPS、GIS和RS集成的3S監(jiān)測(cè)系統(tǒng);(3)建立監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，結(jié)合GPS及其監(jiān)測(cè)技術(shù)。(4)分析理論是GPS動(dòng)態(tài)變形的應(yīng)用分析，在監(jiān)測(cè)人員利用GPS獲取相關(guān)變形數(shù)據(jù)后，一些內(nèi)部系統(tǒng)技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，收集有用信息，提供給數(shù)據(jù)用戶，幫助資料使用者迅速了解和了解變形情況，采取科學(xué)有效的方法防止進(jìn)一步變形，以減少事故的發(fā)生;確保人類安全生產(chǎn)和生活環(huán)境。可修改GPS變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)格式，驗(yàn)證數(shù)據(jù)精度，消除衛(wèi)星信號(hào)中的噪聲干擾，提高數(shù)據(jù)可視化程度，簡(jiǎn)化監(jiān)測(cè)人員的工作和難點(diǎn)。

　　4間接平差方法的精度情況

　　4.1灰色系統(tǒng)理論

　　1982年，灰色模型系統(tǒng)灰色系統(tǒng)理論是專門用來(lái)解決系統(tǒng)分析信息不完全問題的一種數(shù)學(xué)方法，為分析信息不完全的系統(tǒng)模型問題提供了一種新的方法，它把所有隨機(jī)過程都看作一個(gè)時(shí)灰色過程，利用收集的數(shù)據(jù)對(duì)規(guī)則數(shù)據(jù)進(jìn)行組織和處理，其最大的優(yōu)點(diǎn)是需求建模數(shù)據(jù)非常低，可以有效地消除回歸分析等統(tǒng)計(jì)分析方法的不足，對(duì)灰色模型進(jìn)行研究和改進(jìn)，并進(jìn)行預(yù)測(cè)灰色系統(tǒng)的目的是用較少的信息分析數(shù)據(jù)。灰色系統(tǒng)的重要目標(biāo)是建立一個(gè)微分方程，同時(shí)處理和利用信息，通過分析灰色關(guān)系，GM模型可以提取變量進(jìn)行建模，檢驗(yàn)各個(gè)函數(shù)的特性，最終建立離散數(shù)據(jù)的微分方程。為了得到高精度的預(yù)測(cè)結(jié)果，需要對(duì)模型的精度進(jìn)行檢驗(yàn)。一般情況下，基因改良模型是以回溯分散率C和低概率P來(lái)描述模型的精確度。

　　4.2對(duì)于高精度GPS監(jiān)測(cè)網(wǎng)

　　一般要滿足三個(gè)條件：一是在地質(zhì)條件好、穩(wěn)定性好、保存期長(zhǎng)的地點(diǎn)建立立方米點(diǎn);第二，GPS點(diǎn)與鄰國(guó)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的距離(本文件稱為監(jiān)測(cè)距離)一般不超過3km，左右各1km為佳;第三，首次查看監(jiān)測(cè)網(wǎng)時(shí)，最好與鄰近高級(jí)別國(guó)家的GPS點(diǎn)進(jìn)行共同測(cè)量。同時(shí)，在第一次觀測(cè)期間獲得的父向量的準(zhǔn)確事前值在參考點(diǎn)和觀測(cè)點(diǎn)之間，監(jiān)測(cè)網(wǎng)在基準(zhǔn)期內(nèi)(第一次觀測(cè))與基準(zhǔn)期內(nèi)的觀測(cè)點(diǎn)、觀測(cè)點(diǎn)相比不移動(dòng)，觀測(cè)點(diǎn)變形。

　　觀測(cè)點(diǎn)在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中不移動(dòng)，在變形量和變形量表示后，設(shè)置點(diǎn)P2的位置，現(xiàn)在建議利用參考期的觀測(cè)值，得到一個(gè)形狀變量，即用站坐標(biāo)計(jì)算的偽距，由于精確獲得了參考點(diǎn)和觀測(cè)點(diǎn)之間的源矢量，因此通過第一次觀測(cè)得到的模型與載波相位觀測(cè)值的差分模式相似，由于只考慮了方向余弦。

　　因此該模型被稱為相似均勻微分模型，相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理方法被稱為相似均勻微分方法，由于單歷元算法是一個(gè)模型，因此避免了檢測(cè)和校正周期滑移的難題;由于監(jiān)測(cè)網(wǎng)的第一次觀測(cè)結(jié)果，兩個(gè)空間的模糊度計(jì)算變得容易，利用GPS跟蹤相位變化值后，由于該相位的初始數(shù)據(jù)難以確定，這些數(shù)據(jù)只能作為運(yùn)行過程參數(shù)，相位觀測(cè)值是一個(gè)相位，由GPS系統(tǒng)處理接收到的信號(hào)的載波表示，GPS變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)(基線網(wǎng))包含位置、比例尺等信息。GPS網(wǎng)范圍內(nèi)包含的日期和方位角日期可以通過GPS網(wǎng)源向量來(lái)提供。

　　4.3利用基于MATLAB的灰色基因改造預(yù)測(cè)模型

　　根據(jù)原始輸入列，對(duì)模型進(jìn)行處理得到預(yù)測(cè)值，并對(duì)模型的精度進(jìn)行評(píng)估。模型在實(shí)測(cè)值的期望值GM(1,1)是對(duì)工程影響的良好預(yù)測(cè)，同時(shí)可以得出隨著預(yù)測(cè)時(shí)間的增加，預(yù)測(cè)精度也在下降的結(jié)論。主要累積水平變化在16mm和安全范圍內(nèi)，影響變形的因素很多。根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，主要原因有：人為因素引起的中心誤差和水平誤差;系統(tǒng)誤差設(shè)備和故障數(shù)據(jù)的處理;生產(chǎn)區(qū)有一定數(shù)量的人流量和車流影響監(jiān)測(cè)點(diǎn)。

　　溫度變化季節(jié)性更換對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)有一定影響;性能高平方面積面積面積面積面積面積面積面積受降雨影響較大，如第4～7期水平向Y方向移動(dòng)是一個(gè)明顯的變化，約在7月左右，特別是在該地區(qū)的雨季，影響變形預(yù)測(cè)的因素比較復(fù)雜。影響變形預(yù)測(cè)的重要因素有：9312未知區(qū)域的前期變形。基準(zhǔn)點(diǎn)的穩(wěn)定性對(duì)GPS變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的精度有一定的影響。因此，有關(guān)人員應(yīng)利用監(jiān)測(cè)站測(cè)試參考點(diǎn)的穩(wěn)定性。如果一個(gè)弱穩(wěn)定性的零點(diǎn)被一個(gè)高穩(wěn)定性的參考點(diǎn)所代替，以確保監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的完全準(zhǔn)確性。完成這項(xiàng)監(jiān)測(cè)任務(wù)，并不意味著揚(yáng)子站變形監(jiān)測(cè)工作的結(jié)束，還需要后續(xù)工作，確保生命財(cái)產(chǎn)安全。

　　結(jié)論

　　在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大背景下，要迅速提高GPS變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理的精度，以保證數(shù)據(jù)查詢者的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，幫助維修人員用科學(xué)合理的方法消除變形，提高相關(guān)工程的穩(wěn)定性，確保人民群眾安全生產(chǎn)生活環(huán)境。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]朱龍?jiān)?利用GPS水準(zhǔn)點(diǎn)加強(qiáng)和改善天文重力水準(zhǔn)網(wǎng)方法探析[J].水利水電快報(bào)，2017，38(5)：34-37.

　　作者：張會(huì)彬1王永定2陳胤璇3

　　水利論文投稿刊物：《河北水利》(月刊)1989年創(chuàng)刊，是河北省唯一的綜合性、指導(dǎo)性科技期刊。主要體現(xiàn)河北省治水思路和水利建設(shè)成就。辦刊宗旨是以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo)，宣傳黨和國(guó)家有關(guān)水利的方針、政策，介紹水利建設(shè)成就，傳播先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，交流水利信息，推動(dòng)水利改革，提高管理水平，讀者為各級(jí)行政、技術(shù)、管理和科技研究人員。