[科普中国]-GPS高程

由GPS相对定位得到的基线向量，经平差后可得到高精度的大地高程。若网中有一点或多点具有精确的WGS--84大地坐标系的大地高程，则在GPS网平差后，可得各GPS点的WGS--84大地高程。

概述由GPS相对定位得到的基线向量，经平差后可得到高精度的大地高程。若网中有一点或多点具有精确的WGS--84大地坐标系的大地高程，则在GPS网平差后，可得各GPS点的WGS--84大地高程。GPS相对定位高程方面的相对精度一般可达(2~3)×10-6，在绝对精度方面，对于10km以下的基线边长，可达几厘米，如果在观测和计算时采用一些消除误差的措施，其精度将优于±1 cm。但在实际应用中，地面点一般采用正常高程系统。因此，应找出GPS点的大地高程同正常高程的关系，并采用一定模型进行转换。1

要求GPS高程测量应按以下要求进行。

(1)高程异常变化平缓的地区可使用GPS方法施测高程控制测量，数据采集应采用静态相对定位方法，时间应大于相应等级的平面测量所需的时间。

(2)当采用拟合的方法求解高程值时，应在测区周围和测区内联测高一级的水准点。平原地区，联测的水准点不宜少于6个点；丘陵或山地不宜少于10个点。未知点较多时，联测点宜大于未知点点数的1/5或联测点间的距离不应大于5km。联测的水准点应均匀分布于网中，外围水准点连成的多边形应包含整个测区。测区明屁分几种地形时，应在地形变化部位联测几何水准。

(3)根据求得的GPS点间的正常高程差，在已知点间组成附合或闭合高程导线，其闭合差应符合规定。

(4)应选取大于未知点数量10%的未知点进行检核，其与已知点间的高差之差应符合规定。2

应用随着GPS定位技术的不断发展和定位精度的不断提高，GPS精密测高对传统的水准测高提出了挑战。GPS测高与常规测量水准方法测高相比，最大的优点在于不受距离限制。目前，GPS高差的精度在5～10 km以上的距离已达到三等水准测量的精度，在大范围内可接近二等水准的精度。GPS相对定位所具有的速度快、精度高、全天候、全自动化的特点，使GPS水准将得到越来越多的应用。预计今后GPS高程可望在以下几个方面得到广泛应用。

1、GPS作三、四等水准加密

在山区和丘陵地区进行水准测量，工作量大，因此可利用GPS水准测量进行三、四等水准加密。

2、GPS跨河水准测量

近年来，在跨越宽水域的水准测量中，常采用三角高程测量的方法。其实，三角高程测量常受到大气折光、垂线偏差或大地水准面起伏等误差的影响。

利用GPS相对定位，跨越距离大、精度高，如果利用一岸已有的国家水准点，选取合理的图形构成GPS水准网(一般3～5点)，这样，利用曲线或曲面拟合方法，即可把GPS大地高程转化为正常高程，其精度是完全可以保证的，而三角高程则难以实现。

3、GPS水准用于变形监测

经典的变形监测网，通常是分别测设水平变形和高程变形，因受到各种因素的限制，未能建立高精度的三维变形监测网。考虑通视条件和误差传播等原因，监测网布设范围不可能很大，常设在变形区内。这就使得在变形分析时难以找到稳定的基准，影响变形分析的质量。

GPS测量以其速度快、精度高和不受通视条件、边长限制等优点，广泛应用于地壳变形、海洋面变化等监测。它可以直接测定三维变形，布设范围可扩大至相对稳定区域，以便建立可靠的变形分析稳定基准。3

本词条内容贡献者为:

黎明 - 副教授 - 西南大学