GPS在钻孔放样和定测过程中高程差异研究

摘要：简要介绍GPS在钻探中的应用，GPS数据处理的基本流程，分析实际工作过程中出现的高程差异的原因，并提出合理的解决方案。

关键词：钻孔放样；钻孔定测；高程差异；GPS

中图分类号：TB

文献标识码：A

文章编号：1672-3198（2011）12-0268-02

1GPS在钻探中应用简介

GPS全称为全球定位系统（Global Position System），硬件是由24颗环球通讯卫星和接收装置组成，基于卫星的无线电导航定位系统，为用户提供精密的三维坐标、导航与时间信息。随着地球的数字化进程，微电子技术和GIS技术获得重大进展，卫星导航、定位的理论已趋成熟，同时各个领域都需要掌握对空间资料的处理和利用的基本技术，GPS将作为通用设备越来越多地应用于科研和民用领域。

GPS在钻探行中主要应用于控制测量、地形图测绘、钻孔放样、钻孔定测以及手持GPS导航。

2 数据处理

GPS卫星定位的数据处理的基本流程如图2-1所示，包括数据采集、数据传输、预处理、基线解算和GPS网平差计算，其中GPS网平差包括GPS基线向量网平差和与地面网的联合平差。

3 放样和定测中高程差异的原因及解决方案

在某工程项目中，我们采用GPS网与地面网联合处理来解决高程问题，然而，出乎意料的是钻孔放样和钻孔定测高程结果数据出现较大差异，而且有些还具有一定的规律性。究其根本原因是坐标系转换参数的求解误差引起。从理论上来讲，两个空间直角坐标系的原点、轴向定义后，两系的变换关系由平移、旋转和尺度变化七个参数可以唯一确定，呈现为相似变换关系。但是，如果网中存在着较明显的系统误差时，则两网的这种相似变换的几何变换关系将被“破坏”，此时由公共点坐标数据解算出的七个参数就不能反映两坐标系的定义差。影响转换参数求定精度的主要因素有：

（1）地面网观测值的权与GPS网观测值的权不匹配，这可以通过方差分量估计方法来解决。

（2）地面网坐标精度和GPS网坐标精度。按以上方法确定了两空间直角坐标系之间的转换参数，就可将任一点的坐标从一个坐标系转换至另一个坐标系。转换后坐标精度既与被转换坐标精度有关，也与转换参数的精度有关。因此，一定要检查控制点高程，并对GPS网控制点进行水准测量。

（3）公共点的个数及分布。当公共点个数增加时，联合平差解算出的参数的可信度也会相应提高。公共点分布范围和分布方式将使所求出的转换参数具有区域性，因而转换参数被应用于区域外或区域内某些地方时，其精度将会降低。因此，实际布测GPS网时，应当多联测地面网点，以保证有足够数量的公共点。

总之，求定坐标转换参数时，不仅要注意其精度水平，还应注意参数的区域性和时间性。

4结语

由于勘探地区早期的控制测量工作没有合理统一的规划部署，后期控制测量工作只能在原有资料的基础上不断向外扩展，以致使GPS控制网的整体精度有所降低并且不同控制点的精度也不统一，为了下一步工作更好的实施,有必要对这些控制点统一进行一次全面控制测量。

参考文献

［1］胡友键等.全球定位系统（GPS）原理与应用［M］.武汉:中国地质大学出版社，2003.

［2］ 徐绍铨,张华海等.GPS测量原理及应用（修订版）［M］.武汉:武汉大学出版社,2003.

［3］ 朱华统等.GPS坐标系统的变换［M］. 北京:测绘出版社，1994.

［4］ 刘基余等.全球定位系统原理及其应用［M］.北京:测绘出版社，1993.

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