GPS測量為什么只適用于平面測量而不適用于高程測量?

【專家解說】：GPS高程測量的制約因素 3.1 高程基準(zhǔn)面的制約因素 3.1.1 大地水準(zhǔn)面模型方面的限制 利用GPS求得的是地面點(diǎn)在WGS一84坐標(biāo)系中的大地高，而我國的《中華人民共和國大地測量法式(草案)》規(guī)定，我國高程采用正常高。要想使GPS高程在工程實(shí)際中得到應(yīng)用，必須實(shí)現(xiàn)GPS大地高向我國正在使用的正常高的轉(zhuǎn)化。 由上面GPS的測量原理可知，為了得到正常高H,，我們要知道高程異常值爹。對于長距離，GPS測量也能非常有效地得到大地高，但會(huì)遇到大地水準(zhǔn)面和高程基準(zhǔn)面方面的問題。由于大地水準(zhǔn)面按經(jīng)典的說法是:設(shè)想一個(gè)靜止的海水面向陸地延伸而形成一個(gè)封閉的曲面，其中通過平均海水面的那個(gè)水準(zhǔn)面稱為大地水準(zhǔn)面。但是，隨著現(xiàn)代大地測量的發(fā)展、測量精度的提高和多方面的需要，再把它說成與平均海水面重合就不能認(rèn)為是嚴(yán)格的了。因此，我國的黃海高程基準(zhǔn)實(shí)際上是近似高程系統(tǒng)。 這樣的一個(gè)大地水準(zhǔn)面模型，其相對精度是很低的，從而也制約了GPS高程測量的精度。 3.1.2 高程基準(zhǔn)方面的制約因素 由于我國高程基準(zhǔn)面比較多，有大連高程基準(zhǔn)、大沽高程基準(zhǔn)、廢黃河基準(zhǔn)、吳淞基準(zhǔn)、1956年黃海高程基準(zhǔn)等等，每一個(gè)高程基準(zhǔn)都由一高程原點(diǎn)推算，有時(shí)一個(gè)點(diǎn)的高程值由一個(gè)或幾個(gè)高程基準(zhǔn)面來決定。 如果這些高程面的海洋測量或水準(zhǔn)測量有誤，都將會(huì)使高程基準(zhǔn)面的基準(zhǔn)偏離真實(shí)的重力模型，都會(huì)影響GPS高程轉(zhuǎn)換的精度。 3.2 GPS高程測f方面的制約因素 3.2.1 相位整周模糊度解算對GPS高程的制約 相位整周模糊度解算是否可靠，直接影響三維坐標(biāo)的精度。在控制測量中，無論采用快速靜態(tài)或?qū)崟r(shí)動(dòng)態(tài)測量技術(shù)，都必須精確解算得到相位整周數(shù)，然而相位整周數(shù)模糊度的解算常常會(huì)出現(xiàn)解算錯(cuò)誤的可能性，從而會(huì)影響高程測量的精度。 3.2.2 多路徑效應(yīng)的制約因素 所謂多路徑效應(yīng)是指測站附近反射物反射來自衛(wèi)星的信號與衛(wèi)星直接發(fā)射的信號同時(shí)被接收機(jī)接受，這兩種信號產(chǎn)生相互影響，使其觀測值偏離其真值，產(chǎn)生多路徑誤差。多路徑效應(yīng)的影響分為直接的和間接的，并能對三維坐標(biāo)產(chǎn)生分米級影響。 3.2.3 電離層延遲對高程剛量的影響 電離層對GPS測量的影響主要有:電離層群延(絕對測距誤差);電離層載波相位超前(相對測距誤差);電離層多普勒頻移(距速誤差);振幅閃爍信號衰減;磁暴、太陽耀斑等，這些電離層的變化都會(huì)延遲GPS信號的傳播路線。從而影響GPS的高程測量的精度。 3.2.4 星歷和參考坐標(biāo)對高程的制約 衛(wèi)星的星歷是描述衛(wèi)星運(yùn)行軌道的信息，精確的軌道信息是GPS定位的基礎(chǔ)。另外，為測定某點(diǎn)的高程就必須獲得該地區(qū)的一個(gè)理想的用WGS一84參考位置。衛(wèi)星星歷質(zhì)量的好壞及用WGS一84參考位置確定精度等將直接影響GPS的高程測量，可能會(huì)產(chǎn)生幾個(gè)PPM的影響。 3.2.5 天線高對高程瀏量的影響 天線高是一個(gè)明顯的誤差來源。如果使用三腳架，由于高度經(jīng)常發(fā)生變化，外業(yè)要求必須對天線高測量進(jìn)行嚴(yán)格檢查。若天線不是由一個(gè)廠家生產(chǎn)，則影響會(huì)更大，原因是有效相位中心不在同一高度上。 3.2.6 潮汐對GPS高程測量的影響 潮汐現(xiàn)象(包括陸地潮汐和海洋潮汐)對GPS高程測量也能產(chǎn)生很大的影響，特別是當(dāng)基線超過100km的情況下，其影響可達(dá)到厘米級。