一种工程控制网的布设方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及测量工程技术领域，特别设及一种工程控制网的布设方法和装置。
【背景技术】
[0002] GI^S相对定位技术能够在10^6~10 -8的量级精度上获得所测点位的S维相对坐 标。在实际工程测量应用中，GI^S测量在平面控制方面发挥了巨大作用，但是，GI^S测量中的 高程信息却没有得到充分利用，工程测量中的高程控制仍沿用传统的水准测量方法。该是 因为GI^S技术获得的高程信息是相对于WGS-84楠球的大地高，而我国的法定高程系统是W 似大地水准面为基准的正常高系统。
[0003] 我国采用的是W似大地水准面为起算面的正常高系统，高程基准是1985国家高 程基准，该高程基准的起算面为1952~1979年青岛验潮资料确定的黄海平均海平面，由 于海面地形与海平面上升的影响，我国区域似大地水准面与全球似大地水准面有量级约 为0.5m的偏差。因此，1985国家高程基准为一局部高程基准。高程基准及其相互关系如 图1所示。
[0004] 大地高是W参考楠球面为基准的高程系统，地面点的大地高定义为由地面点沿过 该点的楠球法线到参考楠球面的距离。大地高是一个几何量，不具有物理意义，不同定义的 楠球具有不同的大地高。楠球面和（似）大地水准面的关系如图2所示。GI^S定位测量获 得的是WGS-84楠球大地坐标系中的成果，是相对于WGS-84楠球的大地高。大地高H可W 分解正常高h和高程异常C两部分，正常高h是地面点至似大地水准面的距离，高程异常 是C是似大地水准面至参考楠球体的距离。
[0005] 目前，工程应用中GI^S高程测量W拟合法为主，拟合法的主要思想是在区域内部 分GI^S控制网点上进行了水准测量，使该些点即有WGS-84大地高，也有正常高，该样可 计算该些离散GPS/水准点的高程异常。拟合法是利用区域内已知高程异常点去推估其余 GI^S点的高程异常。拟合方法包括曲面拟合法、多面函数法、神经网络法等。若拟合区域较 大，可采用分区拟合的方法，即将整个GPS网划分为若干区域，利用位于各个区域中的已知 点分别拟合出该区域中的各点的高程异常值。由于作为高程基准面的似大地水准面的不规 则性，任何拟合方法都包含模型的代表性误差。在起伏较大的丘陵和山区，拟合方法得到的 正常高精度较低。
[0006] 另一种GI^S高程测量的方法是采用区域高精度、高分辨率的似大地水准面数值 模型，似大地水准面模型可W给出任一点的似大地水准面高，看作一种测定正常高的参考 框架，将GI^S大地高转换为正常高，但似大地水准面精化技术所用原始数据种类多，技术复 杂，不能为大多数测绘生产单位和施工企业广泛应用。
【发明内容】
[0007] 本发明要解决的技术问题是，提供一种工程控制网的布设方法和装置，能够在同 一个GI^S控制网中，既可W得到平面坐标，也可W得到海拔高程。
[000引一方面，为一种工程控制网的布设方法，包括：
[0009] 在测区控制区域内，选定GPS控制网点；
[0010] 获取所述GI^S控制网点的正常高h;
[0011] 在所述测区控制区域内，选择平面控制点；
[0012] 利用所述平面控制点的工程应用坐标，对GI^S控制网进行平面约束平差，得到所 述GPS控制网点的工程应用平面坐标；
[0013] 根据所述GI^S控制网点的正常高h和所述GI^S控制网点的工程应用平面坐标，进 行工程施工的处理。
[0014] 所述获取所述GI^S控制网点的正常高h的步骤包括：
[001引获取所述GPS控制网点的高程异常C胃；
[0016] 获取所述GPS控制网点的相对参考楠球面的大地高H';
[0017] 根据所述GI^S控制网点的相对参考楠球面的大地高H'和所述GI^S控制网点的高 程异常获取所述GI^S控制网点的正常高h。
[001引所述获取所述Gl^s控制网点的高程异常e2。。8的步骤包括：
[0019] 在WGS-84坐标系中进行无约束平差，获得所述GI^S控制网点在WGS-84地屯、S维 坐标系中的坐标化Y，幻；
[0020] 将所述GPS控制网点在WGS-84地屯、S维坐标系中的坐标化Y，幻转换为第一大 地坐标化LH);
[002U利用EGM2008超高阶重力场模型，根据所述GI^S控制网点的所述第一大地坐标，计 算所述GI^S控制网点的高程异常（2。。8。
[0022] 所述获取所述GI^S控制网点的相对参考楠球面的大地高H'的步骤包括：
[0023] 在测区控制区域内，选取高程控制点；
[0024] 计算所述高程控制点相对所述参考楠球面的大地高；
[0025] 根据所述高程控制点相对所述参考楠球面的大地高，对GI^S控制网进行高程约束 和S维约束平差，得到GI^S控制网点的第二大地坐标炬'，L'，H');
[0026] 提取所述第二大地坐标中的H'，作为所述GI^S控制网点相对参考楠球面的大地 高H'。
[0027] 所述计算所述高程控制点相对所述参考楠球面的大地高的步骤包括：
[002引获取所述高程控制点的正常高；
[0029] 根据EGM2008超高阶重力场模型，计算所述高程控制点的高程异常；
[0030] 根据所述高程控制点的正常高和所述高程控制点的高程异常，计算所述高程控制 点相对所述参考楠球面的大地高。
[0031] 另一方面，提供一种工程控制网的布设装置，包括：
[0032] 第一选择单元，在测区控制区域内，选择GI^S控制网点；
[0033] 第一获取单元，获取所述GI^S控制网点的正常高h;
[0034] 第二选择单元，在所述测区控制区域内，选择平面控制点；
[0035] 第二获取单元，利用所述平面控制点的工程应用坐标，对GI^S控制网进行平面约 束平差，得到所述GI^S控制网点的工程应用平面坐标；
[0036] 处理单元，根据所述GI^S控制网点的正常高h和所述GI^S控制网点的工程应用平 面坐标，进行工程施工的处理。
[0037] 第一获取单元包括；
[003引第一获取子单元，获取所述GI^S控制网点的相对参考楠球面的大地高H';
[0039] 第二获取子单元，获取所述GI^S控制网点的高程异常（2。。8;
[0040] 计算子单元，根据所述GI^S控制网点的相对参考楠球面的大地高H'和所述GI^S控 制网点的高程异常（2。。8。
[0041] 所述第二获取子单元包括：
[0042] 获取子模块，在WGS-84坐标系中进行无约束平差，获得所述GI^S控制网点在 WGS-84地屯、S维坐标系中的坐标狂，Y，Z);
[0043] 转换子模块，将所述GPS控制网点在WGS-84地屯、S维坐标系中的坐标化Y，幻转 换为第一大地坐标化LH);
[0044] 计算子模块，利用EGM2008超高阶重力场模型，根据所述GI^S控制网点的所述第一 大地坐标，计算所述GI^S控制网点的高程异常e2。。8。
[0045] 所述第一获取子单元包括：
[0046] 选择子模块，在测区控制区域内，选取高程控制点；
[0047] 第一计算子模块，计算所述高程控制点相对所述参考楠球面的大地高；
[0048] 第二计算子模块，根据所述高程控制点相对所述参考楠球面的大地高，对GI^S控 制网进行高程约束和S维约束平差，得到GI^S控制网点的第二大地坐标炬'，L'，H');
[0049] 提取子模块，提取所述第二大地坐标中的H'，作为所述GI^S控制网点相对参考楠 球面的大地高H'。
[0化日]所述第一计算子模块包括：
[0051] 获取子模块，获取所述高程控制点的正常高；
[0化2] 第一计算子模块，根据EGM2008超高阶重力场模型，计算所述高程控制点的高程 异常；
[0化3] 第二计算子模块，根据所述高程控制点的正常高和所述高程控制点的高程异常， 计算所述高程控制点相对所述参考楠球面的大地高。
[0化4] 本发明的上述技术方案的有益效果如下；
[0化5]本发明，在同一个GI^S控制网中，既可W得到平面坐标，也可W得到海拔高程，为 水准实施困难