GPS技術在控制測量中的應用

【摘 要】文章介紹了用GPS接收機建立平面控制網的操作步驟和具體方法，著重討論了網的布設方案和結果精度，并進行了精度評價和分析。并對具體操作進行分析和提出建議。

【關鍵詞】GPS測理;精度分析;經驗和建議

The GPS technique is in the control the diagraph of application

Huang Ya-xing

(Changtai County national territory resources bureau Changtai Fujian 363900)

【Abstract】Article introduction use a GPS receiver establishment flat surface control net of operation step with concrete method， emphasize discussion net of the cloth establish a project and result accuracy， and carried on accuracy evaluation and analysis.Combine put forward suggestion towards being concrete operation to carry on analysis and.

【Key words】The GPS measure a reason;Accuracy analysis;Experience and suggestion

1. 引言

為了滿足地區規劃建設、土地管理、經濟開發區的規劃及1:500測圖、工業開發區、旅游區、道路建設等項工程建設的需要，我們需要建立地區控制網。常規控制測量如三角測量、導線測量，要求點間通視，費工費時，而且精度不均勻。GPS靜態、快速靜態相對定位測量無需點間通視能夠高精度 地進行各種控制測量。下面，我就應用GPS技術建立地區平面控制網和大家進行探討。

應用GPS技術建立地區平面控制網，不僅具有精度高、工期短、費用省的優點，而且由于GPS測量本身的特點，網形構造簡單，點的疏密和邊長的長短都可適當選取，這樣在建立地區控制網時，即使離較高等級三角點較遠，仍可進行連接，并進行控制網的定位和定向。另外，還可以解決常規測量中點位之間無法通視的困難，選點靈活，不需要高標，同時還可解決外業施測受天氣影響的困難，因此，應用GPS技術建立地區平面控制網的方法值得推廣。

GPS控制網概況

2. 布網方案

地區GPS控制網的布設，既要滿足地區長期規劃的需要，又要滿足近期規劃建設的需要(如工程設計、施工放樣、地籍測量、1:500數字化測圖等方面的需要)，本著確保測量精度、速度快、費用省的原則布設。首先應找到比新布設控制網等級高精度良好的三角點三個以上。嚴格按照相應等級控制網的密度、精度要求布點。做好GPS控制網的圖形設計。然后，設立起始方向。利用GPS接收機同步觀測以邊連、點連混合方式連續構成整體網，這樣構網便于組成較多的同步環、異步環及復測基線，具有較強的幾何強度和多余觀測。

3. 選點與埋石

作業前，依照測區現有控制點資料情況作了現場踏勘，選點工作基本按設計圖紙要求，結合GPS測量規范中有關選點要求，及實地的自然地理情況確定點位，其點位基本應滿足如下要求:

(1)點位應位于交通方便、便于埋設和長期保存，便于安置接收設備和便于操作的地方。

(2)視野開闊，在高度角15°以上的天空沒有障礙物。

(3)點位200m范圍內，無大功率無線電發射源或高壓輸電線通過，點位應避開大面積水域和高大建筑物及對電磁波接收有強烈干擾的物體。

(4)點位應考慮到日后用常規方法進一步加密和聯測的需要。

根據上述要求及地區的地理特點及舊三角點的分布情況，應盡量選在位置適當的高處，并按GPS測量規范中的埋石規定，本著地面埋樁與房頂澆鑄靈活應用的原則均應建立永久性標志，便于長期保存和使用。

4. 外業觀測與要求

由于GPS測量技術要求高，作業周期短，并且要求有幾臺接收機同時作業，因此為保證作業的高精度，外業觀測前應制定科學、周密的觀測計劃。首先通過微機編制GPS外業觀測計劃，設置測區近似經緯度、作業日期及每天作業起止時間，分別打印出每天早上6點至晚上8點時段內可見衛星數直方圖和精度因子圖供觀測時參考，以避開不佳觀測時段，保證觀測精度。在周密計劃的同時，還應有完善的協調組織工作，注意合理安排、協調作業，保證嚴肅、認真、細致地進行工作，并要有快捷的交通工具相配合，使觀測工作有條不紊地進行，達到高精度、高效率。另外，做好同步觀測計劃、設站次數的要求等，保證整網的點位相對精度。GPS網外業觀測計劃的編制，要求每點設站盡量保證在2次以上，在設站中，為保證今后使用方便，鄰近點基本上都由直接觀測基線向量相連;對于網的邊緣點，則盡量與內部點同步觀測，以提高邊緣點的精度。其要求如下:

(1)全網的所有觀測安排在每天的最佳觀測時段，每時段最少同時跟蹤顆衛星，其PDOP值均小于5。

(2)每時段觀測1小時，數據采集間隔為15秒。

(3)在測站上，天線嚴格整平對中，天線固定標志大致朝北，測前、測后分別量取天線高，讀數精確到mm。

(4)觀測過程中，觀測者應坐在接收機旁，但頭頂不要超過天線高，觀察數據接收情況，如衛星數、信噪比及精度因子變化等，若觀測質量不佳，應及時聯絡各測站，延長觀測時間。

(5)為確保數據安全，每天的數據應及時送至微機存盤保存。

GPS數據處理及精度

GPS控制網的內業數據處理和基線計算應采用隨機購置的數據處理程序處理。網平差使用相應的平差軟件進行計算。以保證其精度。

4.1 GPS基線解算及質量評定。

觀測數據的基線處理是整網計算中最重要的環節。基線解算及工作質量評定直接影響到GPS網的精度，所以應認真做好當天的基線解算工作及閉合差(同步環、異步環)和復測基線較差的統計工作，正確篩選合格基線，對于不合格基線要及時采取措施解決或重新測量，這對保證觀測精度，提高工作效率是非常重要的。為檢驗每天觀測成果的精度和有效性，每天觀測結束后及時對外業觀測數據進行計算、檢驗，即進行基線解算及同步環、異步環3個分量閉合差、復測基線較差的統計，對閉合差及較差超限的基線進行適當處理或刪除，采取有效措施復測，以確保整體質量。

4.2 GPS網的平差。

(1)在WGS-84大地坐標系中的士維無約束平差。

為了全面考核GPS測量網的內部附合精度，應以網中高等級點作為全網的坐標起算點，以GPS基線向量為觀測值，在WGS-84坐標系的大地坐標和地心坐標及相應的精度指標進行平差。作內部附合精度評定。

(2)GPS網的2維約束平差。

1954年北京坐標系的平差是在北京廣線4參考橢球的高斯投影面上進行的，采用6°投影帶，中央子午線為129°00'，采用高斯直角坐標系。通常GPS網與地面網的聯合平差，是將幾個地面網點的坐標作為固定值，使整個GPS空間網附合至原有地面網上，約束點的等級、相對精度、約束點的分布和數量直接影響到平差的精度。

精度分析

從點位中誤差、 方位角中誤差、 邊長中誤差、 邊長相對中誤差等進行精度分析。

經驗建議

(1)應用GPS技術建立平面控制網的方法值得推廣。

應用GPS建立控制網，不僅具有精度高、工期短、費用省的伏點，而且由于GPS測量本身的特點，網形構造簡單，點的疏密和邊長的長短都可適當選取，這樣在建立城市控制網時，即使離國家三角點較遠，仍可進行連接，并進行控制網的定位和定向。另外，還可以解決常規測量中點位之間無法通視的困難，選點靈活，不需要高標，同時還可解決外業施測受天氣影響的困難。

(2)要有周密的計劃和完善的協調組織工作。

臨近點基本都用直接觀測基線向量相連，網的邊緣點盡量與內部點同步觀測;外業觀測時段、觀測時間的選取及觀測數據必須每天傳輸存盤等要求都在設計上起到了精度保證作用。在周密計劃的同時，還應有完善的協調組織工作。

(3)注意基線解算及工作質量評定。

基線解算及工作質量評定直接影響到GPS網的精度，所以應認真做好當天的基線解算工作及閉合差(同步環、異步環)和復測基線較差的統計工作，正確篩選合格基線，對于不合格基線要及時采取措施解決或重新測量。

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[文章編號]1006-7619(2010)07-01-145