采用不同起算點對GPS控制網平差成果的影響及分析

王 淵，樊寬林，李 禺

（四川中水成勘院測繪工程有限責任公司，四川 成都 610072）

采用不同起算點對GPS控制網平差成果的影響及分析

王 淵，樊寬林，李 禺

（四川中水成勘院測繪工程有限責任公司，四川 成都 610072）

本文結合水電工程建設在高精度控制測量方面的實際需要，分析了不同起算點對GPS控制網平差成果產生的影響，提出了GPS控制網聯測IGS跟蹤站的網形選擇原則，具有一定的實用價值。

GPS；IGS；平差；分析

0 前 言

由于GPS（Global Position System全球定位系統）具有高精度、全天候、高效率、測站間無需通視、網形及邊長不受限制、操作簡便、應用廣泛等特點，在許多領域已經逐步取代了常規邊角網控制測繪技術，廣泛應用于大地測量、航空攝影測量、工程測量、地質災害應急測量等多等級、多用途的控制測量中。

IGS（International GNSS Service）即國際GNSS服務，是由國際大地測量協會（IAG）協調的一個永久性GPS服務機構，IGS無償地向全球用戶提供各種GPS信息服務，如GPS精密星歷、地球自轉參數、跟蹤站坐標和運動速率、GPS跟蹤站的時鐘信息、電離層和對流層數據、GPS衛星的高質量軌道和預測軌道以及每日所有跟蹤站的觀測數據信息等。

在水電水利工程建設中，通常需要建立高精度的施工控制網或者變形監測網（簡稱控制網），為了獲取控制網的絕對位置和尺度基準，通常采用與IGS跟蹤站聯測的方法解決。那么采用不同IGS跟蹤站作起算點對平差成果將產生什么影響？采用什么樣的網型才能獲得更高精度的控制成果？作者就這兩個問題進行了一定的分析。

1 工程概況

某水電站施工測量控制網由12個墩標點組成，其點位分布情況見圖1。數據采集使用12臺GPS雙頻接收機連續觀測8 h，數據處理采用的是美國麻省理工學院的GAMIT／GLOBK軟件。

結合實際情況，我們篩選了三種不同起算點組成的常用圖形結構進行了數據分析，如圖2、3、4的三種網形，IGS跟蹤站名稱分別是CHUM、SHAO、PIMO、CHAN；CHUM、SHAO、LHAZ、CHAN；CHUM、SHAO、PIMO、HYDE。

圖1 施工測量控制網點位分布

就作起算點的IGS跟蹤站與需要平差計算的控制網點位置關系而言，在圖2的網形中，控制網在IGS站控制范圍邊緣外側；在圖3的網形中，控制網遠離IGS站控制范圍；在圖4的網形中，控制網完全在IGS站的控制范圍之內。

2 不同網形的平差成果比較

根據圖2、3、4的不同IGS跟蹤站作為固定控制點的控制網網形，進行約束平差后，分別形成成果1、2和3，見表1。

圖2 控制網在IGS站控制范圍邊緣外側

圖3 控制網遠離IGS站控制范圍

圖4 控制網完全在IGS站控制范圍內

表1 三種不同網形平差成果

3 不同網形對平差成果精度的影響分析

從表1中的平差成果可知：第一種平差的最弱點為4號點，點位中誤差為±8.3 mm，次弱點為9號點，點位中誤差為±7.8 mm；第二種平差的最弱點為9號點，點位中誤差為±6.9 mm，次弱點為4號點，點位中誤差為±6.8 mm；第三種平差的最弱點為4號點，點位中誤差為±4.7 mm，次弱點為9號點，點位中誤差為±4.3 mm。

在第一種圖形中，IGS跟蹤站不能控制測區，且離測區較遠時，平差得到的成果精度最低；第二種圖形IGS跟蹤站不能控制測區，但有一個跟蹤站離測區較近，平差得到的成果精度稍微有所提高，但不顯著，且最弱點和次弱點發生了變化；在第三種圖形中，測區在IGS跟蹤站控制范圍內且有比較好的圖形結構，平差得到的成果精度最好。

可見，測區在IGS跟蹤站控制范圍內，并能獲得類似圖4的控制網網形進行平差計算，一般就可以獲得較其他兩種圖形結構精度更好的成果。

4 不同網形平差成果比較

根據表1的成果計算三種平差成果之間的較差并進行分析，三種成果較差情況見表2。

表2 三種平差成果較差

從表2中的各種成果的較差可知，各種成果之間由于采用了不同跟蹤站作為起算點平差，得到的成果存在一定的系統差，雖說最大較差只有12.1 mm，對于普通測量來講影響不大，但對于高精度的控制網測量來講已經是不容忽視的問題。

5 結 論

（1）采用不同的IGS跟蹤站作為起算點，平差成果將產生一定的系統誤差；

（2）作為高精度GPS控制網平差起算點的IGS跟蹤站應控制整個測區；

（3）IGS跟蹤站離開測區的距離越短精度越高。

［1］孔祥元，郭際明，劉宗泉.大地測量學基礎［M］.武漢：武漢大學出版社，2010.

P228.4

B

1003－9805（2015）01－0040－03

2014－05－21

王 淵（1965－），男，四川三臺人，高級工程師，從事水電工程測量技術及管理工作。