帶狀測繪工程控制網的優化設計與精度分析

■王永亮

（遼寧省有色地質局一 〇八隊 遼寧 沈陽110013）

帶狀測繪工程控制網的優化設計與精度分析

■王永亮

（遼寧省有色地質局一 〇八隊 遼寧 沈陽110013）

GPS靜態定位技術在測量中主要用于測定各種用途的控制點。帶狀控制網的優化設計與施測直接影響帶狀工程的效率和質量，本文結合實例理論結合實際，著重對帶狀控制網的優化設計、施測、數據處理、精度分析進行了比較深入的探討。

帶狀控制網優化設計精度分析

1 引言

隨著計算機技術和通信技術的發展以及GNSS技術的發展與完善，測繪行業也得到全面的發展，GPS定位技術被廣泛應用到各種測繪工作當中。

本案例是鐵路用地地籍測繪工程，測區范圍是沿著2451.17公里鐵路兩側的鐵路用地，最大特點就是測區處于狹長的帶狀區域和偏遠的地區，所以控制網的布設在精度上要滿足測定界址點坐標和測量建筑物精度的要求，在密度上要滿足轄區內細部測量的要求，在點位埋設上要顧及日常地籍管理和點位保存的要求。

2 控制基準及網型布設

為保證平面控制測量成果的整體性，坐標系統采用1980西安坐標系，高斯正形投影統一3°分帶，控制網劃分為4個坐標分帶：分別為39帶、40帶、41帶、42帶。因地域狹長面積大，為穩妥快速推進測繪工作，控制網按坐標分帶分為四個區，獨立觀測。為保證各區控制成果的準確銜接，各段的基礎控制網相互銜接處要有足夠的重合點，至少保證4個首級基礎控制網測量完畢，再統一平差，提供統一的GPS測量成果。

控制網的布設，依據鐵路宗地分布情況在圖上進行控制網的初步設計，然后持圖到實地選點、埋石。該工程布設一個首級控制網，共埋設了223個控制點，其中35個點利用原控制點標石，新埋設188個控制點；控制平面起算點35個，均為國家一、二等三角點，3個國家B級起算點。

控制網圖如右：

3 外業數據采集

我院使用了16臺 TrimbleSPS881-GPS接收機通過網連接和邊連接兩種不同的連接方式進行的控制網外業觀測。為便于組織控制網的觀測需要控制網在設計初期就全面考慮了交通、環境等因素，能夠以相對較少人力物力實現整個控制網的外業觀測。

4 質量評定和起算點檢測

GPS外業數據檢核。外業觀測結束后，應及時對觀測質量進行評定，檢查觀測成果是否符合要求，觀測數據是否真實可靠。同一時段觀測值的數據剔除率不宜大于20%。復測基線的長度較差應滿足下式的要求：

式中：dS—復測基線的長度較差。

采用同一種數學模型解算的基線，網中任何一個三邊構成的同步環閉合差應滿足下列公式的要求：

式中：Wx、wy、Wz－環坐標分量閉合差；Ws－環閉合差。

異步環的坐標分量閉合差和全長閉合差應符合下式規定：

式中：Ws—環閉合差；n—閉合環邊數。

起算點的穩定性檢測，用任意幾個控制點平差，檢驗其他的起算點，反復幾次用以校核其他的起算點。經檢查35個平面起算點和B級點穩定性較好。

5 平差計算

各項質量檢驗符合要求時，應以所有獨立基線組成閉合圖形，以三維基線向量及相應內方差陣作為觀測信息，進行GPS網的無約束平差。無約束平差應提供WGS-84系下的三維坐標，各基線向量三個坐標差觀測值的總改正數，基線邊長以及點位和邊長的精度信息，無約束平差中，基線向量的改正數(V△x，V△y，V△z)絕對值應滿足下式要求：

V△x≤3σ V△y≤3σ V△Z≤3σ

在無約束平差確定的有效觀測基礎上，進行西安80坐標二維約束平差，基線向量改正數，基線邊長、方位以及坐標、基線邊長、方位的精度信息；轉換參數及其精度信息，約束平差中，基線向量的改正數與無約束平差結果的同名基線和應改正數的較差 (dV△x，dV△y，dV△z)應符合下列要求：

dV△x≤2σ dV△y≤2σ dV△z≤2σ

整體平差計算時，我院選用天寶的TGO、南方測繪Gnss數據處理軟件、中海達?HDS2003數據處理軟件三款靜態數據處理軟件分別平差計算。對各自軟件計算指標數據進行分析比較，全網整體比較分析后選取南方測繪Gnss數據處理軟件作為最終靜態數據處理軟件進行控制網整體平差。

6 提高控制網精度的方法

（1）適當的增加了觀測期數（時段數），保證每個控制點的設站

≧次數2 ≧

次，觀測時段長度 4小時，以便消除人為操作誤差和錯誤，能夠提高控制網的可靠性。

（2）采用高程擬合的方法，測定控制點的正常高/正高，要在布設控制網時選取盡可能多的水準點，并且水準點的在控制網中要均勻分布。

（3）外業觀測時控制網中個相鄰的控制點一定要進行同步觀測，以獲得他們間的直接觀測基線，這樣能保證相鄰點具有較高的相對精度。

（4）點位一般選在便于安置儀器、視野開闊，視場內凈空障礙物的高度角不超過15°，遠離大功率無線電發射源200m；遠離高壓輸電線50米以上的地方。這樣可以避免產生多路徑效應和遠離電磁干擾，增加觀測數據的利用率。

（5）控制網中的起算點數量要足夠且要均勻分布在控制網。選擇科學合理的坐標系統。

（6）外業觀測時要統籌分析各GPD控制點結合網型特點，合理安排觀測時段和觀測時間，得出高效的觀測方案。

苑結論

本文結合實例系統的闡述了帶狀工程控制網的優化設計及精度分析的全過程，總結分析了控制網的優化設計和精度分析的方法。可供類似的工程作參考借鑒。

[1]黃聲享,郭英起,易慶林.GPS在測量工程中的應用 [M].北京：測繪出版社,2007

[2]李青岳,陳永奇.工程測量學 [M].北京:測繪出版社,1995

P62[文獻碼]B

1000-405X（2016）-12-306-1