GPS控制网在清河大桥控制测量中的应用
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摘要：基于gps测量建立的施工测量控制网具有精度高、布网方便等优点，作者根据国家高速公路杭州至瑞丽线湖南境内凤凰至大兴（湘黔界）段，一个特大桥清河大桥工程GPS控制网的实际情况，阐述GPS控制网设计、实施、数据处理方法及精度控制等。以便在今后的工作中进行参考。
关键词：GPS；GPS控制网；精度；特大桥。
中图分类号：P228文献标识码： A 文章编号：
0引言
清河大桥是国家高速公路杭州至瑞丽线湖南境内凤凰至大兴（湘黔界）段一个特大桥，桥长2160米。本项目的建设是完善区域高速公路网，加强湘黔省际通道建设的需要；是区域经济建设发展的需要；是完善交通条件，满足区域交通发展的需要。根据《公路勘测规范》要求，清河大桥控制测量等级应为三等，需单独布置控制网后与主线控制测量系统进行联测。
1GPS控制网的布设
(1) GPS控制点布设的原则:
点位能相对长期保存。交通方便。点位设在交通方便的地方能提高点位利用效率，充分发挥控制网的功能。 点位周围地质稳定。要求点位的地质条件稳定，避开松软的土质。点位应避开大型金属物体、大面积水域和其它易反射电磁波等物体，点位200m范围内无大功率无线电发射源或高压输电线通过，以避免产生多路径效应误差。站点周围的地理环境。GPS点位间虽不要求直接通视，但需一个相对开阔的地带，点位周围仰角10度以上应无障碍物。控制点距路线中心线的距离应大于50m，宜小于300m，每一点至少应有相邻点通视。
(2)控制网设计
为保证GPS控制网的精度清河大桥GPS控制网布设成空间三角形和空间大地四边形混合网，其中GP45、GP46、GP50为线路控制点。如图1所示:
图1清河大桥三等控制网略图
(3)控制网平面坐标系的选择
路线坐标系不满足《公路勘测规范》要求：大型构造物平面控制坐标系，其投影变形不应大于1cm/Km。为了保证线路与大桥两坐标系统很好衔接，清河大桥GPS控制网平面坐标系定义为：
以GP45为坐标原点，坐标值与路线坐标相同，以GP45到GP50方向为起始方向，投影面高程为500m，高程异常值为30m，使用1954北京坐标系参考椭球参数。
2 测量方法及使用仪器
清河大桥三等控制网，平面控制测量采用GPS测量中精度最高的一种方法--静态相对定位法。根据制定的观测方案，将4台GPS接收机安置在构成同步环的待定点上同时接收卫星信号，直至将所有环路观测完毕。然后进行基线向量的解算和网平差。
控制测量作业时，使用4台国产中海达HD-V8 GPS接收机，仪器静态定位标称精度±(2.5mm + 1ppm)。在进行GPS观测时，应注意以下几点:
(1) 观测前根据卫星可见性预报，优选最佳观测时段；
(2) 天线高在观测时段前后，从3个方向分别量取，误差≤2 mm，采用算术平均值；
(3) 卫星高度截止角≥15°， PDOP值≤6，接收卫星数≥4；
(4)时段长度≥90 min；
(5) 平均重复设站次数≥2；
(6) 观测时，不要在天线附近使用对讲机或移动电话，以减少信号干扰。
3数据处理及精度分析
清河大桥控制测量数据处理，采用中海达公司的HDS2003数据处理软件进行基线解算及平差计算。
(1)基线向量处理
首先进行观测数据导入，然后设置基线向量解算条件，对高度截止角、采样间隔进行设置，选择解算类型。以下设置可以提高基线向量的解算精度。
改变历元间隔，由于GPS机本身和外界干扰产生整周跳变。如卫星被某些障碍物阻断，这时改变历元间隔，可提高基线向量解算精度，改变历元间隔越大，需要的观测时间段就相对越长。
增大高度截止角，增大高度截止角对求解整周未知数与提高成果精度有益，因为所有相应的噪声随卫星的高度截止角增大而降低，但这时要有足够多的卫星参与运算且PDOP值良好(小于6)。
调整有效历元该参数常用来删除某些卫星的某段质量较差的数据。
(2) 重复基线、同步环、异步环检验
基线解算完后,共搜索到11条重复基线；25个同步环；45个同步环。最大误差及允许误差见表1：
表1 三等GPS控制网精度统计
(3)平差计算
在HDS2003软件下，先进行WGS-84无约束三维平差，然后进行二维约束平差。控制网采以GP45为起算点，以GP45到GP50方向为起始方向，进行约束平差，平差后的精度见表2。
表2 三等GPS控制网平差后的精度统计
4 结束语
使用GPS测量法建立的施工测量控制网具有精度高、布网方便等优点。应用GPS测量法建立的清河大桥控制网完全满足《公路勘测规范》中规定的各项要求,且点位精度比较均匀。在平差计算时要注意坐标系的选择，已知点坐标的选取及GPS计算设置,如改变历元间隔、增大高度截止角、调整有效历元等可以提高基线向量的解算精度,也可提高施工控制网点的点位精度。
参考文献：
［1］公路勘测规范，JTG C10-2007，人民交通出版社
［2］徐绍栓、张华海、杨志强，GPS测量原理及应用，武汉测绘科技大学出版社