大区域GPS控制测量的方法与实践探析
开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇大区域GPS控制测量的方法与实践探析范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！
摘要：如何在大区域内布设gps控制网并保证精度上的要求，是控制网建设工作中必须解决的重要问题。本文结合某市的实践，通过平差和精度评定结果的统计，讨论了在大区域内建立GPS控制网的方法。
关键词：控制测量GPS控制网精度评定
一、引言
把GPS测量同常规的控制测量相比，我们发现：传统的测量，如三角测量、导线测量等需要求点之间能够通视，费时费力且精度不高；GPS测量则能无视点间能否通视而实现了高精度的各种测量。
1.GPS控制网的特点如下：
（1）GPS接收机采集的是接收天线到卫星的距离和卫星星历等数据，要求向上通视，不强求点间通视。
（2）GPS控制网淡化了“分级布网、逐级控制”的布网原则。在城市范围内布设GPS控制网分为C级、D级、E级，不同的等级有不同的精度要求。
（3）GPS控制网对点的位置和图形结构没有过多的要求，因为GPS网中各点的位置是可以直接测定的，并不是按图形逐点推算，因而点位结构和图形形状与点的位置精度的关系不大。
（4）控制点的位置是彼此相互独立，因此避免了误差的传播，使得误差的累积关系发生了变化。
2.布网原则
（1）GPS网的独立观测边应构成一定的几何图形，提高可靠性。
（2）尽量与原有的地面控制网重合，重合点不少于3个，且分布均匀。
（3）与水准点相重合，或在网中布设具有一定密度的水准联测点。
（4）点应设置在视野开阔且易到达的地方以联测方向。
我们以某市某开发区区域的控制测量为例，进行大区域GPS控制测量的方法的实践、研究。已知该区域面积大约为100，我们共设置控制点23个，控制网等级定为三等。
二、大区域GPS控制网的建立和测量
1.技术依据
（1）CJJ8―99《城市测量规范》；
（2）CJJ73―97《全球定位系统城市测量技术规程》；
（3）GB/T18314―2001《全球定位系统GPS测量规范》。
2.平面和高程系统
平面系统：该市地方坐标系。在平差计算时同时提交该市地方坐标系、1954北京坐标系、1980西安坐标系和2000国家大地坐标系的成果，使用时则采用该市的地方坐标系成果。
高程系统：1985国家高程基准。
3.GPS测量设备
本次GPS控制网的建立均是使用经检验确认合格的四套Trimble 5700 GPS双频接收机，标称精度为静态平面5 +0.5 ，高程5 +1；动态平面10+1，高程20+2。经过检验，该四套仪器的实际精度均优于标称指标。使用TGO1.62GPS数据后处理软件和POWERAKJ4.0GPS网平差软件进行内业处理。
4.GPS网的建立
（1）GPS控制网的布设：点间距定为2至3，并按照优化设计方案进行布网。
（2）GPS网的选点和埋石：GPS点兼作水准标志，RTK基准站附设具有强制对中装置的中心标志。
（3）严格遵守以下要求：
①严格制定开机和关机的时间，逐项填写测量手簿；
②有效观测卫星数大于4颗；
③卫星高度角大于；
④时段长度大于60；
⑤平均重复设站数大于1.6；
⑥严格控制数据采样间隔为15；
⑦严格对中、整平，对中误差在1以内；
⑧在进行通讯联系时，通讯设备低于接收机天线，并与测站保持5以上的距离。
5.基线解算和基线检核
本次建立的控制网共有53个同步环，环全长的均值是8120.564m，同步环采用基线的坐标分量的相对闭合差与全长相对闭合差来检测基线的质量；共61个异步环，环全长的均值是7600.211m；共14条复测基线，平均边长是2133.526m，异步环和复测基线均使用分量和全长闭合差来检核基线的质量。
根据本次测量的数据结果，我们进行了实测基线解算，并统计了控制网的同步环、异步环和复测基线的全长相对精度的有关数据，具体情况如下面的表格所示：
表1 控制网的同步环质量统计
表2 控制网异步环质量统计
表3 控制网异步环质量统计
表4 控制网复测基线质量统计
表5控制网三维无约束平差精度统计
从表1到表5的统计中我们可以看出所有的基线均获得了高质量的解，内符合的程度较好，不存在明显的粗差。
6.平差计算
进行三维无约束平差后的GPS点位精度统计如表6所示。
进行二维约束平差后的GPS点位精度统计如表7所示。
表6 平差后的GPS点位精度统计
表7二维约束平差精度统计
表6的结果表明：所选取的独立基线构成的GPS网的内部符合精度较高，观测值中不含粗差，由基线向量解确定的协方差之间的比例适中。
表7 的结果表明：约束平差后的各个平面点点位的中误差都保持在1cm以下，可见本次实测的精度很高。
三、结束语：
使用GPS技术进行高等级的控制网的测量具备精度高、效率高、功能多、全天候等优点，将GPS技术应用于大区域的控制测量能够在时间和资金上取得明显的优势，为其它工作的顺利进行打下了可靠的基础。
参考文献
[1]来丽芳.浅谈海宁市GPS控制网的设计思路[J].测绘通报,2001(09)
[2]王衍臻,余小军,张聿君.城市GPS控制网工程研究[J].辽宁工程技术大学学报,2004(01)
[3]顾晓林,贾文景.GPS控制网的设计与应用[J].物探装备,2003(03)
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。