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[摘要]基于全球定位系统（GPS）控制网的技术，本文以某市对旧有城市控制网进行改造和扩建为例。首先布测C级网，在其基础上再布测D级网。基线解算方面，在GPS网三维无约束平差的基础上，结合人工干预的方法剔除粗差，使之可以到达C级GPS网的测量精度要求，能够满足城市建设、城市规划对测量成果的需求。
[关键词]GPS网；控制网；基线解算
中图分类号：K826文献标识码： A 文章编号：
运用GPS定位技术建立市区的基本控制网，对旧控制网进行扩展、改造，为建立城市地理信息系统，实时、现势、高效、准确地提供高精度数字化测绘资料奠定基础。
一、GPS网的布测
GPS控制网按其精度分为一、二、三、四级，采用高级控制低级的原则布测。一、二级应布设均匀覆盖全国的连续网，构成我国高精度三维大地控制网基础框架；对于区域性的地球动力学研究、各种地壳形变测量、各种精密工程测量等精度要求较高的可视其要求的精度，采用一、二级GPS测量。三、四级可视需要灵活布设，主要用于一般工程定位、军控测量、海洋控制测量、城市控制测量和测图、地籍、物探、建筑等控制测量。
由于GPS测量在工程控制网的布设中具有效率高、费用低、工期短、精度高等优越性，因此，在我国应用GPS测量建立这些工程控制网已基本取代了传统的控制网建立方法。
GPS控制网图形常用同步图形扩展式。即在多个测站上同时安置GPS接收机进行同步观测，完成一个时段的观测后，再把其中的几台接收机搬至下几个测站。作业时，不同的同步图形有一些公共点相连，直至布满全网。根据相邻两个同步图形之间公共点的多少可分为：①点连式：相邻两个同步图形之间有一个公共点相连；②边连式：相邻两个同步图形之间有一个边相连；③网连式：相邻两同步图形之间有三个以上公共点相连；④混连式。
本次GPS网的布测，按C、D级分级布设。C级网17点，D级网111点。需联测高程的GPS点15点，已有三等水准高程的GPS点4点。某市C级GPS网设计包含：国家B级GPS网点1个、高等级国家三角点6个、新埋设的GPS点10个，共计17点。网点编号为C3xx，平均边长9公里，外业观测按边连式进行同步图形的扩展。根据技术设计要求，在17个C级GPS网点上进行了外业观测。
其中，C级网，平均边长10KM，最长边不超过20KM，最短不小于3.5KM；D级网，平均边长3KM，最长边不超过10KM，最短边不小于1KM。每点联测的点数，除边缘外不少于三点。非同步观测边构成环路或附合路线，其边数：C级网不超过6条，D级网不超过8条。
3基线解算及流程
3.1基线解算
GPS基线解算就是利用GPS观测值，通过数据处理，得到测站的坐标或测站间的基线向量值。基线向量是GPS最基本的观测量，基线向量的质量是提高GPS控制网整体质量水平的关键。
本次某市C级GPS网基线解算采用广播星历，观测值为L1数据构成的双差相位观测值。基线解算采用随机的GPS软件配合同济大学研制的GPS网平差软件TGPPS完成。首先对含西安主点（点号：C306，国家B级GPS网点）的同步图形进行求解，起算坐标采用该点的WGS-84坐标，后续同步图形解算时，其起算点WGS-84绝对坐标由西安主点经由各C级网同步环基线结果传递提供。
影响GPS基线解算质量的因素较多也较为复杂，如卫星的周跳、星历误差、对流层及电离层影响、多路径误差、无线电干扰、不明因素影响及起算点误差过大等都会影响基线解算。
基线解算技术要求包含有以下几方面：
1.同一时段观测值的数据剔除率小于15%；
2.同一基线不同时段的长度较差应满足ds≤√2·σ，
3.C级GPS网的基线精度要求为 ：
在进行基线解算中，考虑到基线解算的起算点WGS-84地心坐标、各站天线高、气象信息、起始历元、结束历元、截止高度角以及删星号等诸多因素信息，进行多基线解算。
外业数据采集时卫星截止高度角定为15°，在基线解算过程中为了减小对流层对基线解算精度的影响，卫星截止高度角一般取为15°。基线解算软件默认使用全部历元数据，考虑到外业各观测小组难以做到精确地同时开/关机，因而在基线解算过程中一般采用截去部分开始历元及部分结束历元后的中间部分数据。对于质量较差的观测数据历元采用情况一般要经过多次试算优选。
当有效卫星较多时，将开始历元或结束历元与大多数卫星不相匹配的星删除，比如观察0文件发现某时段共有8颗卫星参与了基线解算，其中6颗为2～300，而其它两颗为240～280、110～180；说明天顶有6颗分布较好的卫星，而另两颗处于截止高度角的边缘，将此两颗卫星删除，一般可提高基线解算精度。
3.2基线解算流程
整个基线解算过程，从数据下载到结果分析每一步都极为重要，都影响着数据的完整性和精确度。全网基线解算起算点为大地原点（A级成果）或大地原点推算的点。基线解算采用卫星广播星历，结果采用的是双差固定解。过程中，采用标准气象元素进行对流层延迟改正和电离修正。而且在解算之前要对外业采集的数据进行数据质量检核，确保数据的可靠性。
以下是C级GPS网基线解算流程：1、数据下载及工作目录准备2、基线解算3、时段结果分析4、当天各时段结果分析5、C级网结果分析6、完成。
3.3通过基线解算结果来分析GPS野外数据的观测质量
GPS野外数据的观测质量直接影响到定位的精度，及时有效地对野外观测数据质量进行检测，及早发现异常情况，不仅可以保证观测数据的可靠性，同时，一旦发现观测数据存在问题，可以进一步分析产生问题的原因是接收机出了问题，还是观测环境不够理想，还是人为的原因，以便迅速准确做出判断，调整作业计划，采取措施，避免漏测和不必要的重复，节约时间，提高效率。
4结果质量检核
在GPS网三维无约束平差的基础上，结合人工干预的方法剔除粗差，使之可以达到C级GPS网的测量精度要求。
5结束语
此次城市布测的GPS测量控制网，在利用部分原有高等级城市测量控制点的基础上采取了分级布设的原则，布设了GPS测量控制网对旧有的城市控制网进行了改造和扩展，即首先布测C级网，在其基础上在布测D级网。通过GPS数据处理软件和人为的干预，剔除了粗差，从结果数据中可以看到此次GPS测量控制网的布测是非常成功的。其最终数据成果，不但满足了城市建设、城市规划对测量控制成果的需求，而且也可以为城市地理信息系统的建立提供实时、准确的测绘资料。
参考文献：
[1]于周中.应用GPS技术的工程测量控制网建设思路[J].科技创新导报.2009（35）
[2]任幼萍.城市GPS控制网测量的高精度方法[J].科技资讯.2009（20）
期刊快递地址：沈阳经济技术开发区莫愁湖街18号
收件人：付兴
电话：13840005349
[关键词]GPS网；控制网；基线解算
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运用GPS定位技术建立市区的基本控制网，对旧控制网进行扩展、改造，为建立城市地理信息系统，实时、现势、高效、准确地提供高精度数字化测绘资料奠定基础。
一、GPS网的布测
GPS控制网按其精度分为一、二、三、四级，采用高级控制低级的原则布测。一、二级应布设均匀覆盖全国的连续网，构成我国高精度三维大地控制网基础框架；对于区域性的地球动力学研究、各种地壳形变测量、各种精密工程测量等精度要求较高的可视其要求的精度，采用一、二级GPS测量。三、四级可视需要灵活布设，主要用于一般工程定位、军控测量、海洋控制测量、城市控制测量和测图、地籍、物探、建筑等控制测量。
由于GPS测量在工程控制网的布设中具有效率高、费用低、工期短、精度高等优越性，因此，在我国应用GPS测量建立这些工程控制网已基本取代了传统的控制网建立方法。
GPS控制网图形常用同步图形扩展式。即在多个测站上同时安置GPS接收机进行同步观测，完成一个时段的观测后，再把其中的几台接收机搬至下几个测站。作业时，不同的同步图形有一些公共点相连，直至布满全网。根据相邻两个同步图形之间公共点的多少可分为：①点连式：相邻两个同步图形之间有一个公共点相连；②边连式：相邻两个同步图形之间有一个边相连；③网连式：相邻两同步图形之间有三个以上公共点相连；④混连式。
本次GPS网的布测，按C、D级分级布设。C级网17点，D级网111点。需联测高程的GPS点15点，已有三等水准高程的GPS点4点。某市C级GPS网设计包含：国家B级GPS网点1个、高等级国家三角点6个、新埋设的GPS点10个，共计17点。网点编号为C3xx，平均边长9公里，外业观测按边连式进行同步图形的扩展。根据技术设计要求，在17个C级GPS网点上进行了外业观测。
其中，C级网，平均边长10KM，最长边不超过20KM，最短不小于3.5KM；D级网，平均边长3KM，最长边不超过10KM，最短边不小于1KM。每点联测的点数，除边缘外不少于三点。非同步观测边构成环路或附合路线，其边数：C级网不超过6条，D级网不超过8条。
3基线解算及流程
3.1基线解算
GPS基线解算就是利用GPS观测值，通过数据处理，得到测站的坐标或测站间的基线向量值。基线向量是GPS最基本的观测量，基线向量的质量是提高GPS控制网整体质量水平的关键。
本次某市C级GPS网基线解算采用广播星历，观测值为L1数据构成的双差相位观测值。基线解算采用随机的GPS软件配合同济大学研制的GPS网平差软件TGPPS完成。首先对含西安主点（点号：C306，国家B级GPS网点）的同步图形进行求解，起算坐标采用该点的WGS-84坐标，后续同步图形解算时，其起算点WGS-84绝对坐标由西安主点经由各C级网同步环基线结果传递提供。
影响GPS基线解算质量的因素较多也较为复杂，如卫星的周跳、星历误差、对流层及电离层影响、多路径误差、无线电干扰、不明因素影响及起算点误差过大等都会影响基线解算。
基线解算技术要求包含有以下几方面：
1.同一时段观测值的数据剔除率小于15%；
2.同一基线不同时段的长度较差应满足ds≤√2·σ，
3.C级GPS网的基线精度要求为 ：
在进行基线解算中，考虑到基线解算的起算点WGS-84地心坐标、各站天线高、气象信息、起始历元、结束历元、截止高度角以及删星号等诸多因素信息，进行多基线解算。
外业数据采集时卫星截止高度角定为15°，在基线解算过程中为了减小对流层对基线解算精度的影响，卫星截止高度角一般取为15°。基线解算软件默认使用全部历元数据，考虑到外业各观测小组难以做到精确地同时开/关机，因而在基线解算过程中一般采用截去部分开始历元及部分结束历元后的中间部分数据。对于质量较差的观测数据历元采用情况一般要经过多次试算优选。
当有效卫星较多时，将开始历元或结束历元与大多数卫星不相匹配的星删除，比如观察0文件发现某时段共有8颗卫星参与了基线解算，其中6颗为2～300，而其它两颗为240～280、110～180；说明天顶有6颗分布较好的卫星，而另两颗处于截止高度角的边缘，将此两颗卫星删除，一般可提高基线解算精度。
3.2基线解算流程
整个基线解算过程，从数据下载到结果分析每一步都极为重要，都影响着数据的完整性和精确度。全网基线解算起算点为大地原点（A级成果）或大地原点推算的点。基线解算采用卫星广播星历，结果采用的是双差固定解。过程中，采用标准气象元素进行对流层延迟改正和电离修正。而且在解算之前要对外业采集的数据进行数据质量检核，确保数据的可靠性。
以下是C级GPS网基线解算流程：1、数据下载及工作目录准备2、基线解算3、时段结果分析4、当天各时段结果分析5、C级网结果分析6、完成。
3.3通过基线解算结果来分析GPS野外数据的观测质量
GPS野外数据的观测质量直接影响到定位的精度，及时有效地对野外观测数据质量进行检测，及早发现异常情况，不仅可以保证观测数据的可靠性，同时，一旦发现观测数据存在问题，可以进一步分析产生问题的原因是接收机出了问题，还是观测环境不够理想，还是人为的原因，以便迅速准确做出判断，调整作业计划，采取措施，避免漏测和不必要的重复，节约时间，提高效率。
4结果质量检核
在GPS网三维无约束平差的基础上，结合人工干预的方法剔除粗差，使之可以达到C级GPS网的测量精度要求。
5结束语
此次城市布测的GPS测量控制网，在利用部分原有高等级城市测量控制点的基础上采取了分级布设的原则，布设了GPS测量控制网对旧有的城市控制网进行了改造和扩展，即首先布测C级网，在其基础上在布测D级网。通过GPS数据处理软件和人为的干预，剔除了粗差，从结果数据中可以看到此次GPS测量控制网的布测是非常成功的。其最终数据成果，不但满足了城市建设、城市规划对测量控制成果的需求，而且也可以为城市地理信息系统的建立提供实时、准确的测绘资料。
参考文献：
[1]于周中.应用GPS技术的工程测量控制网建设思路[J].科技创新导报.2009（35）
[2]任幼萍.城市GPS控制网测量的高精度方法[J].科技资讯.2009（20）
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