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【摘 要】文章介绍了用GPS接收机建立平面控制网的操作步骤和具体方法,着重讨论了网的布设方案和结果精度,并进行了精度评价和分析。并对具体操作进行分析和提出建议。
【关键词】GPS测理;精度分析;经验和建议
The GPS technique is in the control the diagraph of application
Huang Ya-xing
(Changtai County national territory resources bureau Changtai Fujian 363900)
【Abstract】Article introduction use a GPS receiver establishment flat surface control net of operation step with concrete method, emphasize discussion net of the cloth establish a project and result accuracy, and carried on accuracy evaluation and analysis.Combine put forward suggestion towards being concrete operation to carry on analysis and.
【Key words】The GPS measure a reason;Accuracy analysis;Experience and suggestion
1. 引言
为了满足地区规划建设、土地管理、经济开发区的规划及1:500测图、工业开发区、旅游区、道路建设等项工程建设的需要,我们需要建立地区控制网。常规控制测量如三角测量、导线测量,要求点间通视,费工费时,而且精度不均匀。GPS静态、快速静态相对定位测量无需点间通视能够高精度 地进行各种控制测量。下面,我就应用GPS技术建立地区平面控制网和大家进行探讨。
应用GPS技术建立地区平面控制网,不仅具有精度高、工期短、费用省的优点,而且由于GPS测量本身的特点,网形构造简单,点的疏密和边长的长短都可适当选取,这样在建立地区控制网时,即使离较高等级三角点较远,仍可进行连接,并进行控制网的定位和定向。另外,还可以解决常规测量中点位之间无法通视的困难,选点灵活,不需要高标,同时还可解决外业施测受天气影响的困难,因此,应用GPS技术建立地区平面控制网的方法值得推广。
GPS控制网概况
2. 布网方案
地区GPS控制网的布设,既要满足地区长期规划的需要,又要满足近期规划建设的需要(如工程设计、施工放样、地籍测量、1:500数字化测图等方面的需要),本着确保测量精度、速度快、费用省的原则布设。首先应找到比新布设控制网等级高精度良好的三角点三个以上。严格按照相应等级控制网的密度、精度要求布点。做好GPS控制网的图形设计。然后,设立起始方向。利用GPS接收机同步观测以边连、点连混合方式连续构成整体网,这样构网便于组成较多的同步环、异步环及复测基线,具有较强的几何强度和多余观测。
3. 选点与埋石
作业前,依照测区现有控制点资料情况作了现场踏勘,选点工作基本按设计图纸要求,结合GPS测量规范中有关选点要求,及实地的自然地理情况确定点位,其点位基本应满足如下要求:
(1)点位应位于交通方便、便于埋设和长期保存,便于安置接收设备和便于操作的地方。
(2)视野开阔,在高度角15°以上的天空没有障碍物。
(3)点位200m范围内,无大功率无线电发射源或高压输电线通过,点位应避开大面积水域和高大建筑物及对电磁波接收有强烈干扰的物体。
(4)点位应考虑到日后用常规方法进一步加密和联测的需要。
根据上述要求及地区的地理特点及旧三角点的分布情况,应尽量选在位置适当的高处,并按GPS测量规范中的埋石规定,本着地面埋桩与房顶浇铸灵活应用的原则均应建立永久性标志,便于长期保存和使用。
4. 外业观测与要求
由于GPS测量技术要求高,作业周期短,并且要求有几台接收机同时作业,因此为保证作业的高精度,外业观测前应制定科学、周密的观测计划。首先通过微机编制GPS外业观测计划,设置测区近似经纬度、作业日期及每天作业起止时间,分别打印出每天早上6点至晚上8点时段内可见卫星数直方图和精度因子图供观测时参考,以避开不佳观测时段,保证观测精度。在周密计划的同时,还应有完善的协调组织工作,注意合理安排、协调作业,保证严肃、认真、细致地进行工作,并要有快捷的交通工具相配合,使观测工作有条不紊地进行,达到高精度、高效率。另外,做好同步观测计划、设站次数的要求等,保证整网的点位相对精度。GPS网外业观测计划的编制,要求每点设站尽量保证在2次以上,在设站中,为保证今后使用方便,邻近点基本上都由直接观测基线向量相连;对于网的边缘点,则尽量与内部点同步观测,以提高边缘点的精度。其要求如下:
(1)全网的所有观测安排在每天的最佳观测时段,每时段最少同时跟踪颗卫星,其PDOP值均小于5。
(2)每时段观测1小时,数据采集间隔为15秒。
(3)在测站上,天线严格整平对中,天线固定标志大致朝北,测前、测后分别量取天线高,读数精确到mm。
(4)观测过程中,观测者应坐在接收机旁,但头顶不要超过天线高,观察数据接收情况,如卫星数、信噪比及精度因子变化等,若观测质量不佳,应及时联络各测站,延长观测时间。
(5)为确保数据安全,每天的数据应及时送至微机存盘保存。
GPS数据处理及精度
GPS控制网的内业数据处理和基线计算应采用随机购置的数据处理程序处理。网平差使用相应的平差软件进行计算。以保证其精度。
4.1 GPS基线解算及质量评定。
观测数据的基线处理是整网计算中最重要的环节。基线解算及工作质量评定直接影响到GPS网的精度,所以应认真做好当天的基线解算工作及闭合差(同步环、异步环)和复测基线较差的统计工作,正确筛选合格基线,对于不合格基线要及时采取措施解决或重新测量,这对保证观测精度,提高工作效率是非常重要的。为检验每天观测成果的精度和有效性,每天观测结束后及时对外业观测数据进行计算、检验,即进行基线解算及同步环、异步环3个分量闭合差、复测基线较差的统计,对闭合差及较差超限的基线进行适当处理或删除,采取有效措施复测,以确保整体质量。
4.2 GPS网的平差。
(1)在WGS-84大地坐标系中的士维无约束平差。
为了全面考核GPS测量网的内部附合精度,应以网中高等级点作为全网的坐标起算点,以GPS基线向量为观测值,在WGS-84坐标系的大地坐标和地心坐标及相应的精度指标进行平差。作内部附合精度评定。
(2)GPS网的2维约束平差。
1954年北京坐标系的平差是在北京广线4参考椭球的高斯投影面上进行的,采用6°投影带,中央子午线为129°00',采用高斯直角坐标系。通常GPS网与地面网的联合平差,是将几个地面网点的坐标作为固定值,使整个GPS空间网附合至原有地面网上,约束点的等级、相对精度、约束点的分布和数量直接影响到平差的精度。
精度分析
从点位中误差、 方位角中误差、 边长中误差、 边长相对中误差等进行精度分析。
经验建议
(1)应用GPS技术建立平面控制网的方法值得推广。
应用GPS建立控制网,不仅具有精度高、工期短、费用省的伏点,而且由于GPS测量本身的特点,网形构造简单,点的疏密和边长的长短都可适当选取,这样在建立城市控制网时,即使离国家三角点较远,仍可进行连接,并进行控制网的定位和定向。另外,还可以解决常规测量中点位之间无法通视的困难,选点灵活,不需要高标,同时还可解决外业施测受天气影响的困难。
(2)要有周密的计划和完善的协调组织工作。
临近点基本都用直接观测基线向量相连,网的边缘点尽量与内部点同步观测;外业观测时段、观测时间的选取及观测数据必须每天传输存盘等要求都在设计上起到了精度保证作用。在周密计划的同时,还应有完善的协调组织工作。
(3)注意基线解算及工作质量评定。
基线解算及工作质量评定直接影响到GPS网的精度,所以应认真做好当天的基线解算工作及闭合差(同步环、异步环)和复测基线较差的统计工作,正确筛选合格基线,对于不合格基线要及时采取措施解决或重新测量。
[文章编号]1006-7619(2010)07-01-145
【关键词】GPS测理;精度分析;经验和建议
The GPS technique is in the control the diagraph of application
Huang Ya-xing
(Changtai County national territory resources bureau Changtai Fujian 363900)
【Abstract】Article introduction use a GPS receiver establishment flat surface control net of operation step with concrete method, emphasize discussion net of the cloth establish a project and result accuracy, and carried on accuracy evaluation and analysis.Combine put forward suggestion towards being concrete operation to carry on analysis and.
【Key words】The GPS measure a reason;Accuracy analysis;Experience and suggestion
1. 引言
为了满足地区规划建设、土地管理、经济开发区的规划及1:500测图、工业开发区、旅游区、道路建设等项工程建设的需要,我们需要建立地区控制网。常规控制测量如三角测量、导线测量,要求点间通视,费工费时,而且精度不均匀。GPS静态、快速静态相对定位测量无需点间通视能够高精度 地进行各种控制测量。下面,我就应用GPS技术建立地区平面控制网和大家进行探讨。
应用GPS技术建立地区平面控制网,不仅具有精度高、工期短、费用省的优点,而且由于GPS测量本身的特点,网形构造简单,点的疏密和边长的长短都可适当选取,这样在建立地区控制网时,即使离较高等级三角点较远,仍可进行连接,并进行控制网的定位和定向。另外,还可以解决常规测量中点位之间无法通视的困难,选点灵活,不需要高标,同时还可解决外业施测受天气影响的困难,因此,应用GPS技术建立地区平面控制网的方法值得推广。
GPS控制网概况
2. 布网方案
地区GPS控制网的布设,既要满足地区长期规划的需要,又要满足近期规划建设的需要(如工程设计、施工放样、地籍测量、1:500数字化测图等方面的需要),本着确保测量精度、速度快、费用省的原则布设。首先应找到比新布设控制网等级高精度良好的三角点三个以上。严格按照相应等级控制网的密度、精度要求布点。做好GPS控制网的图形设计。然后,设立起始方向。利用GPS接收机同步观测以边连、点连混合方式连续构成整体网,这样构网便于组成较多的同步环、异步环及复测基线,具有较强的几何强度和多余观测。
3. 选点与埋石
作业前,依照测区现有控制点资料情况作了现场踏勘,选点工作基本按设计图纸要求,结合GPS测量规范中有关选点要求,及实地的自然地理情况确定点位,其点位基本应满足如下要求:
(1)点位应位于交通方便、便于埋设和长期保存,便于安置接收设备和便于操作的地方。
(2)视野开阔,在高度角15°以上的天空没有障碍物。
(3)点位200m范围内,无大功率无线电发射源或高压输电线通过,点位应避开大面积水域和高大建筑物及对电磁波接收有强烈干扰的物体。
(4)点位应考虑到日后用常规方法进一步加密和联测的需要。
根据上述要求及地区的地理特点及旧三角点的分布情况,应尽量选在位置适当的高处,并按GPS测量规范中的埋石规定,本着地面埋桩与房顶浇铸灵活应用的原则均应建立永久性标志,便于长期保存和使用。
4. 外业观测与要求
由于GPS测量技术要求高,作业周期短,并且要求有几台接收机同时作业,因此为保证作业的高精度,外业观测前应制定科学、周密的观测计划。首先通过微机编制GPS外业观测计划,设置测区近似经纬度、作业日期及每天作业起止时间,分别打印出每天早上6点至晚上8点时段内可见卫星数直方图和精度因子图供观测时参考,以避开不佳观测时段,保证观测精度。在周密计划的同时,还应有完善的协调组织工作,注意合理安排、协调作业,保证严肃、认真、细致地进行工作,并要有快捷的交通工具相配合,使观测工作有条不紊地进行,达到高精度、高效率。另外,做好同步观测计划、设站次数的要求等,保证整网的点位相对精度。GPS网外业观测计划的编制,要求每点设站尽量保证在2次以上,在设站中,为保证今后使用方便,邻近点基本上都由直接观测基线向量相连;对于网的边缘点,则尽量与内部点同步观测,以提高边缘点的精度。其要求如下:
(1)全网的所有观测安排在每天的最佳观测时段,每时段最少同时跟踪颗卫星,其PDOP值均小于5。
(2)每时段观测1小时,数据采集间隔为15秒。
(3)在测站上,天线严格整平对中,天线固定标志大致朝北,测前、测后分别量取天线高,读数精确到mm。
(4)观测过程中,观测者应坐在接收机旁,但头顶不要超过天线高,观察数据接收情况,如卫星数、信噪比及精度因子变化等,若观测质量不佳,应及时联络各测站,延长观测时间。
(5)为确保数据安全,每天的数据应及时送至微机存盘保存。
GPS数据处理及精度
GPS控制网的内业数据处理和基线计算应采用随机购置的数据处理程序处理。网平差使用相应的平差软件进行计算。以保证其精度。
4.1 GPS基线解算及质量评定。
观测数据的基线处理是整网计算中最重要的环节。基线解算及工作质量评定直接影响到GPS网的精度,所以应认真做好当天的基线解算工作及闭合差(同步环、异步环)和复测基线较差的统计工作,正确筛选合格基线,对于不合格基线要及时采取措施解决或重新测量,这对保证观测精度,提高工作效率是非常重要的。为检验每天观测成果的精度和有效性,每天观测结束后及时对外业观测数据进行计算、检验,即进行基线解算及同步环、异步环3个分量闭合差、复测基线较差的统计,对闭合差及较差超限的基线进行适当处理或删除,采取有效措施复测,以确保整体质量。
4.2 GPS网的平差。
(1)在WGS-84大地坐标系中的士维无约束平差。
为了全面考核GPS测量网的内部附合精度,应以网中高等级点作为全网的坐标起算点,以GPS基线向量为观测值,在WGS-84坐标系的大地坐标和地心坐标及相应的精度指标进行平差。作内部附合精度评定。
(2)GPS网的2维约束平差。
1954年北京坐标系的平差是在北京广线4参考椭球的高斯投影面上进行的,采用6°投影带,中央子午线为129°00',采用高斯直角坐标系。通常GPS网与地面网的联合平差,是将几个地面网点的坐标作为固定值,使整个GPS空间网附合至原有地面网上,约束点的等级、相对精度、约束点的分布和数量直接影响到平差的精度。
精度分析
从点位中误差、 方位角中误差、 边长中误差、 边长相对中误差等进行精度分析。
经验建议
(1)应用GPS技术建立平面控制网的方法值得推广。
应用GPS建立控制网,不仅具有精度高、工期短、费用省的伏点,而且由于GPS测量本身的特点,网形构造简单,点的疏密和边长的长短都可适当选取,这样在建立城市控制网时,即使离国家三角点较远,仍可进行连接,并进行控制网的定位和定向。另外,还可以解决常规测量中点位之间无法通视的困难,选点灵活,不需要高标,同时还可解决外业施测受天气影响的困难。
(2)要有周密的计划和完善的协调组织工作。
临近点基本都用直接观测基线向量相连,网的边缘点尽量与内部点同步观测;外业观测时段、观测时间的选取及观测数据必须每天传输存盘等要求都在设计上起到了精度保证作用。在周密计划的同时,还应有完善的协调组织工作。
(3)注意基线解算及工作质量评定。
基线解算及工作质量评定直接影响到GPS网的精度,所以应认真做好当天的基线解算工作及闭合差(同步环、异步环)和复测基线较差的统计工作,正确筛选合格基线,对于不合格基线要及时采取措施解决或重新测量。
[文章编号]1006-7619(2010)07-01-145