GPS控制點(diǎn)布控與解算

1、GPS布控與解算測(cè)繪部 曾云亮一、GPS布控原則：(1) GPS網(wǎng)應(yīng)根據(jù)測(cè)區(qū)實(shí)際需要和交通狀況進(jìn)行設(shè)計(jì)。GPS網(wǎng)的點(diǎn)與點(diǎn)間不要求每點(diǎn)通視，但考慮常規(guī)測(cè)量方法加密時(shí)的應(yīng)用，每點(diǎn)應(yīng)有12個(gè)通視方向。(2) 在布網(wǎng)設(shè)計(jì)中應(yīng)顧及原有測(cè)繪成果資料以及各種大比例尺地形圖的沿 用，對(duì)凡符合GPS-E級(jí)網(wǎng)布點(diǎn)要求的舊有控制點(diǎn)，應(yīng)充分利用其標(biāo)石。(3) GPS網(wǎng)應(yīng)由若干個(gè)獨(dú)立觀測(cè)環(huán)構(gòu)成，也可采用附合線路構(gòu)成。E級(jí) GPS網(wǎng)中每個(gè)閉合環(huán)或附合線路中的邊數(shù) E級(jí)應(yīng)w 10 (我們常用的就是E級(jí))。(4) 為求定GPS點(diǎn)在54北京坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，應(yīng)與當(dāng)?shù)?54北京坐標(biāo)系中 的原有控制點(diǎn)聯(lián)測(cè)，聯(lián)測(cè)總點(diǎn)數(shù)不得少于 3個(gè)(

2、2個(gè)也行但不能檢查)。(5) 為了求得GPS網(wǎng)點(diǎn)正常高，應(yīng)進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量的高程聯(lián)測(cè)，高程聯(lián)測(cè)采 用等級(jí)水準(zhǔn)測(cè)量方法進(jìn)行，聯(lián)測(cè)的 GPS-E級(jí)控制點(diǎn)且應(yīng)均勻分布于網(wǎng)中。二、選點(diǎn)與標(biāo)石埋設(shè)1、選點(diǎn)在了解任務(wù)、目的、要求和測(cè)區(qū)自然地理?xiàng)l件的基礎(chǔ)上，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)踏勘， 最后進(jìn)行選點(diǎn)。選點(diǎn)應(yīng)符合下列要求：(1) 點(diǎn)位的選擇應(yīng)符合技術(shù)設(shè)計(jì)要求，并有利于其它測(cè)量手段進(jìn)行擴(kuò)展與 聯(lián)測(cè)；(2) 點(diǎn)位的基礎(chǔ)應(yīng)堅(jiān)實(shí)穩(wěn)定，易于長(zhǎng)期保存，并應(yīng)有利于安全作業(yè)；(3) 點(diǎn)位應(yīng)便于安置接收設(shè)備和操作，視野應(yīng)開(kāi)闊，視場(chǎng)內(nèi)周圍障礙物的 高度角一般應(yīng)小于15;(4) 點(diǎn)位應(yīng)遠(yuǎn)離大功率無(wú)線電發(fā)射源(如電視臺(tái)、微波站等)，其距離不 得小于2

3、00m并應(yīng)遠(yuǎn)離高壓輸電線其距離不得小于 50m以避免周圍磁場(chǎng)對(duì)衛(wèi) 星信號(hào)的干擾；(5) 點(diǎn)位附近不應(yīng)有對(duì)電磁波反射(或吸收)強(qiáng)烈的物體，以減少多路徑 效應(yīng)的影響；(6) 交通應(yīng)便于作業(yè)，以提高作業(yè)效率；(7) 應(yīng)充分利用符合上述要求原有的控制點(diǎn)及其標(biāo)石，但利用舊點(diǎn)時(shí)應(yīng)檢 查舊點(diǎn)的穩(wěn)定性、完好性，符合要求方可利用；(8) 選好點(diǎn)后應(yīng)按合理的方法給GPS點(diǎn)編號(hào)綜上所述，結(jié)合測(cè)區(qū)的實(shí)際情況，GPS控制點(diǎn)宜布設(shè)在較高的永久性建筑物、山頂及其它符合要求的地方，或已成型的較寬的城市主干道、路口或其它 較開(kāi)闊而又穩(wěn)固的建(構(gòu))筑物上。2、標(biāo)石埋設(shè)(1) E級(jí)GPS點(diǎn)的標(biāo)石的中心標(biāo)志用銅材料制作，標(biāo)志中心應(yīng)刻

4、有清晰、 精細(xì)的十字絲；(2) 地面E級(jí)GPS標(biāo)石可用混凝土預(yù)先制作，然后運(yùn)往各點(diǎn)埋設(shè)，埋設(shè) 時(shí)坑底填以沙石，搗固夯實(shí)或澆灌混凝土底層，樓頂 E級(jí)GPS標(biāo)石應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)澆 灌，澆灌前應(yīng)將樓面磨出新層、打毛，釘上 34顆鋼釘，再套模澆灌；(3) 埋石結(jié)束后應(yīng)填寫(xiě)GPS點(diǎn)之記；(4) 待標(biāo)石埋設(shè)穩(wěn)定，沒(méi)有下沉，或現(xiàn)場(chǎng)澆灌的標(biāo)石凝固后 23天方可 觀測(cè)。三、技術(shù)要求1、為保證GPS測(cè)量精度，采用載波相位靜態(tài)相對(duì)定位作業(yè)模式，E級(jí)GPS測(cè)量作業(yè)的基本技術(shù)要求應(yīng)符合下表的規(guī)定。E級(jí)GPS測(cè)量作業(yè)的基本技術(shù)要求級(jí) 別衛(wèi)星截止高 度角()有效觀 測(cè)衛(wèi)星 數(shù)平均重 復(fù)設(shè)站 數(shù)時(shí)段長(zhǎng)度(mi n)數(shù)據(jù)采樣間隔(s)P

5、DOP值E級(jí) 154 1.6 4015V 10注：1、觀測(cè)時(shí)段長(zhǎng)度應(yīng)視點(diǎn)位周圍障礙物情況、基線長(zhǎng)短而作調(diào)整,2、觀測(cè)準(zhǔn)備(1) 每天出發(fā)工作前應(yīng)檢查電池容量是否充足，儀器及其附件是否攜帶齊 全。(2) 作業(yè)前應(yīng)檢查接收機(jī)內(nèi)存是否充足。(3) 天線定向標(biāo)志應(yīng)指向正北，定向誤差不宜超過(guò)53、觀測(cè)作業(yè)要求(1) 接收機(jī)電源電纜和天線應(yīng)連接無(wú)誤，接收機(jī)預(yù)置狀態(tài)應(yīng)正確，然后方 可啟動(dòng)接收機(jī)進(jìn)行觀測(cè)。(2) 各觀測(cè)時(shí)段的前后各量取天線高一次，兩次量高之差不大于3mm取 平均值作為最后天線高，記錄在手簿。若互差超限，應(yīng)查明原因，提出處理意見(jiàn)記入手簿備注欄中。(3) 接收機(jī)開(kāi)始記錄數(shù)據(jù)后，作業(yè)人員可使用專用功

6、能鍵選擇菜單，查看 測(cè)站信息、接收衛(wèi)星數(shù)、衛(wèi)星號(hào)、各通道信噪比、實(shí)時(shí)定位結(jié)果及存貯介質(zhì)記 錄情況等。(4) 儀器工作正常后，作業(yè)員及時(shí)(每隔15mi n)逐項(xiàng)填寫(xiě)測(cè)量手簿中各 項(xiàng)內(nèi)容。(5) 個(gè)時(shí)段觀測(cè)過(guò)程中不得進(jìn)行以下操作：關(guān)閉接收機(jī)以重新啟動(dòng)；進(jìn) 行自測(cè)試(發(fā)現(xiàn)故障除外)；改變衛(wèi)星截止高度角；改變數(shù)據(jù)采樣間隔；改變 天線位置；按動(dòng)關(guān)閉文件和刪除文件等功能。(6) 觀測(cè)員在作業(yè)期間不得擅自離開(kāi)測(cè)站，并防止儀器受震動(dòng)和被移動(dòng)， 防止人和其它物體靠近天線，遮擋衛(wèi)星信號(hào)。(7) 接收機(jī)在觀測(cè)過(guò)程中不應(yīng)在接收機(jī)近旁使用對(duì)講機(jī)和手機(jī)等通訊設(shè)備； 雷雨過(guò)境時(shí)應(yīng)關(guān)機(jī)停測(cè)，并卸下天線以防雷擊。(8) 觀測(cè)中

7、應(yīng)保證接收機(jī)工作正常，數(shù)據(jù)記錄正確，每日觀測(cè)結(jié)束后，應(yīng) 及時(shí)將數(shù)據(jù)下載到計(jì)算機(jī)硬、軟盤上，確保觀測(cè)數(shù)據(jù)不丟失。4、GPS勺網(wǎng)型方案設(shè)計(jì)GPM的布設(shè)通常有點(diǎn)連式、邊連式、網(wǎng)連式、及邊點(diǎn)混合連接、三角網(wǎng) 連接、導(dǎo)線網(wǎng)連接、星型連接等幾種基本方式。我們一般采用邊連接式，每次 至少3臺(tái)接收機(jī)組成GPM，能保證網(wǎng)的幾何強(qiáng)度，提高網(wǎng)的可靠指標(biāo)。5、外業(yè)觀測(cè)記錄（1）錄項(xiàng)目應(yīng)包括下列內(nèi)容： 測(cè)站名、測(cè)站號(hào)，儀器高，儀器型號(hào)，開(kāi)關(guān)機(jī)時(shí)間； 觀測(cè)月、日/年積日、天氣狀況、時(shí)段號(hào)； 觀測(cè)時(shí)間應(yīng)包括開(kāi)始與結(jié)束記錄時(shí)間；附下表工程記錄者：檢查者:序號(hào)點(diǎn)號(hào)接收機(jī)編號(hào)儀器 高開(kāi)機(jī)時(shí) 間關(guān)機(jī)時(shí)間觀測(cè)日期天氣點(diǎn)之 記備注四、

8、GPS網(wǎng)平差（1）起算數(shù)據(jù)與坐標(biāo)系統(tǒng)首先要了解測(cè)區(qū)中央子午線經(jīng)度，起算數(shù)據(jù)的帶號(hào)，采用的坐標(biāo)系、高程系等。（2）三維無(wú)約束平差當(dāng)GPSS線各項(xiàng)質(zhì)量檢驗(yàn)符合要求時(shí)，應(yīng)以所有獨(dú)立基線組成閉合圖形， 以三維基線向量及其協(xié)方差陣作為觀測(cè)信息，以一個(gè)點(diǎn)的 WGS84系三維坐標(biāo) 作為起算依據(jù)，進(jìn)行GPS網(wǎng)的三維無(wú)約束平差。以提供各 GPS空制點(diǎn)在 WGS84坐標(biāo)系下的三維坐標(biāo)，各基線向量三個(gè)坐標(biāo)差觀測(cè)值的改正數(shù)，基線 邊長(zhǎng)以及點(diǎn)位和邊長(zhǎng)的精度信息，并生成 GPS高程擬合的數(shù)據(jù)文件。在三維無(wú)約束平差中，基線向量的改正數(shù)（ Wx、Vsy、Vsz）絕對(duì)值應(yīng)滿足 下式要求：Vs x3Vs y3Vs zW3式中：為

9、E級(jí)GPS空制網(wǎng)規(guī)定的基線的精度。當(dāng)超限時(shí)，可認(rèn)為該基線或其附近存在粗差基線，應(yīng)采用軟件提供的方法或人 工方法剔除粗差基線，直至符合上式要求。（3）二維約束平差在無(wú)約束平差確定的有效觀測(cè)量基礎(chǔ)上，以起算數(shù)據(jù)中提供的已知點(diǎn)作為強(qiáng)制約束的固定值，進(jìn)行二維約束平差。平差結(jié)果就輸出各GPS空制點(diǎn)在前述的坐標(biāo)系統(tǒng)中的二維平面坐標(biāo)，基線向量改正數(shù)，基線邊長(zhǎng)、方位以及坐標(biāo)、 基線邊長(zhǎng)、方位的精度信息，轉(zhuǎn)換參數(shù)及其精度信息。約束平差中，應(yīng)將已知坐標(biāo)點(diǎn)組合成不同的約束條件，以發(fā)現(xiàn)作為約束的 已知坐標(biāo)與GPS網(wǎng)不兼容（即約束平差結(jié)果嚴(yán)重扭曲 GP気約束平差結(jié)果的精 度）。五、基線解算及其質(zhì)量檢驗(yàn)（1）基線解算以雙

10、差固定解作為最終結(jié)果，雙差固定解的可靠性由以下兩項(xiàng)指標(biāo)來(lái)判別，即固定解的單位權(quán)中誤差（RmS和整周模糊度檢驗(yàn)倍率（Ratio ），判別時(shí)，Rms必須首先符合要求，而Ratio值越大表示固定值越可 靠。靜態(tài)GP亦線固定解可靠性判別表基線長(zhǎng)度（km） 10Rms(m) 0.010 0.012 2.5 2.1 2.0（2）同步多邊形閉合差檢驗(yàn) 對(duì)于采用同一種數(shù)學(xué)模型的基線解，其同步時(shí)段中任一三邊同步環(huán)的坐標(biāo) 分量相對(duì)閉合差和全長(zhǎng)相對(duì)閉合差不宜超過(guò)規(guī)定值。對(duì)于采用不同數(shù)學(xué)模型的基線解，其同步時(shí)段中任一三邊同步環(huán)的坐標(biāo)分 量閉合差和全長(zhǎng)相對(duì)閉合差按獨(dú)立環(huán)閉合差要求檢核。同步時(shí)段中的多邊形同 步環(huán)，可不重復(fù)檢核。同步環(huán)坐標(biāo)分量及環(huán)線全長(zhǎng)相對(duì)閉合差的規(guī)定（1X 10-6 ）等級(jí)限差類型E級(jí)坐標(biāo)分量相對(duì)閉合差6.0環(huán)線全長(zhǎng)相對(duì)閉合差10.0（3）重復(fù)基線邊檢驗(yàn)重復(fù)基線的長(zhǎng)度較差不宜超