康平縣二等GPS平面控制網(wǎng)的建立

摘 要 ：本文介紹了康平縣二等GPS平面控制網(wǎng)布設(shè)、觀測、數(shù)據(jù)處理及精度評定等內(nèi)容 。

關(guān)鍵詞：康平縣；GPS；平面控制網(wǎng)

Abstract: This paper introduces the second GPS horizontal control network deployment, observation, data processing and accuracy assessment contents in Kangping.Key words: Kangping; GPS; plane control network

中圖分類號：P228.4文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：2095-2104（2012）

1.工程概況

康平縣地處遼寧省北部，屬沈陽市轄縣。為滿足縣域經(jīng)濟(jì)建設(shè)需要，需布設(shè)覆蓋全縣區(qū)域二等GPS平面控制網(wǎng)，本次工程于2010年11月28日完成全部外業(yè)工作。

2. GPS平面控制網(wǎng)的布設(shè)

2.1 已有控制資料

2010年7月，沈陽市進(jìn)行全市域的控制網(wǎng)改造，將市域內(nèi)各類控制點(diǎn)(國家控制點(diǎn)、地方控制點(diǎn))進(jìn)行聯(lián)測、統(tǒng)一平差，已得到康平縣域內(nèi)現(xiàn)存控制點(diǎn)的康平80城市坐標(biāo)系地方坐標(biāo)、1954北京坐標(biāo)系、1980西安坐標(biāo)系以及基于SYCGCS2000坐標(biāo)系統(tǒng)的地心坐標(biāo)，同時(shí)計(jì)算得到康平80城市坐標(biāo)系與各種坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換參數(shù)?？灯?0城市坐標(biāo)系平面精度，邊長相對中誤差平均值為1:1121萬，最弱邊中誤差1:370萬，點(diǎn)位誤差平均值為0.28cm，最大點(diǎn)位中誤差0.39cm。方位角中誤差平均為0.011″，最弱方位角中誤差0.04″，精度良好，可作為本次康平縣二等GPS平面控制網(wǎng)的起算數(shù)據(jù)。

2009年建成的沈陽市連續(xù)運(yùn)行參考站共有7個(gè)基準(zhǔn)站，康平縣域內(nèi)1個(gè)，位于縣規(guī)劃和國土資源局樓上，本次可作為檢查點(diǎn)使用。

已有平面(康平80城市坐標(biāo)系)控制點(diǎn)4個(gè)：白家窩棚、劉家店、法庫帽山、臥牛石。

康平縣二等GPS平面控制網(wǎng)坐標(biāo)系統(tǒng)為康平80城市坐標(biāo)系。

2.2 GPS控制點(diǎn)的選點(diǎn)與埋設(shè)

2.2.1 點(diǎn)位選擇的原則

本次康平縣二等GPS平面控制網(wǎng)在2010年沈陽市全市域的控制網(wǎng)改造網(wǎng)框架下布設(shè)，共布設(shè)點(diǎn)位18個(gè)，包括新選點(diǎn)位共13個(gè)，連續(xù)運(yùn)行參考站點(diǎn)位1個(gè)，原有高等級控制點(diǎn)4個(gè)，所有點(diǎn)位編號按照IGS標(biāo)準(zhǔn)編號命名。

點(diǎn)位實(shí)際選擇如下：

①所選點(diǎn)位已覆蓋整個(gè)康平縣。

②所有新選點(diǎn)位均選擇在近路口，空曠場地上，交通便利，有利于安全作業(yè)，便于安置接收設(shè)備和操作，被測衛(wèi)星的地平高度角均大于15°。

③所有點(diǎn)位附近無大功率無線電發(fā)射源，遠(yuǎn)離高壓輸電線距離大于50m，附近沒有強(qiáng)烈干擾接收衛(wèi)星信號的物體。

④相鄰點(diǎn)間平均距離15km，最小679m（GPS3-GPS4），最大44km（WONU-FKMS）。

2.2.2 GPS點(diǎn)位埋設(shè)

點(diǎn)位選好后，按照規(guī)范中的標(biāo)石埋設(shè)要求，地面點(diǎn)埋設(shè)標(biāo)石，其規(guī)格為0.20m×0.20m×2.20m的花崗巖石柱，柱面上部標(biāo)有金色“+”對中標(biāo)識。具體施工方法是：在選定好的地點(diǎn)挖長方型土坑(0.40m×1.20m×2.50m)后，將標(biāo)石豎直立于坑內(nèi)，用水泥砂漿澆筑（水泥砂子比例為1:2），最后在標(biāo)石周圍用紅磚砌成防護(hù)井。GPS1、GPS2、GPS4為羅紋鋼鋼釘，其規(guī)格為0.025m×0.25m，釘在柏油路上便于保存的位置，用紅油標(biāo)記點(diǎn)位，埋設(shè)后詳細(xì)填寫點(diǎn)之記。

2.3 GPS平面控制網(wǎng)的觀測

采用6臺GPS接收機(jī)進(jìn)行同步靜態(tài)觀測， 共觀測了6個(gè)時(shí)段。（其中康平為連續(xù)運(yùn)行參考站基準(zhǔn)站，故觀測計(jì)劃未體現(xiàn)）具體觀測計(jì)劃如下：

康平縣二等GPS平面控制網(wǎng)布設(shè)圖如下：

3. GPS外業(yè)數(shù)據(jù)采集及內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理

3.1 GPS外業(yè)數(shù)據(jù)采集

3.1.1野外數(shù)據(jù)的采集使用美國Ashtech公司生產(chǎn)的Z－Max型雙頻接收機(jī)按靜態(tài)測量方式完成。根據(jù)GPS衛(wèi)星星歷預(yù)報(bào)制定GPS外業(yè)觀測計(jì)劃。

3.1.2天線安置必須嚴(yán)格對中、整平，對點(diǎn)中誤差小于1mm，并使定向標(biāo)志指向磁北。

3.1.3觀測時(shí)要求至少能鎖定4顆健康衛(wèi)星信號，衛(wèi)星截止高度角15度，同步觀測時(shí)間大于90分鐘。

3.1.4在天線板上互隔120度的三處量取天線高，互差小于3mm，且前后各量一次取中數(shù)。

3.2 基線解算

數(shù)據(jù)處理采用GAMIT10.34及POWERADJ4.0軟件進(jìn)行解算。6個(gè)時(shí)段的130條基線均得到雙差固定解。進(jìn)行粗差探測，檢查同步環(huán)、異步環(huán)閉合差、復(fù)測基線閉合差，其中同步環(huán)閉合差、復(fù)測基線閉合差都在誤差允許范圍內(nèi)。精度統(tǒng)計(jì)如下：

3.2.1 28個(gè)同步環(huán)閉合差中最大的為0.02cm，限差為±1.20cm ，該閉合環(huán)全長73347m 。

3.2.2 16個(gè)異步環(huán)閉合差中最大的為2.70cm ，限差為±81.60cm ，該閉合環(huán)全長64057m。

3.2.3 58條復(fù)測基線中長度較差最大的為1.00cm ，其允許值為±3.50cm，該基線為：KANG_TAOD，其邊長為7990.51m。

3.3 GPS網(wǎng)平差

3.3.1 本次三維無約束平差在WGS-84系統(tǒng)下進(jìn)行，選擇位于測區(qū)BJWP （白家窩堡）的已知WGS84坐標(biāo)作為起算點(diǎn)進(jìn)行三維無約束平差。

3.3.2 GPS網(wǎng)二維約束平差

根據(jù)康平縣二等GPS平面控制網(wǎng)計(jì)算比對結(jié)果，最終采用“白家窩堡”（編號BJWP）、“劉家店”（編號LUJD）、“臥牛石”（編號WONU）、“法庫帽山”（編號FKMS）四點(diǎn)為起算點(diǎn)，二維約束平差統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表3～4：

平面坐標(biāo)分量改正數(shù)統(tǒng)計(jì)表

表1

表2

4．結(jié)論及建議

康平縣二等GPS平面控制網(wǎng)相鄰點(diǎn)間平均邊長15km，二維約束平差后其最弱邊相對中誤差為1:177520，小于設(shè)計(jì)規(guī)定的1：120000，精度指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)要求?？勺鳛榭灯娇h首級平面控制，但為了沈陽市統(tǒng)一坐標(biāo)系統(tǒng)，最好統(tǒng)一到1954北京坐標(biāo)系。因此建議建設(shè)單位保護(hù)好現(xiàn)有控制點(diǎn)，為該區(qū)域再次控制網(wǎng)優(yōu)化改造時(shí)平面控制點(diǎn)起算數(shù)據(jù)一致打下基礎(chǔ)，避免出現(xiàn)系統(tǒng)誤差。

作者簡介：崔建，男，1963.7出生，工程師，從事城鎮(zhèn)規(guī)劃和測繪專業(yè)數(shù)據(jù)采集、處理工作。

注：文章內(nèi)所有公式及圖表請以PDF形式查看。