靜態(tài)GPS在綏中控制網(wǎng)中的應(yīng)用

摘要：GPS的到來本文以綏中GPS控制網(wǎng)為例，探討了靜態(tài)GPS平面控制網(wǎng)改造過程中控制點(diǎn)的選擇及精度分析。

關(guān)鍵詞：GPS 平面控制網(wǎng) 高程擬合 精度評(píng)定

中圖分類號(hào)：P228.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-098X（2012）08（c）-0140-01

GPS定位技術(shù)以其高精度、全天候、無需兩點(diǎn)通視、操作簡便等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于控制網(wǎng)測(cè)量中，可以說GPS定位技術(shù)已完全取代了用常規(guī)儀器建立的大地控制網(wǎng)，正為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)揮重要的作用。

1 靜態(tài)GPS定位原理

靜態(tài)定位：根據(jù)參考點(diǎn)不同，一般分為絕對(duì)定位、相對(duì)定位兩種，絕對(duì)定位是以衛(wèi)星與觀測(cè)站之間距離觀測(cè)為基礎(chǔ)，根據(jù)已知衛(wèi)星瞬時(shí)的坐標(biāo)來確定測(cè)站位置，由于絕對(duì)定位沒有同步觀測(cè)數(shù)據(jù)可以比較，大氣遮光，衛(wèi)星鐘差等誤差等沒有通過同步觀測(cè)線性組合加以消除或減少，因此絕對(duì)定位精度目前只能達(dá)到厘米級(jí)。相對(duì)定位就是將多臺(tái)接收機(jī)分別放置在不同觀測(cè)站上，保持各個(gè)觀測(cè)站位置不動(dòng)，同步觀測(cè)相同GPS衛(wèi)星，以確定WGS-84坐標(biāo)系中相對(duì)位置或基線向量的方法。由于進(jìn)行了同步觀測(cè)，利用不同性質(zhì)組合進(jìn)行相對(duì)定位，衛(wèi)星軌道誤差、衛(wèi)星種差、接收機(jī)誤差、電離層折射誤差、對(duì)流折射誤差，能有效的消除或減弱誤差，從而提高定位精度。靜態(tài)相對(duì)定位是一種以載波相位觀測(cè)量作為基本觀測(cè)量進(jìn)行定位的。

2 實(shí)測(cè)方案

以綏中濱海經(jīng)濟(jì)區(qū)600km2GPS-D控制網(wǎng)為例。使用設(shè)備為美國ASHTECH生產(chǎn)的單頻靜態(tài)接收機(jī)8臺(tái)，精度為5+1PPm。測(cè)區(qū)概況：測(cè)區(qū)西邊與河北接壤，東邊綏中縣城、南邊為海邊、北邊至102線，其中西邊山高陡峻。在這種情況下給布設(shè)控制網(wǎng)帶來了很大困難?？刂凭W(wǎng)形狀采用邊點(diǎn)式混合連接，與國家各級(jí)控制點(diǎn)重合14個(gè)，新埋設(shè)控制點(diǎn)48個(gè)，控制網(wǎng)高程采用四等水準(zhǔn)聯(lián)測(cè)，其平地控制網(wǎng)四等水準(zhǔn)間隔不超過兩條邊。其余點(diǎn)采用高程擬合方法求得。此次控制網(wǎng)按照《城市測(cè)量規(guī)范》及《GPS測(cè)量規(guī)范要求》共觀測(cè)62點(diǎn)，其中聯(lián)測(cè)三角點(diǎn)10個(gè)，水準(zhǔn)點(diǎn)4個(gè)，共觀測(cè)188條基線，其中有45條重合基線，最大邊長為6.8km，最短邊長為2.2km，平均邊長4.3km，被觀測(cè)衛(wèi)星的地平高度角應(yīng)大于15°。PDOP值小于2.5，數(shù)據(jù)采樣間隔為10s。同步觀測(cè)時(shí)間視被觀測(cè)對(duì)象的不同應(yīng)大于60min，有效觀測(cè)衛(wèi)星數(shù)≥4，觀測(cè)模式采用靜態(tài)相對(duì)定位模式。附近不應(yīng)有強(qiáng)烈干擾接收衛(wèi)星信號(hào)的物體。平差結(jié)算軟件為美國阿斯太克公司隨機(jī)配置的selos軟件，要求觀測(cè)的基線置信度為95%～100%。

3 GPS控制網(wǎng)數(shù)據(jù)處理

3.1 GPS網(wǎng)在WGS-84坐標(biāo)系下的無約束平差

基線解算合格后，對(duì)所有獨(dú)立基線組成的閉合圖形，以三維基線向量及相應(yīng)方差協(xié)方差陣作為起算數(shù)據(jù)，進(jìn)行GPS網(wǎng)的無約束平差。無約束平差提供各控制點(diǎn)在WGS-84坐標(biāo)系下的坐標(biāo)，各基線向量三個(gè)坐標(biāo)觀測(cè)值的總改正數(shù)，基線邊長和邊長精度信息。（表1，2）

上述數(shù)據(jù)滿足規(guī)范規(guī)定。

約束網(wǎng)平差：自由網(wǎng)合格后進(jìn)行約束網(wǎng)平差，經(jīng)過篩選用了6個(gè)分布均勻控制點(diǎn)進(jìn)行約束網(wǎng)平差，最終匯總得出：（表3）

點(diǎn)位最大為3cm。

3.2 高程控制

高程擬合采用GPS網(wǎng)中聯(lián)測(cè)了水準(zhǔn)點(diǎn)的高程平差值作為高程已知點(diǎn)進(jìn)行平差擬合，取得較好精度GPS點(diǎn)的高程。精度評(píng)定：根據(jù)平差結(jié)果的統(tǒng)計(jì)及專家驗(yàn)收，本項(xiàng)目獲得了省里獎(jiǎng)項(xiàng)。因此利用靜態(tài)GPS觀測(cè)控制網(wǎng)，其精度完全可以達(dá)到規(guī)范規(guī)定。（表4）

點(diǎn)位中誤差±14.0mm

4 結(jié)語

由于靜態(tài)GPS觀測(cè)不受人為因素的影響，也不受環(huán)境和距離的限制，最大程度上減少了累計(jì)誤差。尤其是在地形條件復(fù)雜的地區(qū)更具優(yōu)勢(shì)，實(shí)踐證明只要按照GPS規(guī)范規(guī)定去做，采用靜態(tài)GPS技術(shù)布測(cè)的控制網(wǎng)的精度是可靠的。

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