城市供水管網(wǎng)GIS測繪的GPS技術(shù)應(yīng)用

曾翔

摘? 要：該文針對GPS技術(shù)發(fā)展的客觀趨勢，從GPS的獨立觀測出發(fā)，通過采用大量參考文獻的分析法、對比法，首先，從控制網(wǎng)的布設(shè)、GPS網(wǎng)的觀測方案兩個方面入手，分析了GPS的獨立觀測;其次，從無約束平差、約束平差、GPS控制網(wǎng)高程擬合計算、GPS網(wǎng)外部條件的檢核4個方面入手，研究了GPS網(wǎng)的平差計算;再次，探討了動態(tài)GPS的測量;最后，又通過結(jié)束語的形式總結(jié)了GPS技術(shù)的應(yīng)用給城市供水管網(wǎng)GIS的測繪帶來的積極影響，希望通過這次研究，為技術(shù)人員的工作提供有效的參考。

關(guān)鍵詞：城市供水管網(wǎng)? GIS測繪? GPS技術(shù)

中圖分類號：TU991 ? ?文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）11（b）-0008-02

最近幾年，隨著我國對GPS技術(shù)的不斷關(guān)注和重視，對城市供水管網(wǎng)GIS測繪的GPS技術(shù)應(yīng)用提出了更高的要求，因此，關(guān)于“城市供水管網(wǎng)GIS測繪的GPS技術(shù)應(yīng)用”這一話題成為了測繪行業(yè)關(guān)注的焦點。為了推動GPS技術(shù)的快速發(fā)展，一方面要重視對GPS獨立觀測的認識和理解，另一方面要重視對GPS網(wǎng)的平差計算的應(yīng)用。除此之外，還要重視對動態(tài)GPS的測量，為最大限度地提高GPS技術(shù)在城市供水管網(wǎng)GIS測繪領(lǐng)域的應(yīng)用水平起著至關(guān)重要的影響。

1? GPS的獨立觀測

1.1 控制網(wǎng)的布設(shè)

通常情況下，控制網(wǎng)布設(shè)的主要目的是對自來水的設(shè)施點進行實施和測量，為了最大限度地滿足監(jiān)視設(shè)施點的實際需要，將控制網(wǎng)布設(shè)成16個點，將設(shè)計的等級設(shè)置為c級[1]，其中允許的最大誤差范圍在-1～+1之間?？偠灾趹?yīng)用GPS技術(shù)初期，需要對城市供水管網(wǎng)進行控制網(wǎng)布設(shè)，為后期應(yīng)用GPS技術(shù)做好準備工作。

1.2 GPS網(wǎng)的觀測方案

GPS網(wǎng)的觀測主要采用了美國先進的ASHTECH靜態(tài)單頻接收機共5臺，根據(jù)靜態(tài)作業(yè)模式的特點，在運用GPS網(wǎng)觀測的初期，需要對所有儀器進行質(zhì)量的檢驗，以保證儀器的運行性能處于正常、穩(wěn)定、安全的狀態(tài)[2]，除此之外，需要對計算過的GPS網(wǎng)的基向量殘差進行科學(xué)合理的分析，然后將殘差比較大的數(shù)據(jù)進行篩選和去除，在篩選和去除殘差比較大的數(shù)據(jù)過程中，要保證其去除率不得超過5%。

2? GPS網(wǎng)的平差計算

為了有效地提高城市供水管網(wǎng)GIS測繪的GPS技術(shù)應(yīng)用水平，需要對GPS網(wǎng)的平差計算有充分的掌握和靈活的運用，接下來，從以下幾個方面入手，對GPS網(wǎng)的平差計算進行詳細介紹，以加深對GPS網(wǎng)的平差計算的認識和理解。

2.1 無約束平差

技術(shù)人員通過借助SLNB點對WGS-84坐標的數(shù)據(jù)進行無約束平差計算，這一計算的目的，主要是考察GPS網(wǎng)中的殘差基線的繪制準確度以及網(wǎng)的精度設(shè)置是否準確，然后根據(jù)基線的繪制精確度與網(wǎng)的精度對WGS-84的坐標成果進行輸出?？傊?，無約束平差這一概念相當重要，它直接影響了GPS網(wǎng)的運用效果，因此，相關(guān)技術(shù)人員要熟練掌握。

2.2 約束平差

約束平差主要是指通過獲取點位坐標定位過程中的精度信息，對約束點之間的兼容性進行確認。根據(jù)精度評定的規(guī)則，可以明顯地得出以下結(jié)論，GPS網(wǎng)的無約束和約束平差計算出的結(jié)果均滿足C級GPS網(wǎng)的相關(guān)精確度的計算標準。

2.3 GPS控制網(wǎng)高程擬合計算

表1是高程已知點及擬合后的高程對照表，從表中可以明顯的看到GPS網(wǎng)共有12個高程點可供利用，經(jīng)過GPS網(wǎng)的無約束和約束平差計算后，該GPS控制網(wǎng)高程擬合效果非常理想。

2.4 GPS網(wǎng)外部條件的檢核

為了更好地評價GPS網(wǎng)相關(guān)精確度的計算情況，技術(shù)人員需要利用GPS RTK對GPS網(wǎng)的所有控制點坐標進行一系列的檢查和驗證[3]，從而提高對GPS網(wǎng)檢核的質(zhì)量和效率，其中，該GPS網(wǎng)的點位允許的最大誤差是-2～+2cm之間，除此之外，對未參加擬合的水準點進行一系列的檢查和驗證，其GPS網(wǎng)的點位允許的最大誤差同樣是-2～+2cm之間。由此可見，通過對GPS網(wǎng)外部條件進行檢核，可以有效地確定GPS網(wǎng)的點位允許的最大誤差，為提高GPS網(wǎng)的精確度產(chǎn)生了至關(guān)重要的影響。

3? 動態(tài)GPS的測量

眾所周知，GPS的應(yīng)用可以向全球范圍內(nèi)的任意用戶提供非常高的精確度，因此，基于GPS的這一顯著特點，GPS被廣泛應(yīng)用于城市供水管網(wǎng)GIS測繪的領(lǐng)域中。相關(guān)技術(shù)人員在運用GPS對城市供水管網(wǎng)的GIS測繪進行動態(tài)測量的過程中，為了最大限度地保證測量的精確度，盡可能地降低測量誤差，需要技術(shù)人員采用坐標轉(zhuǎn)換的形式，對CGCS2000的坐標系下的3維空間的坐標點進行處理，然后得到轉(zhuǎn)換后的二維坐標點，接著，對轉(zhuǎn)換后的二維坐標點進行測量，從而根據(jù)測量的數(shù)據(jù)，畫出點坐標的集成圖，最終形成管線庫。以上是運用GPS對城市供水管網(wǎng)的GIS測繪進行動態(tài)測量的整個步驟，相關(guān)技術(shù)人員一定要嚴格按照步驟操作，這樣才能最大限度地提高測量的準確度。

4? 結(jié)語

綜上所述，GIS在建立的過程中，需要大量的數(shù)據(jù)源，而這些數(shù)據(jù)源均來自于是管線庫，與此同時，城市供水管網(wǎng)GIS在建立和使用的過程中，可以幫助技術(shù)人員找到城市長期積水的原因，并且通過使用城市供水管網(wǎng)GIS，可以快速掌握清雨、污、水三者混合的具體情況，總之，該系統(tǒng)的建立和使用，一方面提高了相關(guān)技術(shù)人員的工作質(zhì)量和效率，另一方面對提高市政的管理水平起著至關(guān)重要的影響。

參考文獻

[1] 劉明春，王進，鄒東.基于GIS&GPS;技術(shù)的供水管網(wǎng)巡檢養(yǎng)護系統(tǒng)的實現(xiàn)[J].地理空間信息，2016，14（1）：104-106.

[2] 陳圣鵬，鐘煥良，謝君亮，等.基于GIS的供水企業(yè)管理新模式的研究與實踐[A].全國測繪科技信息網(wǎng)中南分網(wǎng)第二十八次學(xué)術(shù)信息交流會[C].2016.

[3] 李恒利.供水管網(wǎng)移動GIS巡檢系統(tǒng)的建設(shè)與實現(xiàn)[J].北京測繪，2017（1）：110-113，150.