GNSS在圖根控制測量中的應(yīng)用

任英橋，王 磊，栗 亮

(1.陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 渭南 714000；2.湖北華中電力科技開發(fā)有限責(zé)任公司，湖北 武漢 430077；3.中鐵大橋局第七工程有限公司，湖北 武漢 430050)

為了滿足某市商貿(mào)城征地、規(guī)劃建設(shè)的需要，建立現(xiàn)代的、科學(xué)的、規(guī)范的數(shù)字國土地理信息系統(tǒng)，及時、準(zhǔn)確地為土地征用、城市建設(shè)、地籍管理提供基礎(chǔ)測繪資料，滿足國土部門日常管理的需要，某市國土資源與房屋管理局地籍測量隊受政府的委托，承擔(dān)了該項目紅線范圍內(nèi)約4平方公里1∶500數(shù)字化地形測繪工作。

1 測區(qū)概況

該測區(qū)位于某市的大墩村、田心村、烏石村境內(nèi)，同屬大墩村、田心村、烏石村所轄。測區(qū)的西邊是黃沙頭村至大墩村及廣州水廠的水泥路為邊線；東至田心村東邊的仙村涌；南起大墩村白石涌水閘；北至廣園快速路。整個測區(qū)呈倒置梯形，上寬下窄。測區(qū)內(nèi)有兩條不規(guī)則河涌分布，時寬時窄。而且測區(qū)內(nèi)發(fā)布有幾個大小不同的自然村，分別是田心、崗背、烏石、大墩等。測區(qū)內(nèi)主要植被為香蕉、荔枝林，通視條件較差，給野外的數(shù)據(jù)采集帶來了一定困難。測區(qū)周圍有村道環(huán)繞，交通較為便利。

2 外業(yè)觀測

(1)觀測方法：用雙頻GNSS接收機(jī)和單頻GNSS接收機(jī)采用靜態(tài)測量方法： 在觀察操作之前預(yù)先編程操作時間表，并且觀察組嚴(yán)格按照時間表中規(guī)定的方案操作，以確保同時觀測同一組衛(wèi)星。在每次啟動之前和關(guān)機(jī)之后，天線都會升高一次，兩次測量之間的差異應(yīng)小于3mm。測量差異應(yīng)小于2mm否則天線應(yīng)再次居中。量取天線高紀(jì)錄了量測方式。在觀察過程中，禁止接收器使用對講機(jī)，并在接收器附近10m范圍內(nèi)50m范圍內(nèi)使用移動電話，在遇到閃電或強(qiáng)風(fēng)時，請立即停止觀察。經(jīng)過認(rèn)真檢查，所有制定的操作項目已全部完成并符合要求，紀(jì)錄完整并移至工作站。

連測較長邊已知點(diǎn)有效觀測時間在60min左右，其它等級控制點(diǎn)的觀測時段長度不少于45min(每分鐘4個歷元)；兩圖形(兩時段)間采用邊或網(wǎng)連接的方式向前推進(jìn)。平均重復(fù)設(shè)站數(shù)大于1.6。觀測技術(shù)指標(biāo)見表1。

表1 GPS網(wǎng)的觀測技術(shù)指標(biāo)

觀測中保持接收機(jī)工作正常，每日觀測結(jié)束后，及時將采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C(jī)中，然后再進(jìn)行基線向量的解算，并及時進(jìn)行同步環(huán)和異步的檢驗。

3 數(shù)據(jù)處理

(1)基線處理

觀測基線采用TGO1.62進(jìn)行解算。

(2)數(shù)據(jù)檢核

GPS測量中，關(guān)于同步環(huán)、異步環(huán)、重復(fù)基線的技術(shù)要求均按以下規(guī)定執(zhí)行。

① 重復(fù)基線長度較差，≤2√2σ。

② 同步環(huán)坐標(biāo)分量及環(huán)線全長相對閉合差，分別≤6ppm、≤10ppm。

③ 異步環(huán)各坐標(biāo)分量及環(huán)閉合差。

WX≤2√nσ， WY≤2√nσ， WZ≤2√nσ， Ws≤3√3nσ。

通過計算，四等GPS網(wǎng)的重復(fù)基線、同步環(huán)、異步環(huán)均滿足上述指標(biāo)要求。

(3)平差計算

① 使用軟件：中海達(dá)GPS隨機(jī)軟件。

② 輸入中央子午線的經(jīng)度時，輸入所在地的3度帶中央子午線經(jīng)度114°。

③ 采用1980年西安坐標(biāo)系統(tǒng)統(tǒng)一平差。

4 平面控制測量精度統(tǒng)計

在四等GNSS網(wǎng)點(diǎn)的基礎(chǔ)上在本測區(qū)布設(shè)了圖根點(diǎn)415點(diǎn)，其中埋石52點(diǎn)，刻石 96點(diǎn)，非埋石點(diǎn)267點(diǎn)。埋石或刻石點(diǎn)點(diǎn)位穩(wěn)固，可以在一定的條件下長期保存，埋石點(diǎn)標(biāo)石規(guī)格和標(biāo)石整飾嚴(yán)格按技術(shù)要求執(zhí)行。非埋石點(diǎn)主要為打釘和打木樁。每一個埋石、刻石點(diǎn)至少有一個埋石點(diǎn)(或等級點(diǎn))通視；每一個非埋石點(diǎn)至少有一個圖根點(diǎn)通視。在每幅圖中至少有兩個埋石點(diǎn)(含等級點(diǎn))。

(1)四等GNSS測量平差情況

表2 二維基線殘差統(tǒng)計表 總邊數(shù)：84

表3 二維基線絕對誤差統(tǒng)計表 總邊數(shù)：84

表4 二維點(diǎn)位誤差

5 圖根控制點(diǎn)精度情況

在使用GNSS測放圖根點(diǎn)時，每天均對已測放圖根點(diǎn)進(jìn)行專項檢測，共檢測65點(diǎn)，檢測情況見表5、表6。

表5 圖根控制點(diǎn)平面檢測情況表

表6 圖根控制點(diǎn)高程檢測情況表

6 高程控制測量

測區(qū)高程控制網(wǎng)與平面控制GNSS網(wǎng)共點(diǎn)布設(shè)。利用利用朗頂、仙村小學(xué)、09C4401、09C4408四個已知點(diǎn)對全網(wǎng)進(jìn)行高程擬合計算。對14個四等GPS控制點(diǎn)的擬合高程進(jìn)行了RTK檢查測量，檢測比較結(jié)果見表7。

表7 四等GNSS網(wǎng)平差成果與RTK測量檢測比較情況

7 結(jié)論

從表6數(shù)據(jù)可以看出，點(diǎn)位平面絕對誤差值最大為2.28cm，所有平面較差絕對值平均值為0.84cm。點(diǎn)位高程絕對誤差值最大為5.60cm，所有高程較差絕對值平均值為2.34cm。

可見，本項目測區(qū)基本控制網(wǎng)的精度和可靠性能充分滿足數(shù)字測圖的需要；控制測量方案合理，操作規(guī)范，成果質(zhì)量良好；1∶500數(shù)字化地形圖測量精度及圖面整飾滿足要求；各項數(shù)據(jù)及成果的格式符合滿足要求。