GPS控制點布控與解算

1、GPS布控與解算測繪部 曾云亮一、GPS布控原則：(1) GPS網應根據測區(qū)實際需要和交通狀況進行設計。GPS網的點與點間不要求每點通視，但考慮常規(guī)測量方法加密時的應用，每點應有12個通視方向。(2) 在布網設計中應顧及原有測繪成果資料以及各種大比例尺地形圖的沿 用，對凡符合GPS-E級網布點要求的舊有控制點，應充分利用其標石。(3) GPS網應由若干個獨立觀測環(huán)構成，也可采用附合線路構成。E級 GPS網中每個閉合環(huán)或附合線路中的邊數 E級應w 10 (我們常用的就是E級)。(4) 為求定GPS點在54北京坐標系中的坐標，應與當地 54北京坐標系中 的原有控制點聯(lián)測，聯(lián)測總點數不得少于 3個(

2、2個也行但不能檢查)。(5) 為了求得GPS網點正常高，應進行水準測量的高程聯(lián)測，高程聯(lián)測采 用等級水準測量方法進行，聯(lián)測的 GPS-E級控制點且應均勻分布于網中。二、選點與標石埋設1、選點在了解任務、目的、要求和測區(qū)自然地理條件的基礎上，進行現(xiàn)場踏勘， 最后進行選點。選點應符合下列要求：(1) 點位的選擇應符合技術設計要求，并有利于其它測量手段進行擴展與 聯(lián)測；(2) 點位的基礎應堅實穩(wěn)定，易于長期保存，并應有利于安全作業(yè)；(3) 點位應便于安置接收設備和操作，視野應開闊，視場內周圍障礙物的 高度角一般應小于15;(4) 點位應遠離大功率無線電發(fā)射源(如電視臺、微波站等)，其距離不 得小于2

3、00m并應遠離高壓輸電線其距離不得小于 50m以避免周圍磁場對衛(wèi) 星信號的干擾；(5) 點位附近不應有對電磁波反射(或吸收)強烈的物體，以減少多路徑 效應的影響；(6) 交通應便于作業(yè)，以提高作業(yè)效率；(7) 應充分利用符合上述要求原有的控制點及其標石，但利用舊點時應檢 查舊點的穩(wěn)定性、完好性，符合要求方可利用；(8) 選好點后應按合理的方法給GPS點編號綜上所述，結合測區(qū)的實際情況，GPS控制點宜布設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 較開闊而又穩(wěn)固的建(構)筑物上。2、標石埋設(1) E級GPS點的標石的中心標志用銅材料制作，標志中心應刻

4、有清晰、 精細的十字絲；(2) 地面E級GPS標石可用混凝土預先制作，然后運往各點埋設，埋設 時坑底填以沙石，搗固夯實或澆灌混凝土底層，樓頂 E級GPS標石應現(xiàn)場澆 灌，澆灌前應將樓面磨出新層、打毛，釘上 34顆鋼釘，再套模澆灌；(3) 埋石結束后應填寫GPS點之記；(4) 待標石埋設穩(wěn)定，沒有下沉，或現(xiàn)場澆灌的標石凝固后 23天方可 觀測。三、技術要求1、為保證GPS測量精度，采用載波相位靜態(tài)相對定位作業(yè)模式，E級GPS測量作業(yè)的基本技術要求應符合下表的規(guī)定。E級GPS測量作業(yè)的基本技術要求級 別衛(wèi)星截止高 度角()有效觀 測衛(wèi)星 數平均重 復設站 數時段長度(mi n)數據采樣間隔(s)P

5、DOP值E級 154 1.6 4015V 10注：1、觀測時段長度應視點位周圍障礙物情況、基線長短而作調整,2、觀測準備(1) 每天出發(fā)工作前應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)前應檢查接收機內存是否充足。(3) 天線定向標志應指向正北，定向誤差不宜超過53、觀測作業(yè)要求(1) 接收機電源電纜和天線應連接無誤，接收機預置狀態(tài)應正確，然后方 可啟動接收機進行觀測。(2) 各觀測時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，應查明原因，提出處理意見記入手簿備注欄中。(3) 接收機開始記錄數據后，作業(yè)人員可使用專用功

6、能鍵選擇菜單，查看 測站信息、接收衛(wèi)星數、衛(wèi)星號、各通道信噪比、實時定位結果及存貯介質記 錄情況等。(4) 儀器工作正常后，作業(yè)員及時(每隔15mi n)逐項填寫測量手簿中各 項內容。(5) 個時段觀測過程中不得進行以下操作：關閉接收機以重新啟動；進 行自測試(發(fā)現(xiàn)故障除外)；改變衛(wèi)星截止高度角；改變數據采樣間隔；改變 天線位置；按動關閉文件和刪除文件等功能。(6) 觀測員在作業(yè)期間不得擅自離開測站，并防止儀器受震動和被移動， 防止人和其它物體靠近天線，遮擋衛(wèi)星信號。(7) 接收機在觀測過程中不應在接收機近旁使用對講機和手機等通訊設備； 雷雨過境時應關機停測，并卸下天線以防雷擊。(8) 觀測中

7、應保證接收機工作正常，數據記錄正確，每日觀測結束后，應 及時將數據下載到計算機硬、軟盤上，確保觀測數據不丟失。4、GPS勺網型方案設計GPM的布設通常有點連式、邊連式、網連式、及邊點混合連接、三角網 連接、導線網連接、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臺接收機組成GPM，能保證網的幾何強度，提高網的可靠指標。5、外業(yè)觀測記錄（1）錄項目應包括下列內容： 測站名、測站號，儀器高，儀器型號，開關機時間； 觀測月、日/年積日、天氣狀況、時段號； 觀測時間應包括開始與結束記錄時間；附下表工程記錄者：檢查者:序號點號接收機編號儀器 高開機時 間關機時間觀測日期天氣點之 記備注四、

8、GPS網平差（1）起算數據與坐標系統(tǒng)首先要了解測區(qū)中央子午線經度，起算數據的帶號，采用的坐標系、高程系等。（2）三維無約束平差當GPSS線各項質量檢驗符合要求時，應以所有獨立基線組成閉合圖形， 以三維基線向量及其協(xié)方差陣作為觀測信息，以一個點的 WGS84系三維坐標 作為起算依據，進行GPS網的三維無約束平差。以提供各 GPS空制點在 WGS84坐標系下的三維坐標，各基線向量三個坐標差觀測值的改正數，基線 邊長以及點位和邊長的精度信息，并生成 GPS高程擬合的數據文件。在三維無約束平差中，基線向量的改正數（ Wx、Vsy、Vsz）絕對值應滿足 下式要求：Vs x3Vs y3Vs zW3式中：為

9、E級GPS空制網規(guī)定的基線的精度。當超限時，可認為該基線或其附近存在粗差基線，應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）二維約束平差在無約束平差確定的有效觀測量基礎上，以起算數據中提供的已知點作為強制約束的固定值，進行二維約束平差。平差結果就輸出各GPS空制點在前述的坐標系統(tǒng)中的二維平面坐標，基線向量改正數，基線邊長、方位以及坐標、 基線邊長、方位的精度信息，轉換參數及其精度信息。約束平差中，應將已知坐標點組合成不同的約束條件，以發(fā)現(xiàn)作為約束的 已知坐標與GPS網不兼容（即約束平差結果嚴重扭曲 GP気約束平差結果的精 度）。五、基線解算及其質量檢驗（1）基線解算以雙

10、差固定解作為最終結果，雙差固定解的可靠性由以下兩項指標來判別，即固定解的單位權中誤差（RmS和整周模糊度檢驗倍率（Ratio ），判別時，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 對于采用同一種數學模型的基線解，其同步時段中任一三邊同步環(huán)的坐標 分量相對閉合差和全長相對閉合差不宜超過規(guī)定值。對于采用不同數學模型的基線解，其同步時段中任一三邊同步環(huán)的坐標分 量閉合差和全長相對閉合差按獨立環(huán)閉合差要求檢核。同步時段中的多邊形同 步環(huán)，可不重復檢核。同步環(huán)坐標分量及環(huán)線全長相對閉合差的規(guī)定（1X 10-6 ）等級限差類型E級坐標分量相對閉合差6.0環(huán)線全長相對閉合差10.0（3）重復基線邊檢驗重復基線的長度較差不宜超