GPS工程測量及數(shù)據處理研究文獻綜述

1、本科畢業(yè)論文文獻綜述題目：GPS在工程測量中的應用及數(shù)據處理姓名：趙建平學號2009303200901專業(yè)：地理信息系統(tǒng)指導教師：苗潔職稱講師中國武漢二O三年一月分類號密級華中農業(yè)大學本科畢業(yè)論文文獻綜述GPS在工程測量中的應用及數(shù)據處理GPSinEngineeringMeasurementandDataProcessing學生姓名：趙建平學生學號：2009303200901學生專業(yè)：地理信息系統(tǒng)指導教師：苗潔講師華中農業(yè)大學資源與環(huán)境學院二o三年一月1/13目錄1.GPS和工程測量等相關概念211GPS相關概念21.1.1GPS概念21.1.2GPS技術21.1.3GPS衛(wèi)星測量原理31.1

2、.4GPS測量的技術特點31.2 工程測量介紹42. GPS在現(xiàn)代工程測量中的具體應用分析52.1實時動態(tài)（RTK定位技術簡介52.2靜態(tài)GPS在工程測量中的應用62.3動態(tài)GPS在工程測量中的應用73. 工程測量及數(shù)據處理73.1 工程控制網數(shù)據處理方法73.2 GPS基線處理與質量控制83.2.1GPS基線邊的解算83.2.2各種檢核計算93.2.3平差計算和成果分析94. 分析與總結105. 參考文獻116. 致謝11GPS工程測量及數(shù)據處理研究II摘要：GPS測量技術具有測量時間短、技術含量高、精確度高等優(yōu)點，在工程測量實踐中發(fā)揮著越來越重要的作用。本文主要通過介紹GPS的系統(tǒng)組成、工

3、作原理、技術特點等基本情況，系統(tǒng)總結了GPS技術在工程測量中的應用情況，及其在工程測量后的數(shù)據處理方法。川關鍵詞：全球定位系統(tǒng)；GPS測量技術；工程測量；應用。靜態(tài)測量；動態(tài)測量；數(shù)據處理1.GPS和工程測量等相關概念1.1GPS相關概念1.1.1GPS概念GPS是英文NavigationSatelliteTimingAndRangingGlobalPositioningSystem衛(wèi)星測時測距導航/全球定位系統(tǒng)）的簡稱，而其中文簡稱為“球位系”。GPS是20世紀70年代由美國陸海空三軍聯(lián)合研制的新一代空間衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)。其主要目的是為陸、海、空三大領域提供實時、全天候和全球性的導航服務，并

4、用于情報收集、核爆監(jiān)測和應急通訊等一些軍事目的，是美國獨霸全球戰(zhàn)略的重要組成。經過20余年的研究實驗，耗資300億美元，到1994年3月，全球覆蓋率高達98的24顆GPS衛(wèi)星星座己布設完成。1.1.2GPS技術GPS定位技術的高度自動化及其所達到的高精度和具有的潛力，也引起了廣大測量工作者的極大興趣。當時GPS定位基本上只有一個作業(yè)模式靜態(tài)相對定位，兩臺或若干臺GPS接收機安置在待定點上，連續(xù)同步觀測同一組衛(wèi)星1-2h或更長一些時間，通過觀測數(shù)據的后處理，給出各待定點間的基線向量，在采用廣播星歷的條件下，靜態(tài)定位可取得5mm+1X10-6D雙頻）或10mm+2X106Dv單頻）基線解精度。隨著

5、技術的發(fā)展，快速靜態(tài)定位為短基線測量作業(yè)闖出了一條新路，大大提高了GPS測量的勞動生產率。一對GPS測量系統(tǒng)雙頻）在10km以內的短邊上，正常接收4-5顆衛(wèi)星5min左右，即可獲取5-10mm+1X10-6D的基線精度，與l-2h甚至更長時間靜態(tài)定位的結果不相上下。各個GPS測量廠商看好這個大趨勢，紛紛推出各自的GPS測量新產品。有的把這種新型產品稱之為GPS全站儀，有的稱之為RTKv實時動態(tài)測量），有的稱之為RTKGPS。總之，GPS測量理論與設備的不斷發(fā)展，使得GPS測量技術日趨成熟，GPS測量功能更加完善，GPS測量應用面更廣，并且GPS測量設備價格變得低廉，操作更加簡便，使GPS測量更

6、加實用化和自動化。20世紀80年代以來，隨著GPS定位技術的出現(xiàn)和不斷發(fā)展完善，使測繪定位技術發(fā)生了革命性的變革，為工程測量提供了嶄新的技術手段和方法。長期以來用測角、測距、測水準為主體的常規(guī)地面定位技術，正在逐步被以一次性確定三維坐標的、高速度、高效率、高精度的GPS技術所代替；定位方法已從靜態(tài)擴展到動態(tài)；定位服務領域已從導航和測繪領域擴展到國民經濟建設的廣闊領域。1.1.3GPS衛(wèi)星測量原理GPS衛(wèi)星定位測量是通過用戶接收機接收GPS衛(wèi)星發(fā)射的信號來測定所在位置的坐標的，粗略的來講，GPS衛(wèi)星信號包括測距碼信號<P碼和CA碼信號）、導航電文vD碼，即數(shù)據碼信號）和載波信號。GPS系統(tǒng)

7、是一種采用距離交會法的衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)。就是在需要定位的位置p點架設GPS接收機，在某一時刻同時接收了3顆va、b、c）以上的GPS衛(wèi)星所發(fā)出的導航電文，通過一系列數(shù)據處理和計算可求得該時刻GPS接收機至GPS衛(wèi)星的距離Sap、Sbp、Scp，同樣通過接收衛(wèi)星星歷可獲得該時刻這些衛(wèi)星在空間的位置v三維坐標）。從而用距離交會的方法求得p點的三維坐標vXp，Yp，Zp），其數(shù)學式為：Sap2=vXpXa）2+vYpYa）2+vZp+Za）2Sbp2=vXpXb）2+<YpYb）2+<Zp+Zb）2Scp2=vXpXc）2+<YpYc）2+<Zp+Zc）2<1）式<

8、;1）中<Xa，Ya，Za），<Xb，Yb，Zb），<Xc，Yc，Zc）分別為衛(wèi)星a，b，c在t時刻的空間直角坐標。在GPS測量中通常采用兩類坐標系統(tǒng)，一類是在空間固定的坐標系統(tǒng)，另一類是與地球體相固聯(lián)的坐標系統(tǒng)，稱地固坐標系統(tǒng)，在公路工程控制測量中常用地固坐標系統(tǒng)。<如：WGS84世界大地坐標系和1980年西安大地坐標系）在實際使用中需要根據坐標系統(tǒng)間的轉換參數(shù)進行坐標系統(tǒng)的變換，來求出所使用的坐標系統(tǒng)的坐標。這樣更有利于表達地面控制點的位置和處理GPS觀測成果，因此在測量中被得到了廣泛的應用。1.1.4GPS測量的技術特點相對于常規(guī)的測量方法，GPS測量擁有諸多優(yōu)勢

9、特點。<1）測站之間無需通視：這一特點使得選點更加靈活方便，但測站上空必須開闊，以使接收GPS衛(wèi)星信號不受干擾。<2）定位精度高：一般雙頻GPS接收機基線解精度為5mm+1XD，而紅外儀標稱精度為5mm+5XD，GPS測量精度與紅外儀相當，但隨著距離的增長，GPS測量優(yōu)越性愈加突出。<3）觀測時間短：采用GPS布設控制網時每個測站上的觀測時間一般在3040min左右，采用快速靜態(tài)定位方法，觀測時間更短。3/13<4)提供三維坐標：GPS測量在精確測定觀測站平面位置的同時，可以精確測定觀測站的大地高程。<5)操作簡便：GPS測量的自動化程度較高。目前，GPS接收機已

10、趨小型化和操作傻瓜化，觀測人員只需將天線對中、整平，量取天線高打開電源即可進行自動觀測，利用數(shù)據處理軟件對數(shù)據進行處理即求得測點三維坐標。<6)全天候作業(yè)：GPS觀測可在任何地點、時間連續(xù)地進行，一般不受天氣狀況的影響。在中國GPS定位技術的應用已深入各個領域，國家大地網、城市控制網、工程控制網的建立與改造已普遍地應用GPS技術。在石油勘探、高速公路、通信線路、地鐵、隧道貫通、建筑變形等也已廣泛的使用GPS技術。GPS技術不是萬能的,系統(tǒng)本身的特點決定了其在工程測量應用的局限性。應用的場合不同，局限性的表現(xiàn)形式也不同。vl)些帶有隱蔽性和遮擋性地區(qū)無法使用GPS技術在進行地下工程、隧道控

11、制測量中，地面首級網可以采用GPS技術，然而在地下施工控制方案中卻無法采用，因為地下沒有GPS信號。在大森林中布設控制網，如果道路較窄而道兩旁的樹木茂盛，GPS信號就會被樹木遮擋而呈現(xiàn)斷斷續(xù)續(xù)，很難解算出符合精度要求的基線向量。建立工業(yè)區(qū)十字控制網，采用GPS技術遠沒有應用全站儀方便。(2>碎部測量與放樣不適合使用GPS技術目前，大面積地形測量多采用攝影測量方案。小區(qū)域l：500地形圖、補圖采用解讀法測圖，這些測圖區(qū)域，多數(shù)為城建區(qū)，不是建筑物高大、就是民房密集。高大的建筑物會遮擋GPS信號，使得觀測值產生周跳，破壞了整周計數(shù)的連續(xù)性，需要重新確定初始周未知數(shù)。這樣,不但影響觀測工作的效

12、率，也影響了工作人員的情緒。如果這種現(xiàn)象頻繁出現(xiàn)，將造成記錄的支離破碎,影響成圖精度，甚至會發(fā)生錯誤。(3>應用GPS定位技術不能直接得到地面點的正常高應用GPS定位技術不能直接得到地面點的正常高，而只能得到大地高。采用GPS定位技術確定地面點的正常高，必須要知道地面點的高程異常，這就限制了GPS技術在高程測量方面的作為。對于一個區(qū)域而言，GPS高程的常用方案是，用水準測量的方法聯(lián)測部分GPS點，建立高程異常模型。當知道任一點大地高時，由地面高程模型即可推算出該點的正常高。(4>GPS定位技術不適用于變形監(jiān)測對于常規(guī)工程的變形監(jiān)測，水準測量容易達到毫M級精度，而且工作組織簡單、操作

13、方便。特別是數(shù)字水準儀的使用,更減輕了記錄的工作量，使得水準測量工作速度快、精度高。應用GPS技術，如果不采用特殊的觀測和數(shù)據處理方法,高程精度不像水準測量那樣容易達到監(jiān)測精度要求，而且組織復雜。l.2工程測量介紹工程測量的主要工作為小區(qū)域大比例尺地形圖測繪，施工測量，變形監(jiān)測等。其特點是工作場所多變、環(huán)境復雜、干擾因素多。隨著社會的發(fā)展和科學技術的進步，工程測量的對象進一步向宏觀和微觀發(fā)展，精度要求也愈來愈高，所使用的儀器也趨于電子化、數(shù)字化、自動化。工程測量通常使用的儀器有：經緯儀，水準儀，測距儀，全站儀，數(shù)字水準儀，GPS接收機。目前，經緯儀正在被逐步淘汰，單一功能的測距儀愈來愈少；常規(guī)

14、水準儀商品價格低、精度可靠，因而常規(guī)水準儀將在一個較長的時間內采用；全站儀的自動化、數(shù)字化程度高，可以同時完成經緯儀、測距儀的工作，也可以完成水準儀的部分工作，但是，全站儀仍然擺脫不了對于工程控制的依賴，在未來的“數(shù)字城市”環(huán)境下，難于直接融入社會的技術環(huán)境。應用GPS衛(wèi)星定位技術進行定位和導航，具有自動化程度高、定位精度高以及全天候觀測等優(yōu)點，因而已廣泛應用于大地測量、海陸空導航、氣象預報、自動控制等國民經濟的各個方面。對于測繪行業(yè)而言，GPS定位技術已普遍應用于：大地測量、地殼板塊運動監(jiān)測、建立各種工程控制網、監(jiān)測網和進行各種工程測量等。特別是在“數(shù)字城市”的環(huán)境下，城市具有區(qū)域差分網，在

15、差分基站的支持下，單臺GPS接收機可以方便地進行碎部測量和放樣，因而鼓舞了GPS應用領域的擴展。GPS的廣泛應用，出現(xiàn)了各種測繪工作都試圖采用這一技術的趨勢，很少有人關注GPS技術的局限性。顯然，GPS對于測繪工作不是萬能的，具有一定的局限性。只有正確地認識這一點，客觀地對待這一技術，才能有效發(fā)揮這一技術的優(yōu)勢，避免GPS技術應用的盲目性。測繪的大量工作是工程測量，將GPS應用于工程測量不像人們想象得那樣簡單，最明顯的例子是：它對于隧道、礦山等地下工程測量是無能為力的。工程測量的外業(yè)工作，大部分是碎部測量和施工放樣。保證外業(yè)工作效率高的關鍵是，使用儀器設備少，依賴的基礎控制少，工作連續(xù)。2GP

16、S在現(xiàn)代工程測量中的具體應用分析2.1實時動態(tài)（RTK定位技術簡介實時動態(tài)（RTK,RealTimeKinematics定位技術是GPS測量技術發(fā)展的一個新突破，在公路工程中有廣闊的應用前景。眾所周知,無論靜態(tài)定位，還是準動態(tài)定位等定位模式，由于數(shù)據處理滯后,所以無法實時解算出定位結果，而且也無法對觀測數(shù)據進行檢核，這就難以保證觀測數(shù)據的質量，在實際工作中經常需要返工來重測由于粗差造成的不合格觀測成果。解決這一問題的主要方法就是延長觀測時間來保證測量數(shù)據的可靠性，這樣一來就降低了GPS測量的工作效率。實時動態(tài)定位（RTK系統(tǒng)由基準站和流動站組成，建立無線數(shù)據通訊是實時動態(tài)測量的保證，其原理是取

17、點位精度較高的首級控制點作為基準點，安置一臺接收機作為參考站，對衛(wèi)星進行連續(xù)觀測，流動站上的接收機在接收衛(wèi)星信號的同時，通過無線電傳輸設備接收基準站上的觀測數(shù)據，隨機計算機根據相對定位的原理實時計算顯示出流動站的三維坐標和測量精度。這樣用戶就可以實時監(jiān)測待測點的數(shù)據觀測質量和基線解算結果的收斂情況，根據待測點的精度指標，確定觀測時間，從而減少冗余觀測，提高工作效率。實時動態(tài)（RTK定位有快速靜態(tài)定位和動態(tài)定位兩種測量模式，兩種定位模式相結合，在公路工程中的應用可以覆蓋公路勘測、施工放樣、監(jiān)理和GIS（地理信息系統(tǒng)前端數(shù)據采集。RTK技術主要具有以下優(yōu)點:1實時動態(tài)顯示經可靠性檢驗的厘M級精度的

18、測量成果（包括高程；2徹底擺脫了由于粗差造成的返工,提高了GPS作業(yè)效率；3作業(yè)效率高,每個放樣點只需要停留2-4s,其精度和效率是常規(guī)測量所無法比擬的；4應用范圍廣,可以涵蓋公路測量（包括平、縱、橫,施工放樣,監(jiān)理,竣工測量,養(yǎng)護測量,GIS前端數(shù)據采集諸多方面；5如輔助相應的軟件,RTK可與全站儀聯(lián)合作業(yè),充分發(fā)揮RTK與全站儀各自的優(yōu)勢。2.2靜態(tài)GPS在工程測量中的應用所謂靜態(tài)相對定位，指的是需要兩臺或以上的接收機，同時對衛(wèi)星信號進行接收，然后處理相關數(shù)據，精確計算控制點三位坐標，并根據其中某點的坐標位置，精確求出另外一點的坐標位置，靜態(tài)相對定位具有很強的精度，在我國野外工程測量中，用

19、的最為頻繁。諸如位移監(jiān)測、地球定位測量、大型工程野外涵洞隧道精確定位。在我國公路的工程測量中，特別是高速公路，其線路的勘測定位有著十分高的精度。高速公路通暢延綿千里，已知的控制點少之又少，野外需要確定的控制點多不勝數(shù)，若是用常規(guī)工程測量手段，給工程帶來十分繁瑣的同時，還滿足不了工程的精度要求。GPS測量技術剛好能彌補這一缺陷。隨著我國GPS在公路工程的應用，國內已經利用GPS技術布控首級高精度的控制網，比如在杭金衡、滬杭、滬寧、石太等高速公路中都采用了GPS測量技術。在野外，用GPS技術定位公路的控制點，幾十公里出現(xiàn)的誤差在2cm范圍內，這是常規(guī)測量手段無法比擬的。在一般的工程測量中，控制網的

20、布置、檢測以及樁位的放樣都是測量在主要任務，在傳統(tǒng)的測量工程，一般采用的是將控制網設置成線形網或者是環(huán)狀網，經常利用經緯儀以及測距儀，更有甚者單面利用全站儀進行數(shù)據的測量工作，其實這樣的配合測量工作所需要的時間相當長，花費的財力也十分巨大，因此，GPS靜態(tài)定位呼之欲出。前面分析的GPS定位法，其進行的靜態(tài)定位，幾乎不受到天氣環(huán)境等相關因素的困擾，使用十分方便，在監(jiān)測的同時，精確度相當高，大力縮短了測量時間，提高了測量效率。GPS工程測量技術除了在公路測量中應用之外，在我國大型橋梁以及隧道工程測量中也不可或缺，GPS技術不需要全線通視，能形成畫面清晰的圖像，這點在無檢核的支點的量測應用十分重要和

21、方便。江陰長江大橋，在其常規(guī)精密邊角網進行檢測時便應用了此技術。實現(xiàn)運用普通測量方式，建立精度達到要求的邊角網，在此基礎上，使用GPS檢測邊角網，因為GPS有著毫M計精度的優(yōu)勢，在測量邊角網時，能符合其精度。在我國工程測量領域，航測是最需要技術以及最嚴精度要求的，GPS技術完全能滿足相關技術要求，因而在航測領域也有GPS的一席之地。尤其在鐵路建設過程中，航測技術十分重要。當前的航測成圖過程中，幾乎任何一對圖像都必須擁有滿足技術要求數(shù)量的共同控制點，只有如此，圖片之間才能產生自動糾正，我們所知道的傳統(tǒng)測量方法，必須占據很多平面以及高程二維坐標，在占據坐標位置的同時，必然浪費大量時間，由于人為因素

22、，往往使測量精度遠遠不能達到技術要求。比如在深圳地鐵工程中，其工程測量就采用了GPS航測技術，所成的圖像沿一字排開，便于人工處理。6/132.3動態(tài)GPS在工程測量中的應用GPS動態(tài)測量就是用GPS信號實時地測得運動目標相對于某一參考系的位置、時間、姿態(tài)、速度和加速度等狀態(tài)參數(shù)。利用安設在運動載體上的GPS接收機實時測得GPS信號接收機天線所在的位置，稱為GPS實時動態(tài)定位。相對靜態(tài)GPS相對定位而言，動態(tài)GPS相對定位指的是固定一臺接收機，以此當基準站，同時，另外的接收機在不斷處于運動狀態(tài)，以此當流動站。動態(tài)GPS相對定位技術，利用比較兩站之間相互信號的差別，通過計算，得出各個流動站在任意時

23、刻的位移以及位置坐標。GPS動態(tài)測量的差分數(shù)據一般有兩種處理方式，一種是即時處理，一種是滯后處理。所謂即時處理，指的是及時將基準站的測量信息傳輸?shù)搅鲃诱?，進行對比加工，其重要的步驟是及時形成數(shù)據鏈，用于實時傳送信息數(shù)據；所謂滯后處理，就是不需要及時將基準站的測量信息傳輸?shù)搅鲃诱?，只在后期進行處理相關數(shù)據。動態(tài)GPS相對定位一般用于道路勘測，這種技術在我國的應用還在初級階段，還并不成熟，相反，動態(tài)GPS相對定位技術在國外已經取得相當大的成果。在加拿大，一所大學里有一種全新的動態(tài)定位系統(tǒng)，整個系統(tǒng)由一臺捷聯(lián)式慣性系該、兩臺GPS接收機和一臺微機組成，其主要作用是為道路勘測作出直線以及曲線的定位，在

24、養(yǎng)路方面有著十分重要的作用。3.工程測量及數(shù)據處理3.1工程控制網數(shù)據處理方法工程控制網是工程建設、管理和維護的基礎，其網型和精度要求與工程工程的性質、規(guī)模密切相關。常規(guī)的方法多采用邊角網。GPS具有信號全球地面連續(xù)覆蓋、觀測站之間不需要通視、操作簡便、定位精度高等特點，因此，GPS測量工程控制網已經得到廣泛利用。對于電廠工程控制測量，不僅要滿足測繪大比例尺地形圖的需要，同時也要滿足電廠設計、施工建設和放樣工作的要求。那么，在GPS數(shù)據處理過程中，如何減少投影變形以滿足日后施工放樣和工程維護的需要成為當前工作中的一個重要問題，也被眾多學者和工程技術人員所關注，為了減小這種投影變形，經常采用換帶

25、法和重新選擇中央子午線的方法，這兩種方法都有各自的優(yōu)點，但是這種處理方法得到的成果不能滿足電廠設計時各個專業(yè)之間的資料銜接,在工程中操作起來也不方便，為此，介紹一種在普通工程測量中處理投影變形的可行方法。高程對基線長度歸算公式及其高斯投影距離改化公式如下：S=D<1-H/R+H/R2)(1>0mmS=S0vl+ym2/2R2+Ay2/24R2)(2>式中y基線投影到橢球面上的長度；mH地面實測基線邊長；mR兩端點至投影橢球面的平均高度；D橢球曲率半徑；s0基線兩端點橫坐標的平均值；s基線歸算到高斯平面的投影長度。從公式可以看出投影變形與測區(qū)所在的位置和測區(qū)的海拔高度有直接關系

26、。其具體數(shù)據處理方法為：首先根據測區(qū)情況布置好控制網，校核已知控制點的可靠性，然后把已知點和控制網進行聯(lián)測，利用GPs廠家的隨機軟件解算出整個控制網的基線，再利用這個可靠的已知點把整個控制網進行約束平差，就得到一套和已知點系統(tǒng)一致的坐標值。這個坐標往往不能滿足工程控制網的要求，為此必須減小投影變形的影響，需要把在高斯投影面上的觀測值投影到測區(qū)平均高程面上。根據已知控制點和所求的控制網中的控制點坐標很容易求出高斯面上已知點到各個控制點的距離（S和這條基線的方位角a）,可以根據各個點的橫坐標值利用公式（2便可求出基線在橢球面上的距離（S0，根據（1式可以求出基線在測區(qū)高程面的長度（D；最后根據已知

27、點的坐標和距離（D以及這條基線的方位角a）便可以求出各個控制點的最終坐標，經過多個工程的實驗表明,這種做法能夠滿足工程測量的要求。3.2GPS基線處理與質量控制目前，GPS定位技術已經廣泛應用在大地測量工程測量地殼形變等領域。一般說來，GPS的野外測量是比較簡單的，而測量方案的制定和測量數(shù)據的處理則較為復雜。通常，測量方案需要結合任務的具體情況來制定，而數(shù)據的處理則主要根據經驗，尤其對超限的測量成果更是如此。一般說來,GPS測量的數(shù)據處理可按下面3個步驟進行：（lGPS基線邊的解算；（2成果的各種檢核計算；（3GPS網的平差計算和成果的分析。3.2.1GPS基線邊的解算在GPS測量數(shù)據處理時，

28、基線邊的解算是數(shù)據處理的基礎，基線邊解算的好壞，直接關系到各種檢核的是否合限和平差結果的好壞。因此，在進行GPS數(shù)據處理時，必須認真注意基線邊的解算。通常，有下面幾個因素影響基線邊的解算結果：電離層延遲、衛(wèi)星截止高度角、單雙頻解算方法。1）電離層的修正對觀測量的利用可選擇使用單頻或雙頻修正電離層延遲，解算長邊時要選擇雙頻修正電離層延遲的模式。解算短邊時，雙頻接收機選擇L1解算更為有利。因為距離短電離層延遲無需修正，而電離層修正值是靠L1和L2數(shù)據組合修正L1觀測值的，其誤差較L1大，這樣修正往往得不償失。2）解算模式的選擇通常，高精度的基線解有兩種形式，即固定解和浮點解。對于邊長小于20km時

29、，一般采用固定解方式進行解算；當邊長大于20km時，宜采用浮點解；對于大于20km的邊長有時也能得到固定解，此時可通過閉合環(huán)檢驗來確定應采用固定解還是浮點解。3）其他參數(shù)的選擇其他參數(shù)包括衛(wèi)星的截止高度角，剔除衛(wèi)星和歷元間隔等。一般情況，高度角選為15°，當解算結果不好時，不妨選20°，甚至25°。剔除衛(wèi)星主要依據前次解算的結果進行選擇，一般可剔除模糊度小數(shù)位在0.5附近的衛(wèi)星，但數(shù)據剔除率不宜大于20%，剔除衛(wèi)星的歷元間隔可通過前次解算的殘差分布圖來進行選擇。3.2.2 各種檢核計算各種檢核計算包括同步環(huán)、重復邊和獨立環(huán)的檢核計算。<1）同步環(huán)的檢核計算同

30、步環(huán)的計算結果，通?？梢苑从硯讉€方面的問題：a. 數(shù)據觀測質量的好壞；b. 計算軟件的好壞；c. 運行參數(shù)是否合適。一般說來，同步環(huán)的計算結果，不應作為一種反映測量的精度指標，它只能作為一種數(shù)據解算是否合適的參考?？梢酝ㄟ^改變運行參數(shù)、變換計算模式，如變換合適的高度角和衛(wèi)星的剔除率等參數(shù)進行基線解算，以改進同步環(huán)的計算結果。另外，也不能因為一個大的同步環(huán)超限，而認為整個環(huán)觀測不行。有時，多個點組成的同步環(huán)是由于其中一個點引起的，如果其他幾個點組成的同步環(huán)不超限，相應的基線解結果應當充分利用。<2）重復邊的檢驗重復邊的檢驗不能只限于當天的一個同步環(huán)，應當把所有測量結果一起進行計算，以檢查成

31、果是否存在分群和超限現(xiàn)象，最好利用程序把所有測量的基線邊的結果放在一起解算，以避免人為選邊而出現(xiàn)疏忽現(xiàn)象。<3）獨立環(huán)的檢核計算獨立環(huán)的檢核計算，首先應當設計好獨立閉合環(huán)，以確保獨立閉合環(huán)檢核合限后，所選獨立邊參加平差的平差精度滿足要求。獨立環(huán)的檢核計算應當在同步環(huán)檢核和重復邊檢核合限的基礎上進行，只有這樣才能保證獨立環(huán)檢核合限。3.2.3平差計算和成果分析<1）平差的選邊計算平差選邊的基本原則應當是：首先是在同步閉合環(huán)、重復邊和獨立閉合環(huán)檢查合限的基礎上進行選邊的，另外還應當只選獨立的基線邊。采用Fillnet軟件進行平差處理時，應注意它按基線解的中誤差推薦基線是按固定解或是浮點

32、解來進行平差，有時推薦的解并不一定合適，此時應當根據閉合環(huán)的檢核情況來確定采用固定解還是浮點解，通常應選擇閉合差較小的解來參加平差。<2）平差計算外業(yè)數(shù)據處理，最好每天都進行各種檢核并進行平差，這樣當出現(xiàn)平差結果過大時，可及時發(fā)現(xiàn)是因為哪一天的測量成果有問題，并及時進行處理。另外，可利用序貫平差的方法來利用以前平差的結果，以減少最后平差的工作量。<3）成果分析GPS網平差結束后應認真對成果進行分析。分析的主要內容有：a.單位權中誤差的大小通常，利用Fillnet軟件進行平差時，它要求平差結束后的單位權中誤差a<1。當O>1時，應認真檢查平差計算時的殘差是否大于3倍中誤差

33、，對于殘差大于3倍中誤差的基線邊應當改進或予以剔除。一般說來，當殘差小于3倍中誤差時，其單位權中誤差a<1。b.基線矢量的分量精度對于精度較差的基線矢量的分量，可以改進其基線的解算方法或者可剔除該邊的某一時段的觀測量。另外，也可通過改換選邊的情況來改善其平差精度。利用現(xiàn)有的商用軟件來進行GPS數(shù)據處理，一般情況下是有現(xiàn)成的模式可以利用的，但對于各種檢核超限成果的分析主要還是要依靠經驗，只有不斷地摸索總結才能有更大的收獲。4.分析與總結綜上所述，雖然GPS測量技術在公路工程測量中的應用使傳統(tǒng)的公路工程測量技術有了突飛猛進的發(fā)展，但二者相比，常規(guī)測量方法還存在以下的缺陷：1>規(guī)范對附合

34、導線長、閉合導線長及結點導線間長度等有嚴格規(guī)定。由于公路測量的作業(yè)面是一狹長帶狀，這樣，導線長度很難達到規(guī)范要求，往往會出現(xiàn)超規(guī)范作業(yè)。2>搜集到的用于路線測量控制的起算點間一般很難保證為同一測量系統(tǒng)，往往國測、軍測、城市控制點混雜一起，這就存在系統(tǒng)間的兼容性問題，如果用不兼容的起算點，勢必影響測量質量。3>國家大地點破壞嚴重影響測量作業(yè)。由于國家基礎控制點，大多為20世紀50、60年代完成，有些點由于經濟建設的需要已被破壞，有些點則由于人們缺乏知識遭人為破壞。因此往往不易找到導線的聯(lián)測點。這樣路線控制測量的質量得不到保證。4>地面通視困難往往影響常規(guī)測量的實施。由于通視的條

35、件的限制，在大范圍密林、密灌及青紗帳地區(qū)，根本無法實施常規(guī)控制測量。相比較，GPS測量技術在公路工程測量上具有較大的優(yōu)勢和發(fā)展前景：1>GPS作業(yè)有著極高的精度。它的作業(yè)不受環(huán)境和距離限制，非常適合于地形條件困難地區(qū)、局部重點工程地區(qū)等。2>GPS測量可以大大提高工作及成果質量。它不受人為因素的影響，整個作業(yè)過程全由微電子技術、計算機技術控制，自動記錄、自動數(shù)據預處理、自動平差計算。3>GPSRTK技術將徹底改變公路測量模式。RTK能實時地獲得所在位置的空間三維坐標。這種技術非常適合路線、橋、隧道勘察，它可以直接進行實地實時放樣、點位測量等。4>GPS測量可以極大地降低勞動作業(yè)強度，減少野外砍伐工作量，提高作業(yè)效率。5>GPS高精度高程測量同高精度的平面測量一樣，是GPS測量應用的重要領域。特別是在當前高等級公路逐漸向山嶺重丘區(qū)發(fā)展的形勢下，往往由于這些地區(qū)地形條件的限制，實施常規(guī)水準測量有困難時，GPS高程測量無疑是一種有效的手段。GPS在公路工程測量中的應用，對高等級公路的勘測手段和作業(yè)方法產生了革命性的變革，極大地提高了勘測精度和勘測效率，特別是實時動