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GPS控制点成果平面精度外部检核的几种方法

GPS测量的平面检测方法没有一个比较完善与统一的方法与精度标准，基线解算及平差过程与平差结果作为精度评定的主要依据，一般来说：只要整个外业观测与记录没有问题；解算的过程依照规定的方法进行；平差结果没有超出既定的标准；GPS的平面精度一般是没有问题的。但是GPS控制中平面的可靠性和要求方面都要进行相关的外部检测。以检测数据来说明GPS的平面精度可靠性符合要求。
　　GPS测量作为一种高新技术的空间大地测量方法已广泛用于控制测量。而GPS网中各点成果精度，不像传统大地测技成果那样均匀。从些台由于受观测环境、卫星分布及卫星高度角等因素的影响，会产生较大的坐标位移（平差后的坐标值偏离点位）。近年来在使用有些GPS网成果中就发现了这问题。有的单位未经检测就使用，结果造成了一些不应有的损失。本文根据几年来对GPS点外部检测的资料进行讨论，分析各种检测方法的适用范围及检测要点，为使用GPS点的单位提供参考。
　　1 检测方法
　　对GPS成果的检测，我国还没有统一的检验方法及精度标准。使用单位由于受设备的限制，还不可能采取严密的、高精度的检测手段。本文仅讨论三种常用的外部检测方法：①采用光电测距仅测量GPS点间的边长，与原成果进行比较称为“比长法”②用GPS测量方法重测一部分点，比较两次测量成果称为“审核检测法”；③观测可构成三角形的3个GPS点中的一个点的水平角，对比观测值与坐标反算的角值，称为“比角法”。
　　1.1 比长法
　　为了检测GPS点间边长的精度，可采用比长法。但近年来一些单位使用这种方法去检测GPS点的座标位移，结果不能令人满意。原因是平面坐标位移有两个万向（X、Y），用比长法检测得到的相对精度，不足以确凿判断点位华标有否位移。测绘质检站在涸洲岛检测的三条边就是一个例子。检测略图如图1。检测成果见表1。

边名
GPS边长（m）
测距相对误差
光电测距边长
测距相对误差
检测结果
相对误差允许值
边长误差（m）
相对误差
G524－G525
2936.406
1/160000
2936.230
1/160000
＋0.176
1/16000
1/57000
G525－G526
1932.497
1932.486
＋0.011
1/170000
G524－G528
3455.532
3455.531
＋0.001
1/300000
　检测使用WLID DI20型红外测距仪，仪器精度为（3mm＋2×10×0.0000001D)。按国家三等边的测距精度施测，测距相对中误差优于1／160O00。相对误差允许值按 m=±2√(m原2+m检2)公式计算。从表中的数据可看到，G525－G526这条边相对精度为1／170000，如果仅测这条边，精度达到要求。但如果只测G525－G524这一条边，相对精度仅为1／16000，远大于允许值。另外还不能判断那个点坐标有位移，或许这两个点的坐标都位移。因此，采用比长法来检测GPS点的坐标是否位移，不能仅检测一两条边就下结论。
　　1.2 比角法
　　把GPS网看成是测边网，利用检测测边网精度的方法来检测GPS网中某固定角的值。

　下面仍用几个点来讨论。观测略图如图2。检测数值和反算角值见表2。

　　　1.3 审核检测法
　　审核检测是产品质量检验中的一种重要方法，关键是选哪些点作样品，在何种环境下检测。表3是4个GPS点的原网成果及检测成果。
　　成果精度按原网同等精度施测。从表3可以看到，G484与G485点的两次测量成果之差已接近限差。现用G484－G485这一条边的两次GPS测量边长和光电测距边长进行对比。数值见表4。

从表4可以看到光测距边长和原网边长与中数的差值较接近，且小于均方差。因此可以判定原网精度优于用GPS检测的成果精度。
　　从这个例子说明，采用审核检测时应提高观测精度，同时应选好较稳定的典型图形，如三角形、大地四边形等，以便对检测成果作精度分析。只有检测成果精度达到要求，才能作出准确的检验结论。
　　2 检测分析
　　1）通过上述的例子可知，采用比长法检测点位坐标位移，一般可在一点上测定3条边，或者测定组成三角形的三条边长，进行组合分析，可得到较可靠的检测结果。仅当组成三角形的三个点有同方向有等量的位移时，判断才可能失真。因此为避免这种特殊情况出现，需要三点之一联测第4个点作为检核。
　　2）采用比角法检测点位坐标位移，有许多不确定因素。为防止判断失真必须逐点分析。一般在一个点上测三个方向组成2至3个三角形来计算分析，得到的结果可信度较高。
　　3）采用比角法和比长法相结合，在一个点上测定一个角和两条边，或者在两个点上测定两个角和一条边，进行组合分析，一般可以收到较好的效果。但为了防止组成的各图形发生整体平移或旋转，应在分析图形上任一点找第四个点联测一条边或一个角进行检核，以提高检测成果的可信度。
　　4）采用审核检测法检测，需要提高观测精度，只有确保检测成果具有较高的精度，才能对受检产品下结论。因此，检测技术要求高，工作最大，一般生产单位不便采用。
　　3 结论和建议
　　使用GPS点作起算点，应对成果进行检测。检测的方法可根据实际情况来定。不论采用什么方法都应采取检核，以防止特殊情况出现，使检测结果失真。