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1、 宝鸡市蟠龙塬70平方公里测区内布设GPS控制网方法和精度 摘要: 以宝鸡市蟠龙塬布设GPS控制网为例, 经过选点、 埋设、 制订GPS静态外业观察计划、 观察时段, 分析静态数据处理结果, 说明了布设GPS控制网方法和精度。 关键词: 精度; GPS数据; GPS控制网 Baoji Panlong plateau70KM2sensing area layout method and precision of GPS control network Abstract: Taking the city of Baoji Panlo
2、ng plateau distributed GPS control network as an example, By choosing the point, buride, making GPS static fidld observation planning, observation time, analysis of static date processing results, Describe the design method and precision of GPS control network. Key words: Precision; GPS date; GPS c
3、ontrol network 序言 宝鸡市蟠龙塬地域是以蟠龙镇为中心, 面积约为69.5平方公里。测区经纬度约为东经: E107°09′~ E107°17′, 北纬: N34°22′~ N34°26′。地物、 地貌关键包含村落、 耕地、 河流、 边坡在内宝鸡市城镇结合部, 测区中部地域比较平坦, 交通便利, 关键由村落和耕地组成, 除部分村落建筑密度较大, 错综复杂外, 大部分区域有硬化网状道路, 在测区东、 西、 南三边边缘地带则关键由落差较大边坡和河流或人工渠组成, 地形较为复杂。为了在此范围之内完成百分比尺为1: 1000地形测图任务, 采取GPS控制测量方法, 在9个已知控制点
4、基础上, 另外再选择13个控制点, 布设了D级GPS控制网, 采取边连接方法, 同时观察4个时段, 对静态外业原始数据采取中海达GPS数据处理软件进行了分析, 得到了可靠结果。 1 宝鸡市蟠龙塬计划区D级GPS静态外业观察计划 1.1静态外业观察计划略图 考虑到GPS静态测量特点, 以及整个测区范围内地形和地貌情况, 依据 《全球定位系统城市测量技术规程》（CJJ 8-99）、 《城市测量规范》（CJJ8-99）, 在已经有KZ01～KZ09共9个已知控制点基础上, 另外选择了GD01～GD13共13个D级GPS控制点。依据D级GPS控制网技术要求, 基线最弱边相对中误差≦1
5、/45000, 布网设计时遵照以下多个标准: Ⅰ采取独立观察边组成闭合图形, 以增加检核条件, 提升网可靠性。ⅡGPS网点设在视野开阔和交通便利地方, 便于GPS测量观察和水准联测, 降低多路径影响。此次外业观察采取边连接式, 组成GPS网, 能确保网几何强度, 提升网可靠指标。选点工作遵守以下标准:Ⅰ点位布设在易于安装GPS接收机、 视野开阔较高点上。Ⅱ点位目标要显著,视场周围15º以上不应有障碍物,以减小GPS信号被遮挡或被障碍物吸收。Ⅲ 点位应远离大功率无线电发射源(如电台、 微波站等),其距离大于200m, 点位远离高压输电线和微波无线电信号传送通道,其距离不得小于50m。以避免电磁场
6、对GPS信号干扰。Ⅳ 周围不应有大面积水域或不应有强烈干扰卫星信号接收物体,以减弱多路径效应影响。Ⅴ点位应选在交通方便,有利于其她观察手段扩展与联测地方。Ⅵ 基础稳定,易于点保留。 22个控制点分布如图1, 鉴于已知控制点KZ01～KZ09位置分布是半包围整个测区范围, 新选9个控制点均匀分散在测区内, 确保后期碎步测量有足够多已知控制点。 图1: GPS控制点分布图（备注: KZ01～KZ09为已知点, GD01～GD13为待求点） 1.2 静态外业观察计划 针对测区范围内22个控制点, 静态GPS外业观察采取边连接形式, 能够确保观察数据质量和节省外业工作时间。使用8台套中海
7、达V8型号GPS接收机进行同时观察, 整个静态外业观察分4个时段进行, 每个时段同时观察2个小时, 各个时段观察点号见表一, GPS静态外业观察网形见图2。经过图2能够判定, 观察公共边分别为: GD09—GD12、 GD11—GD12、 GD11—GD03、 GD03—GD04、 GD04—KZ06、 GD12—GD10、 GD10—KZ05、 GD03—KZ09。采取这种观察计划, 使得GPS控制网稳定且有足够多多出观察量, 确保网平差整体精度。 表一: 外业观察时段和点号 第1时段 GD14 KZ04 KZ03 GD10 KZ
8、02 GD12 KZ01 GD13 GD09 第2时段 KZ06 GD14 GD10 GD12 GD11 GD03 GD04 第3时段 GD04 GD03 KZ07 KZ09 GD02 GD01 KZ06 KZ08 第4时段 GD09 GD08 GD03 GD11 KZ09 GD06 GD07 GD12 GD05 图2: GPS静态外业观察网形 2宝鸡市蟠龙塬计划区D级GPS静态控制测量内业计算方法 2.1使用软件 采取中海达企业提供GPS数据处理软件包“HDS”进行GPS网平差。计算时先使用处理软件
9、 解求独立基线, 然后在WGS-84坐标系中进行无约束平差, 利用无约束平差可靠结果, 最终在宝鸡市城市坐标系中进行三维约束平差。 2.2 数据处理过程 原始数据导入→测区坐标系统选择→中央子午线设置: （108度）→静态基线处理→已知数据输入→平差计算→自动生成汇报。 2.3 数据处理结果 2.3 .1最终坐标平差值 在平差过程中, 选择KZ03、 KZ06、 KZ09做为已知点, KZ01、 KZ02、 KZ04、 KZ08做为检核点。平差计算部分结果见表2。 表2: 平差计算结果 点名 x(m) y(m)
10、 正高(m) 平面中误差 中误差 (m) 中误差 (m) 中误差 (m) KZ03 114148.1480 110669.2700 829.6633 ***** ***** ***** ***** KZ06 112160.5750 114649.6090 755.9318 ***** ***** ***** ***** KZ08 111553.7394 120965.3210 728.2123 0.0021 0.0016 0.0014 0.0205 KZ09 115256.1875 118197.7620 797.0163 *
11、 ***** ***** ***** 2.3.2最弱点平面中误差 平差计算最弱点平面中误差见表3。 表3: 最弱点平面中误差 点名 x(m) y(m) 正高(m) 平面中误差 中误差 (m) 中误差 (m) 中误差 (m) KZ08 111553.7394 120965.3210 728.2123 0.0021 0.0016 0.0014 0.0205 3 宝鸡市蟠龙塬计划区D级GPS静态控制测量内业结果分析 依据以上平差计算结果, 以最弱点KZ08为例, 解算出坐标和提供坐标值互差见表4。 表4:
12、最弱点KZ08解算结果与提供坐标互差 点名 x(m) y(m) 正高(m) 备注 KZ08 111553.739 120965.321 728.212 计算结果 111553.737 120965.347 728.211 已知数据 0.002 -0.026 0.001 互差结果 由表4得出: 计算出点位互差最大没有超出0.03m, 此精度符合D级GPS控制测量限差要求, GPS在宝鸡市蟠龙塬70KM2测区内布设控制网, 控制点精度完全能够满足地形测图需要。 参考文件 ［1］杨根源.GPS测量原理［M］.北京: 北京大学出版社, ［2］黄文斌.GPS测量技术［M］.北京: 测绘出版社, ［3］武汉测绘科技大学测量平差教研室.测量平差基础 ［M］.北京: 测绘出版社, ［4］魏二虎, 黄劲松.GPS测量操作与数据处理［M］.武汉: 武汉大学出版社, ［5］李永朴.长边GPS控制测量应用与分析［J］.云南: 地矿测绘(3):25-26 ［6］CH-92.全球卫星定位系统（GPS）测量规范［S］ ［7］CJJ73-97.全球卫星定位系统（GPS）城市测量技术规程［S］ ［8］耿宏锁, 巨娟丽, 殷彦平.地籍控制测量GPS控制网设计与实践［J］.水利与建筑工程学报,
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