1、有关 GPS 控制网在城市测量工程中的应用剖析摘要：有关 GPS 控制网在城市测量工程中应用的研究具有很强的现实意义，本文在对 GPS 技术进行了概述的基础上，结合某市 GPS 控制网概况，对应用的具体要点进行了分析，希望能够对我们的工作起到一定的指导作用。 关键词：GPS；控制网；城市测量； 中图分类号：P228.4 文献标识码： A 文章编号： 1、引言 伴随着社会的发展，城市建设的脚步越来越快，在这种背景下，当前城市中的控制网已经远远不能够满足经济建设的需求，构建一个覆盖面更为广泛、统一的城市控制网是必然的趋势，而在大面积城市控制网建立的过程中，GPS 系统则为其提供了科学先进、经济合理
2、的手段。基于此，本文关于这方面的研究具有一定实践指导作用。 2、G PS 技术概述 所谓 GPS 主要是指全球导航定位系统，这一技术是由美国的国防部提出，主要目的是在海陆空这三个领域中实现全球性、全天候、实时的导航服务，另外，通过这一技术还能够实现一些应急通讯以及核爆监测信息收集等功能。后来伴随着 GPS 技术研究的深入，人们发现通过 GPS系统不但可以很好的完成以上目标，还可以利用 GPS 卫星导航信号实现厘米级的静态定位以及亚米级别的动态定位等。也正是因为 GPS 技术具有如此多的定位，使得其在导航以及测绘行业中引发了一场非常深刻的革命。 从上个世纪 80 年代末成功发射第一颗 GPS 卫
3、星之后，就标志着 GPS系统已经开始进入到生产作业的阶段，其后伴随着 24 颗卫星全部投入到运行中，则代表了 G PS 系统开始实现初始动作状态。也正是从这个时候开始，GPS 的应用及研究益发深入，不同的设备及技术不断涌现。 具体来看，GPS 技术具有以下几个方面的优点：作业方便、用途广泛、效益好、精度高，加之其无须通视，因此，此技术在测绘行业中受到了越来越多的重视，已经逐步替代了传统的作业方法，成为了当前测绘工作中的主要控制测量手段。 3、某市 GPS 控制网概况 某市 G PS 控制网总共包含 172 个控制点，其覆盖的面积为 1200 ?。通过应用 GPS 技术，其由委托合同评审开始，直
4、到测量技术报告以及GPS 网成果资料全部完成，总共所花费的时间不到 4 个月，而且其费用相对于传统的手段来说也低很多，在经过上级部门鉴定之后，获得了相当高的评价，以下将对这一工作中的一些 GPS 技术应用要点进行分析。 4、GPS 控制网在城市测量工程中的应用 在本案例中，此县为了向中心城区提供基础测绘资料，进行了 D 级GPS 控制网的构建，并实行四等水准测量。 4.1GPS 网布设 在中心城区这一测区中，有 2 个 GPSB 级点，分别是 1599 和 1601；另外有一个等三角点，为 Z049；三个二等三角点：分别是 ZZ050、ZZ059以及 ZZ057；五个三等水准点。在 GPS 网
5、布设的过程中，主要以全球定位系统测量规范作为依据，并结合测区中具体的情况，以 ZZ+当做顺序号，一共进行了 20 个 GPS 骨架网点的布设；另外，以 ZX+当做顺序号，又进行了 19 个 GPS 点的布设，总共布设的点数为 39 个。 4.2 外业观测 在外业观测的过程中，主要选取 Trimble5700 接收机以及TrimbleR8GPS 接收机进行静态测试，其精度为 5mm+1 10-6 d。对于整个测区来说，对 D 级 GPS 控制网总共完成了对 177 条基线，118 个同步环，103 个异步环以及 19 条复测基线的测量工作。 4.3 数据处理 （1）基线解算 在基线解算的过程中，
6、主要通过 TrimbleGeomaticsOffice1.6 软件进行基线解算，经过解算之后得出以下结论：基线的最大误差为 7.1mm，其所对应基线的边长是 11340.41m，另外，基线最小误差是 1.0mm，标准限差是 113.85mm。 （2）同步环精度统计 在统计同步环精度的过程中，其允许值为 6.0410-6，最大及最小同步环相对闭合差分别是是 0.110-6 及 1.410-6，此环的平均边长取为 8278.665m。 （3）异步环精度统计 其最大及最小异步环相对闭合差分别是 3.010-6 以及 0.210-6，允许值则取为 94.0110-6，平均边长取为 3560.443m。
7、根据我们的统计来看，相对于允许值，异步环闭合差以及坐标分量闭合差值都要小的多，很好的符合了精度方面的要求。 （4）复测基线精度统计 复测基线较差最大值以及最小值分别是 9mm 以及 1.2mm，另外，基线的边长为 2722.359m，允许值是82.0mm，从全球定位系统城市测量技术规程中的相关规定来看，以上指标都是满足精度要求的。 4.4GPS 网平差 （1）三维自由网无约束平差 本案例中主要使用的软件是 GPSPowerADJ4.0，于 WGS-84 坐标下三维无约束平差，经计算所得到的最弱边相对中误差是 1/44 万。下表格表示的是三维无约束平差相对精度，通过这一表格可以看出：92.8%的
8、相对中误差都处在 1/150 万之上。 表 1 基线相对中误差精度统计 详细来看，最大中误差是 3.846mm， 另外比 2.0mm 小的所占比例分别是 96.6%、93.8%以及 94.2%。经过三维无约束平差主要剔除粗差，其精度远高于规范中的相应技术指标。 （2）二维约束平差 在完成上文中的工作之后，则通过对已知的控制点进行利用，则可以进行相关的二维约束平差计算，其基线相对中误差以及结果点位精度可以参照下表 6 和下表 7： 表 2 基线向量改造数精度统计 表 3 坐标点位精度统计 通过上面的两个表我们可以看出，最大的中误差都比 4mm 要小，而且基线相对中误差精度中处在 1/80 万之上
9、的占到了 91.5%。另外，数据显示，二维平差点位中误差没有超过 2mm 的，而且点位的相对误差也都控制在规定的范围中，通过这一点可以看出 GPS 控制测量点位具有非常高的精度，完全满足相关的技术规范。 4.5 高程拟合 在高程拟合的过程中，选择测区中 10 个均匀分布的 GPS 水准点当做起算点，并选择了 6 个检测点。将拟合之后获取的高程差和已知的高程差进行对比取差值，其最大值和最小值分别是 12.3mm 及-10.2mm，是符合我们工作精度要求的。 5、结语 本文关于 GPS 控制网在城市测量工程中应用的研究具有一定实践指导作用，但是受制于篇幅的限制，也还存在很多不足之处，基于此，还希望
10、各位同行能够加强这方面的研究和探索，为其更好、更广泛、更深入的应用起到促进作用。 参考文献 1 银志敏.基于城市 GPS 控制网的航测像控点测量J. 现代测绘. 2006(01) 2 韦志文.GPS 控制网的布设与数据质量保证的探讨J. 大地测量与地球动力学. 2007(S1) 3 杨胜荣,梁微.GPS 技术在城市首级控制网中的应用J. 中小企业科技. 2007(08) 4 毛坤德,赵长胜,周园.城市 GPS 控制网优化设计J. 矿山测量. 2007(03) 5 陈炳超,罗成,覃振康,包华海,陈依静,苏爱国;城市 GPS 控制网的建设问题研究J;广西师范学院学报(自然科学版);2005 年 03 期 6张爱明,陈勇;利用数据通讯业务建立数据链的 GPS-RTK 作业模式在测绘工程中的应用分析J;现代测绘;2005 年 S1 期
