GPS控制测量平面

GPS控制测量平面（精选12篇）

GPS控制测量平面 第1篇

GPS技术的优势在于测量的准确性较高、定位较快、测量时间较短, 尤其适用于野外勘察测量, 具有较强的便携性。GPS控制测量技术的基础技术是遥感技术和卫星定位技术。因此在开展测量时应该对接收设施、大气层、卫星轨迹等因素进行充分的考虑。

2 GPS测量出现高程精度误差的具体原因

一般情况下, 测量人员主要是运用卫星信号来进行导航定位。此时应该设置一个GPS接收机, 接收3 颗以上的卫星发出的信号, 然后再用一定的换算方法, 对卫星信号进行处理, 从而得到这些卫星与测量点在该时间段内的距离。在特定的时间段内, GPS卫星具有一定的空间坐标, 经过换算之后, 能够将该时间段内该测量点相对地球的三维坐标得出来。一般的测量步骤是接收卫星信号、进行参数转换、输出坐标值。然而如果遇到阴雨天等不理想的天气状况, 或者大气层中具有过多的干扰物质, 就可能对卫星信号的传输和接收造成干扰, 导致卫星信号的接收出现失真或者偏差, 这也是运用GPS控制测量技术进行工程测量时, 出现精度误差的主要原因。与此同时地质条件也会对测量精度造成一定的影响, 如果测量现场的地质条件具有强磁场, 也会干扰卫星信号。在工程测量中, 高程异常情况出现的比较频繁。就是密度分布不均匀的地下物质产生的异常重力影响了高程测量的结果。在工程测量中往往会进行GPS高程拟合, 就是用GPS对大地高进行测量, 再用水准对正常高进行测量, 对二者差异进行拟合, 得出似大地水准面, 然后经过一定的结算, 能够出高程异常。

图1 和图2 为某矿区使用不同已知点进行测量的E级GPS网, C级GPS点是C1-C4, 属于二等水准高程, 将其作为起算结果。E级GPS点为E1-E4, C2、C1 高程为200 多米, E2 和E1 共点, C4 的高程是572 米, C3 的高程是441 米, 矿区高程为700-900 米。对比图1 和图2 的测量结构发现, 在网形结构较差的情况下, 平面位置受到的影响不大。该测量实例中平面坐标的最大较差是31 米, 没有超出精度允许范围。但是E2 的高程较差为0.601 米, E1 的高程较差为0.448 米, 具有较大的高程误差。

3 控制工程测量中高程精度的具体途径

在工程测量中, GPS技术仍然具有较大的优势, 然而如何应对GPS控制测量中的高程精度问题关系到工程测量的准确性。在运用GPS进行工程测量时, 应该对其高程拟合要求和工作原理予以充分的考虑, 采取有效的措施来控制高程精度。

3.1 提高GPS接收仪的精度控制测量精度的要点在于控制卫星信号的接收质量。如果GPS接收仪的精度较低, 对卫星信号不敏感, 容易出现测量偏差。特别是野外工程测量往往会遇到比较复杂的地质条件或气象条件, 信号干扰较多。由于测量周围的地形复杂, 容易构成磁场, 干扰信号。因此应该进一步提高GPS接收仪的精度, 选择精度更高的GPS接收仪。高精度的GPS接收仪对信号变化的参数偏差更为敏感, 能够更加准确地分辨正常工作信号和干扰信号, 保障计算选择的合理性和科学性。

3.2 尽量避免不良天气的干扰在野外测量中如果遇到不良天气, 大气对流层中的信号干扰物质较多, 对流较为强烈, 很容易对GPS接收仪的信号接收工作造成影响, 影响高程计算的准确性。在开展工程测量时尽量避开不良天气, 选择天气状况较好的时间来开展工程测量工作, 以免高程计算出现误差。

3.3 进一步修正电离层误差卫星信号会受到大气电离层的折射、反射和干扰作用, 导致GPS接收到的卫星信号出现较大的偏差, 因此应该采取适当技术措施进行修正, 主要的修正方式包括同步观测、电离层模型、多频观测。 (1) 同步观测。两个观测站的距离在20 千米之内, 进行同步观测, 以二者机械两端的观测差值为依据, 计算电离层测量精度, 对测量数据进行纠正。 (2) 电离层模型。使用电离层模型来对参数进行修正, 将得出的参数放置在电离层模型之中进行参数对比, 修正参数精度。 (3) 多频观测。在一个测量点上测量多个伪距, 然后对不同频率测量得到的伪距测量值的折射率差异进行计算, 得出折射改正数值, 对GPS测量精度进行提高。

3.4 选择测量点和测量基站测量点测量基站的选择也会对测量的精度造成影响。在选择测量点时要尽量避开比较复杂的地质情况, 避免分布不均匀的地下介质密度造成测量现场周围的较强磁场, 影响和干扰卫星信号的接收。

3.5 提高对天线测量精度的重视天线测量精度往往没有得到测量人员的足够重视, 事实上如果将野外作业天线设置成斜向上的发散状, 由于天线高程出现误差, 测量基站在测量该点的高程时也会出现误差。因此应该提高天线测量的精度, 避免较大的高程测量误差。

3.6 选择科学的高程拟合数学模型高程拟合必须在数学曲面模拟大地水准面模型中进行数据换算, 数学计算的精度也会影响高程精度, 造成待测点高程和正常点高程具有较大的差值误差。因此应该选择科学的高程拟合数学模型, 可以使用多面函数法、样条函数法、二次曲面拟合法、平面拟合法, 特别是二次曲面拟合法能够有效地降低数据参数误差, 具有较高的计算精度。

4 结语

GPS控制测量技术报告 第2篇

GPS控制测量技术报告

一：测区概况，位于本溪经济开发区石桥子沈本产业大道，测区地势较平坦，由于公路两侧山势陡峭，树木密集，所以在本测区卫星信号不太理想，控制点之间距离较远。

二：仪器设备及软件

南方GPS、天宝及ASHTECH

GPS控制测量采用Ashtech locus单頻接收机,其静态精度为：

静态基线 ±（5mm +1ppmD）

高 程 ±（10mm+2ppmD）

平面精度要求：0.020m + 1ppm

高层精度要求：0.040m + 2ppm内业采用Ashtech Solution专业处理软件（包含数据传输、基线向量处理、GPS网平差软件、多种GPS数据格式转换等功能），完全能满足GPS控制测量数据处理的要求。

三：实习的内容

1.实习的主要内容

（1）GPS静态、动态野外数据采集及内业数据处理：

（2）GPS-RTK外业测量

2．实习目的,通过实习进一步深入了解GPS原理以及在测绘中的应用,巩固课堂所学的知识.熟练掌握GPS仪器的使用方法,学会GPS进行控制测量的基本方法并掌握GPS数据处理软件的使用方法.3.实习地点,本溪石桥子经济技术开发区产业大道

4.实验原理.GPS定位的原理是GPS 卫星发射的测距信号和导航电文,导航电文中含有卫星位置的信息,用户用GPS接收机在某一时刻接收三颗或三颗以上的GPS卫星,测出测站点(GPS天线中心)到卫星的距离并解算出该时刻卫星的空间位置根据距离,并解算出卫星的空间位置,根据距离交会法求测站点坐标.其基本思想为:在基准站上安置一台GPS 接收机,对所有可见卫星进行连续观测并将其观测数据通过无线电传输设备实时地发送给用户观测站,用户站在接收GPS卫星

信号的同时,通过无线电接收机设备接收基准站传输的观测数据,实时计算测站

点的三维坐标.5.实验过程:

(一).参考站要求

参考站的点位选择必须严格。因为参考站接收机每次卫星信号失锁将会影

响网络内所有流动站的正常工作。

（1）周围应视野开阔，截止高度角应超过15度,周围无信号反射物（大面

积

水域、大型建筑物等），以减少多路径干扰。并要尽量避开交通要道、过往

行人 的干扰。

（2）参考站应尽量设置于相对制高点上，以方便播发差分改正信号。

（3）参考站要远离微波塔、通信塔等大型电磁发射源200米外，要远离高

压输电线路、通讯线路50米外。

(4)RTK作业期间，参考站不允许移动或关机又重新启动，若重启动后必

须重新校正。

根据以上要求在校园里选择合适的已知点,将天线架设是该点做为基准站,连上

电缆,注意正负极要正确(红正黑负),确认无误后,方可开机.打开主机和电台，主机开始自动初始化和搜索卫星，当卫星数和卫星质量达到要求后（大约１分钟），主机上的ＤＬ指示灯开始５秒钟快闪２次，同时电台上的ＲＸ指示灯开始每秒钟闪１次。这表明基准站差分信号开始发射，整个基准站部分开始正常工作。

(二)．移动站要求

１．将移动站主机接在碳纤对中杆上，并将接收天线接在主机顶部，同时将手

簿夹在对中杆的适合位置。

２．打开主机，主机开始自动初始化和搜索卫星，当达到一定的条件后，主机

上的ＤＬ指示灯开始１秒钟闪１次（必须在基准站正常发射差分信号的前提下），表明已经收到基准站差分信号。

３．打开手簿，启动工程之星软件。工程之星快捷方式一般在手簿的桌面上，如手簿冷启动后则桌面上的快捷方式消失，这时必须在Ｆlashdisk中启动原文件（我的电脑→Ｆlashdisk→ＳＥＴＵＰ→ERTKPro2.0.exe）。

４．启动软件后，软件一般会自动通过蓝牙和主机连通。如果没连通则首先需要进行设置蓝牙（工具→连接仪器→选中“输入端口：７”→点击“连接”）。

５．软件在和主机连通后，软件首先会让移动站主机自动去匹配基准站发射时使用的通道。如果自动搜频成功，则软件主界面左上角会有信号在闪动。如果自动搜频不成功，则需要进行电台设置（工具→电台设置→在“切换通道号”后选择与基准站电台相同的通道→点击“切换”）。

６．在确保蓝牙连通和收到差分信号后，开始新建工程（工程→新建工程），依次按要求填写或选取如下工程信息：工程名称、椭球系名称、投影参数设置、四参数设置（未启用可以不填写）、七参数设置（未启用可以不填写）和高程拟合参数设置（未启用可以不填写），最后确定，工程新建完毕。

七进行校正:

利用控制点坐标库（设置→控制点坐标库）求四参数.?/P>

在控制点坐标库界面中点击“增加”，根据提示依次增加控制点的已知坐标和原始坐标，一般至少２个控制点，当所有的控制点都输入以后察看确定无误后，单击 “保存”，选择参数文件的保存路径并输入文件名，建议将参数文件保存在当前工程下文件名result文件夹里面，保存的文件名称以当天的日期命名。完成之后单击“确定”。然后单击“保存成功”小界面右上角的“OK”，四参数已经计算并保存完毕。方可进行测量.八实习总结:1实习中遇到的问题能分析, 在测量过程中突然收不到卫星信号,这种情况可能是流动站或基准站的电源没电或接收机的连线出现问题.在测量过程中突然显示单点定位可能是接收到的卫星数量不够而无法解算.在观测过程中手薄上的解算值始终不能固定,可能是流动站的选点有问题,周围可能有高压输电线,高大建筑物或在面积水域.２误差分析及减小误差的方法：1 卫星星历误差，卫星星历误差实际上就是卫星位置的确定误差，其大小取决于卫星跟踪的数量及空间分布，观测值数量及精度．２接收机钟误差，减弱方法是的把每一个观测时刻接收机差当作一个独立未知参数在数据处理中与观测站的位置参数一并求解．３卫星信号传播误差，包括电离层和对流层时廷误差．４多路径误差，多路径误差是指卫星信号通过不同的路径传输到接收机天线．多路径效应不反与反射系数有关，也与反射物离测站的距离及卫星的信号方向有

关，由于无法建立准确的误差改正模型，只能恰当的选择地点测量，避开信号反射物．５人差，仪器没有完全对中，没有绝对整平．

３影响GPS基线解算结果因素的判别及应对措施

1影响GPS基线解算结果因素的判别

对于影响GPS基线解算结果因素，有些是较容易判别的，如卫星观测时间太短、周跳太多、多路径效应严重、对流层或电离层折射影响过大等；但对于另外一些因素却不好判断了，如起点坐标不准确。

基线起点坐标不准确的判别

对于由起点坐标不准确所对基线解算质量造成的影响，目前还没有较容易的方法来加以判别，因此，在实际工作中，只有尽量提高起点坐标的准确度，以避免这种情况的发生。

卫星观测时间短的判别

关于卫星观测时间太短这类问题的判断比较简单，只要查看观测数据的记录文件中有关对与每个卫星的观测数据的数量就可以了，有些数据处理软件还输出卫星的可见性图，这就更直观了。

周跳太多的判别

对于卫星观测值中周跳太多的情况，可以从基线解算后所获得的观测值残差上来分析。目前，大部分的基线处理软件一般采用的双差观测值，当在某测站对某颗卫星的观测值中含有未修复的周跳时，与此相关的所有双差观测值的残差都会出现显著的整数倍的增大。

多路径效应严重、对流层或电离层折射影响过大的判别

对于多路径效应、对流层或电离层折射影响的判别，我们也是通过观测值残差来进行的。不过与整周跳变不同的是，当路径效应严重、对流层或电离层折射影响过大时，观测值残差不是象周跳未修复那样出现整数倍的增大，而只是出现非整数倍的增大，一般不超过1周，但却又明显地大于正常观测值的残差。

２．应对措施

基线起点坐标不准确的应对方法

要解决基线起点坐标不准确的问题，可以在进行基线解算时，使用坐标准确度较高的点作为基线解算的起点，较为准确的起点坐标可以通过进行较长时间的单点定位或通过与WGS-84坐标较准确的点联测得到；也可以采用在进行整网的基线解算时，所有基线起点的坐标均由一个点坐标衍生而来，使得基线结果均具有某一系统偏差，然后，再在GPS网平差处理时，引入系统参数的方法加以解决。

卫星观测时间短的应对方法

若某颗卫星的观测时间太短，则可以删除该卫星的观测数据，不让它们参加基线解算，这样可以保证基线解算结果的质量。

周跳太多的的应对方法

若多颗卫星在相同的时间段内经常发生周跳时，则可采用删除周跳严重的时间段的方法，来尝试改善基线解算结果的质量；若只是个别卫星经常发生周跳，则可采用删除经常发生周跳的卫星的观测值的方法，来尝试改善基线解算结果的质量。多路径效应严重

由于多路径效应往往造成观测值残差较大，因此，可以通过缩小编辑因子的方法来剔除残差较大的观测值；另外，也可以采用删除多路径效应严重的时间段或卫星的方法。

对流层或电离层折射影响过大的应对方法

对于对流层或电离层折射影响过大的问题可以采用下列方法：

1.提高截止高度角，剔除易受对流层或电离层影响的低高度角观测数据。但这种方法，具有一定的盲目性，因为，高度角低的信号，不一定受对流层或电离层的影响就大。

2.分别采用模型对对流层和电离层延迟进行改正。

3.如果观测值是双频观测值，则可以使用消除了电离层折射影响的观测值来进行基线解算。

总的来说GPS控制网基线测量，基线长度较短的情况下(10km左右，最大不超过20～30km)，GPS的轨道误差(星历误差)，太阳光压影响及美国SA技术基本对测量精度不发生影响(它只能影响单点定位和长基线测量结果)。

在作业过程中，在GPS接收机满足作业精度要求的情况下，测量的主要误差源是多路径误差、周跳和点位的对中误差。作业中应尽量避免它们的发生并减少其误差。

九：经验总结：总的来说，ＲＴＫ测量除了要有足够的卫星数和卫星具有良好的几何分布外，还要求基准站与流动站的数据通讯必须良好．

GPS控制测量平面 第3篇

关键词 内河航道;GPS控制网;基线解算;网平差

中图分类号 P228.4 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2010)082-0143-02

随着GPS技术的日渐成熟,其在大地控制测量、工程测量及变形监测、地形、地籍及房地产测量、水下地形测量等方面得到了广泛应用。采用GPS实施控制测量不受地面点之间通视情况的影响,其误差主要来源于GPS卫星、卫星信号的传播过程和地面接收设备。偶然误差主要包括信號的多路径效应,系统误差主要包括星历误差、卫星钟差、接收机钟差、大气折射误差等。从这些误差中可以看出,GPS测量观测点位周围的环境特点、网的布设、数据处理模型及方法等将会影响到GPS测量结果的质量。

内河航道GPS控制测量与其它区域的控制测量相类似,但由于内河航道有其自身的特点,选取的点位基本上沿岸布设,网形以及利用的起算点将会受到诸多限制,测量实施时应根据具体情况及要求选取合适的观测时间段和数据处理方法。本文根据GPS在西南水运出海北线通道(柳江黔江)航道整治一期工程控制测量中的应用,探讨在内河航道进行GPS控制网的布网原则、作业方法以及平差计算的有关问题,并得出几点结论。

1 内河航道的特点

由于地形、水深测量的需要,在沿海航道测量区域里进行控制测量时需要测定的控制点比较密,一般每隔0.7～1km便需布设1对点。而实际上,已知的高等级的控制点毕竟比较稀少,且离河岸较远,另外,内河航道险滩多、沙滩多、流速急,通行困难,交通极为不便,对选点、布点、控制测量造成诸多不便,对外业工作效率影响很大。

图1 柳江黔江D级GPS控制网布设示意图

2 GPS平面控制网的布设

柳江、黔江地处广西中部(北纬23°25′～24°19′东经109°18′～110°04′区域),沿线经过柳州、象州、武宣和桂平辖区。柳江红花枢纽至石龙三江口全长101.2km;黔江自石龙三江口至桂平三江口全长124.2km。由于路线长,而且两岸附近的C级GPS较少,首级控制网按D级布设,接着在D级网的基础上布设E级GPS控制网。D级GPS控制网实施中采取了如图1柳江黔江D级GPS控制网布设示意图所示。图1中C414、C418、C419、C515、C517、C622、C624、C627、C630、C633为已知点,D1至D67为待求点。

根据设计要求和为了方便以后施工使用,D、E级GPS点均沿江两岸布设,点位均选设在淹没水位以上的土质坚固处,并便于永久保留的特征的地方。D级GPS控制网相邻点之间的平均距离为6.5km,E级GPS控制网相邻点之间的平均距离为0.7km。E级GPS点绝大部分位于大岸顶上或大岸顶与水涯线之间,两岸成对布设且能满足地形测图的需要,各点至少有一个通视方向。

3 GPS平面控制网的施测

D、E级GPS分两大组(每组6台接收机)进行观测,全部采用边连接方式,重复基线尽量选取了通视边,以观测条件较好的控制点向前连接,每时段观测各点迁站的时间基本接近。首级网按D级和E级GPS平面控制测量的技术要求施测,并制定了以下原则:

1)数据采集前根据星历预报选择较好的观测时段。

2)在观测过程中,专人值守,并经常检查有效卫星的历元数是否符合要求,否则及时通知其它测站,延长时段时间,以保证观测精度;在观测时段内,接收机不能重新关开机或设置,不能移动天线。

3)GPS静态观测时,控制网内同步静态观测时间D级不少于90min,E级不少于60min。

4)观测卫星不少于4颗,卫星高度角≥15°。

5)每天出去测量前检查电池容量是否充足,仪器及其它附件是否携带齐全;对三脚架、基座对中器、水平气泡等仪器定时进行检验、校正,确保因外部设备而导致的误差降低到最小。

6)传输当天的数据时,认真核查了外业记录日期、开关机时间、观测者、GPS接收机编号、点名、时段号、天线高等信息,传完数据后及时清空接收机内存,以确保第二天数据存储不被遗漏。

4 数据处理及精度分析

4.1 数据处理

GPS内业采用Trimble公司开发的TGO ffice1.62数据处理软件来处理基线和进行网平差。在基线处理中对一些不良观测数据进行了剔除,全部基线均为固定解,所有基线最终成功解算。

1)删除观测时间太短的卫星观测数据,不让它们参加基线解算,保证基线解算结果的质量,同一时段观测值的数据剔除率小于10﹪。

2)对多颗卫星在同一时间段经常发生周跳,采用删除周跳严重的时间段的方法改善基线解算结果的质量。

3)通过缩小编辑因子的方法剔除残差值较大的观测值,删除对多路径影响严重的观测时间段和卫星。

4.2 精度分析

基线处理好后,检查各同步环和异步环闭合差均符合规范限差规定,再进行网平差。网平差加入约束(已知)点时逐个进行,达到通过约束部分已知点检查其它已知点的目的。证实各已知点兼容性良好后,再约束所有已知点进行最终平差。GPS平差精度统计见表1和表2。

5 结语

1)在建立航道GPS控制网时,宜采用先整体,后局部,逐级加密的方法。首先建立高精度长边GPS网,作为该地区的框架系统,然后逐步施测加密网,这样,使得误差分布更合理。

2)GPS测量控制技术有选点可以不用考虑相互通视,布设方法灵活、简单等优点而逐渐取代传统的控制测量方法,特别在山区河流等狭长测区的控制网布设中具有很大优势。

3)GPS网平差时,要对已知点的可靠性进行检核,防止网的扭曲、变形。对于长短边结合的控制网,不宜为了追求表面精度,过多剔除短边,使得网内局部精度失真。

参考文献

[1]JTJ203-2001.水运工程测量规范[S].

[2]焦明连.等.GPS在航道控制测量中的应用[J].测绘通报,2004,(8).

作者简介

GPS控制测量平面 第4篇

关键词：GPS控制测量平面,高程精度,工程测量

引言

20世纪80年代开始, GPS测量技术开始出现并逐步投入使用, 其主要包括用户设备、地面监控系统和空间卫星星座, 卫星所发射的无线电信号会由GPS导航定位接受, 从而完成测量工作。然而GPS控制测量的精度难以进行直观的控制, 当前GPS商业平差软件也不能显示出可靠的精度。而且在GPS控制测量中, 如果缺少理想的网形条件, 往往会产生较大的高程误差。

1 GPS控制在工程测量中的应用

1.1 应用实例1

以某矿区的GPS测量为例, 具体GPS网略图如图1。其中测区内原有的导线点用D1、D2表示, 该坐标系使用四等水准高程;C级GPS测量点用C4~C7表示, 该坐标系使用的是二级水准高程, 并以此作为起算的成果。在测量中每个时段都使用了6台静态GPS进行观测, 在平差计算中先将4个C级点作为已知点, 然后在其中选择3个C级点, 以此为已知点, D1、D2和另一个C级点作为未知点进行计算。根据计算结果发现, 在平差位置较差方面, 以各点为起算点的计算结果比较平均, 没有超过精度允许的范围, 最大的坐标较差是25mm, 但是高程较差均已超出了允许误差范围, 最大高程较差达到了0.678m, 最小较差也达到了0.052m[1]。

1.2 应用实例2

某工程立足于已知点进行GPS控制测量, E级GPS网如图2~3, 其中C1~C4四个C级已知点属于二级水准高程, 以以上四点的高程作为该控制网的高程起算点。在实际测量中, 测量区域高程600~800m, E1、E2共点, C4高程463m、C3高程396m、C2、C1两个点的高程均为150余米。比较二图可知, 在网形结构较差的情况下, 平面位置不会受到太大的影响, 但是会产生较大的高程误差, E2的误差达到了0.457m, E1的误差达到了0.234m[2]。

2 造成GPS技术高程精度误差的影响因素

2.1 GPS高程拟合方法

GPS测量技术会对大地高进行测量, 然后运用水准测量的方式将正常高得出来, 二者的差值就是高程异常, 再对其进行拟合, 得出似大地水准面。此时只需运用一定的计算方法, 就能够对未知点的高程异常进行测量。为了克服传统测量方法中几何水准高程值的精度较低的问题, 可以运用水准测量来对高程进行测量, 减少高程误差。这种方法是先测量少数GPS点的高程, 再运用拟合手段将其他GPS点的高程计算出来。但是在实际应用中如果拟合模型选择不当, 就会导致高程误差过大[3]。

2.2 公共点几何水准测量精度

在正常情况下, 要得到测量点的正常值, 只需对其大地高测量值和高程异常值的值差进行控制即可。当前往往要运用数学方法来对高程异常值进行计算, 在获取数值的过程中, 测量点的几何水准高程测量差与GPS大地高之间的差值会产生较大的影响。如果没有严格有效的控制水准测量的精度, 就难以保证高程异常值的精度, 容易出现高程精度误差。

2.3 GPS大地高的测量精度

要对GPS的正常高进行准确的计算, 其前提条件就是GPS大地高程观测数据的准确。系统生成模型误差、天线对中误差、天线整平误差、接收设备问题、电离层延迟、多路径效应、对流层延迟、卫星钟差一级卫星星历误差、关于卫星误差的相对论效应等都会影响GPS大地高测量精度。如果是运用GPS技术进行静态测绘, 往往要保证信号接收设备的数量能够满足测量需要, 并对控制点的准确性进行保证, 但是在实际测量工作中往往难以确定采样观察时间, 也难以保证信号接收设备的数量和控制点的准确, 容易造成高程精度误差。

在实际测量中还有一些主客观因素也会对高程精度造成影响, 例如测量现场有磁场、不适合测量的环境、天线高量取不准等[4]。

3 提高工程测量中GPS测量精度的具体途径

3.1 对控制点的布设进行强化

要对其他控制点的高程值精度进行保障, 就必须保障高程起算点的精度。因此在工程测量中, 应该科学的布设控制点, 对高程起算点的测量精度和稳定性进行控制, 而且拟合所需的水准点数量不得少于6个, 并尽量均匀分布。对于范围较大的测区, 要提高高程拟合的精度, 还可以分区进行拟合模型的构建。

3.2 对高程拟合法进行合理运用

在拟合似大地水准面时, 数学曲面构件法是一种比较常用的方法。通过该方法对大地水准面进行拟合之后, 就可以对GPS测量点进行计算, 并将待测量点的正常高值计算出来。在实际工程测量中, 应该对高程拟合法进行合理的选择和运用, 例如可以选择二次曲面拟合法、样条函数法、多面函数法、平面拟合法, 其中应用范围最广的是二次曲面拟合法, 该方法得出的高程异常值具有相对较小的误差。具体测量时也要根据不同的观测环境来选择不同的拟合方法[5]。

3.3 准确量取天线高

如果天线高的测量存在误差, 也会对高程精度造成影响, 而在实际测量中很多观测者往往对天线高测量不够重视。在进行野外测量时, 应该将天线的斜高作为测量值, 将天线圆盘均分为三等分, 然后将其分别放置在不同的方向, 测量不同方向的天线高。天线高的测量误差不得超过3mm, 再对其平均值进行计算。不同的天线类型也会影响天线高, 因此在野外测量时还要严格的控制相位中心的高度。

3.4 修正电离层误差

卫星信号会受到大气电离层的影响, 造成信号的反射和折射, 从而使信号接收的过程中出现偏差, 影响高程精度。测量人员可以采取以下措施修正电离层误差: (1) 多频观测修正, 也就是在一个测量点上测量多个伪距, 然后将伪距测量值的折射率计算出来, 得出折射改正数值。 (2) 同步观测修正。选择两个观测站, 距离不超过20km, 同时进行观测, 再以观测结果为依据, 计算电离层的测量精度, 从而修正卫星信号的参数精度, 降低高程精度误差。 (3) 电离层模型修正。运用电离层模型来对卫星信号参数进行修正, 在电离层模型中纳入得出来的参数, 然后进行对比, 对卫星信号的参数精度进行修正。以上三种方法中, 修正作用最大的方法是同步观测修正, 能够使高程精度误差降到较低值, 经修正之后的高程精度误差甚至可以忽略。

3.5 选择合适的测量基站、测量点和测量时间

如果测量范围内的地质条件比较复杂, 往往容易产生较强的磁场, 周围的强磁场会影响卫星信号接受仪对卫星信号的接收, 从而影响测量精度。因此应该尽量不要选择地质条件过于复杂的区域来设置测量基站和测量点。尽管GPS控制测量受到气候条件的影响不大, 但是在测量时间的选择上, 还是要尽量避开不良天气, 避免对流层中的尘埃干扰卫星信号, 或者过强的空气对流影响卫星信号的接收。要尽量避免测量误差, 应该选择天气状况较好的时间段进行工程测量。

4 结语

GPS测量技术已经在很多工程测量中得到了应用, 其具有功能齐全、测量效率高的优点, 然而在平面和测量高程精度方面仍然存在一定的问题, 很多因素都会对GPS控制测量的高程精度造成影响。因此必须进一步加强对GPS控制测量技术进行探讨和研究, 继续提高GPS控制测量的精度, 发挥其在工程测量中的应用价值。

参考文献

[1]叶志刚.工程测量中GPS控制测量平面与高程精度分析[J].数字技术与应用, 2014 (01) .

[2]赵行锋.工程测量中GPS控制测量平面与高程精度分析[J].中外企业家, 2014 (08) .

[3]苏志华, 周春柏, 刘晚霞.工程测量中GPS控制测量平面与高程精度分析[J].测绘通报, 2012 (03) .

[4]马保军.浅析网络RTK高程精度的分析及在实际中的应用[J].科技创新导报, 2013 (21) .

GPS控制测量技术总结报告 第5篇

测绘二班十组

姚伦 谈盼 唐升旗 韦前 江晴晴

一、测区概况

本测区位于东经108°54’26’’、北纬34°22’16’’附近。位于长安大学渭水校区东区，测区北临体育场，东至校医院，测区内地势平坦，通视条件较好。本次实习在测区内布设8个GPS控制点，构建一个D级GPS网，满足实习需要。

二、作业依据

1、CH 2001-92《全球定位系统（GPS）测量规范》

2、CJJ 73-97《全球定位系统城市测量技术规程》

3、CH 1002-95《测绘产品检查验收规定》

4、CH 1003-95《测绘产品质量评定标准》

5、CJJ 8-85《城市测量规范》

三、坐标系的选择和已有测绘资料

GPS网的平面坐标系统选用54北京坐标系和独立坐标系，高程采用85黄海国家高程基准。

四、仪器设备和软件

GPS控制测量采用3台AshtechZ-X双频GPS接受机（标称精度5mm+1pmm·D，D以Km计），为双頻接收机，其静态相对定位精度为：

静态基线 ±（5mm +1ppmD）高 程 ±（10mm+2ppmD）

AshtechZ-XGPS测量系统配备有星历预报软件（可预报30天内测区各测点一天24小时的卫星分布状况及健康状况）、solution 后处理解算软件（包含数据传输、基线向量处理、GPS网平差软件、多种GPS数据格式转换等功能），完全能满足GPS控制测量数据处理的要求。五、四等（或D级）GPS网的设计和观测

1．GPS布网

充分利用GPS测量的优点，实测GPS控制点8个，其中已知点2个，未知点6个，组成最小同步环6 个，多边形异步环4个（计算选取）。独立基线12条，其中必要基线15条，多余基线5条。

2．GPS观测 在实际外业观测过程中,使用3 AshtechZ-X型GPS接收机,同时在三个GPS点上进行观测, 有效观测卫星数≥4颗, 时段长度≥90分钟。丈量天线高度, 均从天线的三面丈量三次, 在三次较差不大于3mm时,取平均值为最后结果。结束观测时, 再丈量一次天线高, 以作校核。在观测过程中, 自始至终有人值守, 并经常检查有效卫星的历元数是否符合要求,否则及时通知其它两台仪器, 延长时段时间, 以保证观测精度。

六、外业数据处理及检核 1.外业数据处理

外业观测后及时输入计算机, 并进行外业数据的检查。根据自动处理基线向量的结果，检查基线向量方差比(Ratio)、中误差(rms)以及天线高等, 方差比＞3,中误差＜20mm,参与解算的向量均符合要求。2.外业观测质量的检核

根据《GPS规范》要求，各级GPS基线精度计算公式如下

σ=a+b·D

按D级控制网精度要求，取 a≤10mm b≤10ppm D=4.65Km（平均基线边长）代入上式，经计算得： σ=47.60mm(1)同步环检验

根据《GPS规程》要求，其坐标分量应分别≤6ppm(1/166666)；全长闭合差应≤10ppm(1/100000)。经检核全长闭合差最大为1/477503(同步环1)，最小为1/2124777(同步环4), 均符合要求。

(2)异步环检验

坐标分量闭合差 Wx=Wy=Wz≤±3*sqrt(n)*σ n=3 Wx=Wy=Wz≤±247.3mm 异步环全长闭合差: W≤±3*sqrt(3n)*σ n=3 W≤±428.4mm

抽取独立基线异步闭合环4个,经检查其3条基线全长闭合差最大为13mm，最小为7mm，远小于规定的494.7mm,符合要求。

七.平差计算

基线处理成功后，即可进入软件的网平差界面，进行WGS-84坐标系下的自由网平差及三维约束网平差。

GPS点WGS-84坐标系自由网平差

(1)GPS点WGS-84坐标系XYZ坐标平差及精度

按《GPS规程》规定，基线向量的改正数: Vx=Vy=Vz≤3σ=142.8mm 实测基线18条，经检查最大的基线向量改正数为7mm，完全符合规程要求。

基线的相对精度最高为1/72755;最低为 1/108440。(2)GPS点WGS-84坐标系大地坐标及其精度

GPS在矿山工程控制测量中的应用 第6篇

关键词GPS定位系统;矿山工程;控制测量;应用

中图分类号TD1文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)041-0150-02

1概述

GPS全球定位系统(Global Positioning System)在矿山工程测量中的应用,在最近的两年得到了迅速推广,这主要依赖于GPS系统可以向全球任何用户全天候地连续提供高精度的三维坐标、三维速度和时间信息等技术参数。我们先了解一下GPS系统的组成,工作原理以及在测量领域的应用特点。

1.1GPS系统的组成

GPS全球定位系统由空间卫星群和地面监控系统两大部分组成,除此之外,测量用户当然还应有卫星接收设备。

1.1.1空间卫星群

GPS的空间卫星群由24颗高约20万公里的GPS卫星群组成,并均匀分布在6个轨道面上,各平面之间交角为600,轨道和地球赤道的倾角为55o,卫星的轨道运行周期为11小时58分,这样可以保证在任何时间和任何地点地平线以上可以接收4到11颗GPS卫星发送出的信号。

1.1.2GPS的地面控制系统

GPS的地面控制系统包括一个主控站、三个注入站和五个监测站,主控站的作用是根据各监控站对GPS的观测数据计算卫星的星历和卫星钟的改正参数等并将这些数据通过注入站注入到卫星中去;同时还对卫星进行控制,向卫星发布指令,调度备用卫星等。监控站的作用是接收卫星信号,监测卫星工作状态。注入站的作用是将主控站计算的数据注入到卫星中去。GPS地面控制系统主要设立在大西洋、印度洋、太平洋和美国本土。

1.1.3GPS的用户部分

由GPS接收机、数据处理软件及相应的用户设备如计算机、气象仪器等组成,其作用是接收GPS卫星发出的信号,利用信号进行导航定位等。在测量领域,随着现代的科学技术的发展,体积小、重量轻便于携带的GPS定位装置和高精度的技术指标为工程测量带来了极大的方便。

1.2GPS的工作原理

GPS系统是一种采用距离交会法的卫星导航定位系统。如图l示:在需要的位置P点架设GPS接收机,在某一时刻ti同时接收了3颗(A、B、C)以上的GPS卫星所發出的导航电文,通过一系列数据处理和计算可求得该时刻GPS接收机至GPS卫星的距离SAP、SBP、SCP,同样通过接收卫星星历可获得该时刻这些卫星在空间的位置(三维坐标)。从而用距离交会的方法求得P点的维坐标(Xp,Yp,Zp),其数学式为:

SAP2=[(Xp-XA)2+(Yp-YA)2+(Zp+ZA)2]

SBP2=[(Xp-XB)2+(Yp-YB)2+(Zp+ZB)2]

SCP2=[(Xp-XC)2+(Yp-YC)2+(Zp+ZC)2]

式中(XA,YA,ZA),(XB,YB,ZB),(XC,YC,ZC)分别为卫星A,B,C在时刻ti的空间直角坐标。

在GPS测量中通常采用两类坐标系统,一类是在空间固定的坐标系统,另一类是与地球体相固联的坐标系统,称地固坐标系统,我们在矿山工程控制测量中常用地固坐标系统。如:WGS-84世界大地坐标系和1980年西安大地坐标系。在实际使用中需要根据坐标系统间的转换参数进行坐标系统的变换,来求出所使用的坐标系统的坐标。这样更有利于表达地面控制点的位置和处理GPS观测成果,因此在测量中被得到了广泛的应用。

2GPS测量的技术特点

相对于常规的测量方法来讲,GPS测量有以下特点:

2.1测站之间无需通视

测站间相互通视一直是测量学的难题。GPS这一特点,使得选点更加灵活方便。但测站上空必须开阔,以使接收GPS卫星信号不受干扰。

2.2定位精度高

一般双频GPS接收机基线解精度为5mm+1ppm,而红外仪标称精度为5mm+5ppm,GPS测量精度与红外仪相当,但随着距离的增长,GPS测量优越性愈加突出。大量实验证明,在小于50公里的基线上,其相对定位精度可达12×10-6,而在100-500公里的基线上可达10-6-10-7。

2.3观测时间短

观测时间短采用GPS布设控制网时每个测站上的观测时间一般在30-40min左右,采用快速静态定位方法,观测时间更短。例如使用Timble4800GPS接收机的RTK法可在5s以内求得测点坐标。

2.4提供三维坐标

GPS测量在精确测定观测站平面位置的同时,可以精确测定观测站的大地高程。

2.5操作简便

GPS测量的自动化程度很高。目前GPS接收机已趋小型化和操作傻瓜化,观测人员只需将天线对中、整平,量取天线高打开电源即可进行自动观测,利用数据处理软件对数据进行处理即求得测点三维坐标。而其它观测工作如卫星的捕获,跟踪观测等均由仪器自动完成。

2.6全天候作业

GPS观测可在任何地点,任何时间连续地进行,一般不受天气状况的影响。

3GPS系统在实际测量工作中的应用

矿山工程的测量主要应用了GPS的两大功能:静态功能和动态功能。静态功能是通过接收到的卫星信息,确定地面某点的三维坐标;动态功能是通过卫星系统,把已知的三维坐标点位,实地放样地面上。铅山县观星岭铅锌矿矿山测量项目是应用GPS测量的,通过全站仪的传统测量及多次的复测验证,GPS技术定位测量的精度可以完全满足矿山勘察设计和矿山建设的精度要求。

3.1铅山县观星岭铅锌矿控制测量

3.1.1建立布网方案

铅山县观星岭铅锌矿地物地貌较为复杂,山势陡峭,植被发肓,通视极困难,该测区内原有BJ54坐标系的四等控制点二个(已知起算点),东山岗和凤凰山两点,根据工程需要在矿区内布设8个一级GPS加密控制点,以便于工程施测,我们如图2建立控制网。

3.1.2大地测量法

主要采用大地测量仪器如经纬仪、全站仪、测距仪等。铅山县观星岭铅锌矿控制网采用测边网,高程采用测距三角高程,按照观测技术要求进行施测。外业观测数据经数据处理并进行平差计算其结果,见表1。

3.1.2GPS静态测量法

GPS静态测量法就是根据制定的观测方案,将四台天宝4800GPS接收机安置在待定点上同时接收卫星信号,直至将所有环路观测完毕。观测数据经平差计算得到54北京坐标系的坐标见表2。

3.1.4大地测量法与GPS测量法结果比较

由于两种测量方法本身的测量误差和坐标转换数学模型误差以及在平差计算中观测量权配置等因素引起两种测量方法的结果存在一定的差值,由于其三维坐标差值均小于±10mm,因此可以满足铅县观星岭铅锌矿加密施工控制网的精度要求。

3.2GPS的动态测量(RTK)在景德镇大舟金矿田工程的应用

大舟金矿田矿区地势起伏较大,大范围的密林、密灌地使通视较为困难,而规范对附合导线长、闭合导线长及结点导线间长度等有严格规定,一般对于高等级矿山均要求达到一级导线要求。这样,导线附合或闭合长度和结点导线结点间距等指标都有严格规定,这种要求一般在实际作业中难以达到,往往出现超规范作业。对于矿山坑道的贯通及通风井在地表坑口的放样测量采用GPS的动态测量(RTK)技术体现出其特有的优越性。可以直接在已知控制点架设GPS基准台,流动站可距基准站30公里内直接放样,不用考虑测站通视情况,减少引站工作量。GPS的动态放样精度可达到2公分左右。从以上可知,RTK测量可以用于工程的控制测量是非常有效的新技术。利用GPS测量能大大提高作业的效率,减轻劳动强度,保证了矿山测量质量。

4小结

通过以上对GPS测量的应用事例的探讨,可以看出GPS在矿山工程的

控制测量上具有很大的发展前景:

1)GPS作业有着极高的精度。它的作业不受环境和距离限制,非常适合地形条件困难地区、局部重点工程地区等。

2)GPS测量可以大大提高工作及成果质量。它不受人为因素的影响。整个作业过程全由微电子技术、计算机技术控制,自动记录、自动数据预处理、自动平差计算。

3)GPSRTK技术将彻底改变矿山测量模式。RTK能实时地得出所在位置的空间三维坐标。这种技术非常适合路线、桥、隧勘察。它可以直接进行实地实时钻孔放样、中桩测量、点位测量等。

4)GPS测量可以极大地降低劳动作业强度,减少野外砍伐工作量,提高作业效率。一般GPS测量作业效率为常规测量方法的3倍以上。

GPS控制测量平面 第7篇

1 影响高程测量精度的因素分析

根据实践经验总结, 造成高程误差的主要因素有以下几点:

1.1 GPS大地高的测量精度

只有在获得精准度比较高的GPS大地高程观测数据才能够准确地计算出GPS正常高。根据实践经验总结, 对GPS大地高测量精度造成影响的因素主要有与卫星误差相关的相对论效应、卫星钟差一级卫星星历误差, 与信号传输相关的对流层延迟、多路径效应以及电离层延迟等以及与接收设备有关的天线整平误差、天线对中误差等。除此之外, 与系统生成的模型误差也有一定的关联。当GPS进行静态测绘时, 必须要保证控制点的准确性, 并安装一定数量的信号接收设备。但是在实际的测量控制中, 往往难以满足以上要求, 而且对采样的观察时间通常没有达到既定的时间, 所以很大程度上影响了高程测量的精度。

1.2 公共点几何水准测量精度

一般情况下, 对测量点的高程异常值与大地高测量值值差进行有效的控制就能得到正常值。计算高程异常值通常利用的是数学方法, 在数值获取过程中, 与测量点的GPS大地高以及相应的几何水准高程测量值的差值也有很大的关连。因此, 要获得精度较高的高程异常值, 需要对水准测量的精度进行严格控制。

1.3 GPS高程拟合的方法

GPS高程拟合的基本原理是:由GPS测量技术得到大地高, 由水准测量获得正常高, 大地高与正常高之间的差值为高程异常。然后通过高程异常拟合出似大地水准面, 运用相关计算法则得出未知测量点的高程异常。在传统的测量方法中, 由于工程量巨大、测量成本高、观测时间长, 所以很难得到精度较高的几何水准高程值, 尤其是在地形较为复杂的地区, 高程精度更加难以控制。

因此为了有效地避免高程误差, 可以应用水准测量方法来测量高程, 也就是对少数GPS点实施高程测量, 再通过高程拟合技术手段得出其他GPS点的高程。在实际的控制测量中, 由于没有选对合适的拟合模型, 所以使得计算不够准确, 导致了较大的高程误差。

除了以上三个方面, 公共点的分布也是影响高程精度的重要因素。通常满足一定数量要求的控制点布设, 能够有效地促进高程拟合的精度。

2 提高GPS高程测量精度的措施

结合工程测量中GPS控制测量平面与高程精度的影响因素的分析, 此处提出几点针对性的建议。

2.1 完善大地高测量的方法

大地高的测量方法对于保障高程的精度有着非常重要的作用, 根据实践经验表明, 可以从以下几个方面进行改进。

(1) 选择合适的站址。在工程测量中, 虽然对各观测站点没有非常严格的要求, 但是合适的观测点, 对于工程量测有非常重要的作用。所以在实际的测量工作中, 要结合工程环境, 制定站址选择方案。

(2) 运用同步观测求取差值。实践表明, 同步求差法不仅具相对完整的理论依据, 同时这一方法能够将误差降至最低甚至是忽略不计。通常, 在观测距离小于20Km的情况下, 两个同步观测站就容易受到卫星星历误差、对流层以及电离层的影响, 而同步求差法可以将这种误差缩小。但是, 同步观测法如果没有保证两个观测站的观测同步进行以及观测站之间间距在20Km以内, 那么求取的差值无效。

(3) 确保天线高的正确量取。天线高测量误差是导致高程精度较差的重要原因, 因此要加强对于天线高测量的重视。野外作业的情况下, 应将天线斜高作为测量值, 将天线圆盘分成三个方向, 且间隔角度大小均匀。然后分别对不同方向的天线高进行测量, 保证测量结果之间的误差低于3mm, 然后取其平均值。在野外作业这一过程中, 会因为所用天线的类型不一而使天线高有所变化, 所以要控制好相位中心的高度。

2.2 使用合理的高程拟合方法

在实际的工程测量之中, 通常会以数学曲面构件的方法来拟合似大地水准面, 再以此计算中GPS测量点以及待测量点的正常高值。根据实践分析, 常应用的拟合方法有二次曲面拟合法、平面拟合法、多面函数法以及样条函数法, 其中又以二次曲面拟合法应用最多。与其他拟合方法相比, 二次曲面拟合法更容易得到更加精确的高程异常值。当然, 由于观测环境不同, 采用的拟合方法也会有所不同。

2.3 加强控制点的布设

确保高程起算点的高精度是拟合出其他控制点高精度高程值的重要前提。所以, 在实际的工程测量中要加强控制点的布设, 确保高程起算点的稳定性以及测量精度。不仅如此, 拟合所需的水准点应尽可能分布均匀, 数量应在6个以上。当工程测量地形复杂、测量范围大的情况下, 可以采用分区建立拟合模型的方法来提高高程拟合的精度。

3 结语

GPS测量技术不仅应用范围广、定位精准、简单易操作, 而且还能全天候作业, 所以在工程建设规模与数量不断扩大的前提下得到了更加广泛的应用。采用GPS测量技术来完成工程测量工作, 是当前工程发展的一种新趋势。GPS测量技术相对于传统的工程测绘技术而言, 大大提高了工程建设效率。虽然GPS在控制测量平面与高程精度的过程中存在一系列的不足, 但是只要在实践中进行不断地改进与完善, GPS测量技术将发挥更加重要的作用。

摘要：随着科学技术与信息技术的共同发展与进步, GPS技术也得到了很大的发展, 并且广泛地应用于各个领域, 尤其是在工程测量中, GPS测量技术发挥了非常重要的作用。但是, GPS也存在一定的弊端, 比如与传统的测量方法相比, GPS控制量测的方法并没有那么直观, 而且测量出来的平面精度以及高程精度难以满足当下工程建设的需求。因此, 该文结合相关理论知识与实践经验, 对GPS控制测量平面与高程精度进行深入的研究分析。旨在促进GPS控制测量技术得到进一步的改进与应用。

关键词：工程测量,GPS控制测量,平面,高程,精度

参考文献

[1]苏志华, 周春柏, 刘晚霞.工程测量中GPS控制测量平面与高程精度分析[J].测绘通报, 2012, 3 (18) :56-58.

[2]刘明学.GPS高程转换在公路高程控制测量中的应用研究[D].长安大学, 2012, 7 (18) :44-45.

[3]叶志刚.工程测量中GPS控制测量平面与高程精度分析[J].数字技术与应用, 2014, 1 (30) :221.

[4]赵行锋.工程测量中GPS控制测量平面与高程精度分析[J].中外企业家, 2014 (21) :220.

GPS控制测量平面 第8篇

1 工程概况

广深公路是连接广州与深圳等城市的重要通道。该公路拓宽改建工程全长18.07公里, 拓宽后的道路从原先的双向4车道改建为双向8车道。

2 GPS点的布设与实施

本工程基础平面控制采用GPS测量, 按照《公路勘测规范》 (JTC C10-2007) 中四等网技术标准实施。以二等点“G2035、G2015”作为起算点进行布网。

设计GPS网的精度为四等, 结合本工程的具体情况, 沿线路走向布设GPS点, GPS网采用边连式, 组成网中的基线有一定数量的多余观测, 以增强成果的可靠, 取“G2035、G2015”两点作为四等GPS控制网的起算点, 以取得了可靠的坐标转换参数。

根据线路情况, GPS首级网拟布设成带状大地四边形锁的形式, 点对点之间相互通视。平均400m~500m左右布设1对GPS点。全线共布设107点四等GPS控制点。

控制点均选择在施工红线之外且满足通视要求和相对稳定。点位选设时避免了各种电磁波对GPS卫星信号的干扰、以及因施工的影响而产生点位的变动。控制点分布均匀, 相邻边长之比小于1/2。

(1) GPS坐标系统及起算依据。

GPS测量采用坐标系为深圳城市坐标系 (参考1954北京坐标系转换) ;1954年北京坐标系为北京54椭球。

(2) 四等GPS控制网的主要技术指标。

(1) 每对相邻点的平均距离 (km) ; (2) 固定误差≤5mm; (3) 比例误差≤3ppm; (4) 最弱相邻点的相对中误差为1/35000。

3 GPS观测

3.1 使用仪器

使用6台Ashtech型静态单频GPS接收机 (标称精度为5mm+1ppm) 进行GPS网野外数据采集。

3.2 作业时基本技术要求

卫星截止高度角≥15°;同时观测有效卫星数≥4;平均重复设站数≥1.6;同时观测有效卫星数≥4;时段长度≥60min;数据采样率 (S) ≤30s。

3.3 观测方式

每时段观测均量取天线高两次, 其互差不超过3mm, 取平均值作为最后天线高。

3.4 外业数据检核

(1) 同一时段观测值的数据剔除率不易大于10%。

(2) 重复基线的测量差值

(3) 各级GPS网同步环闭合差需符合下式规定:≤σ5Wnxσ5Wyn≤

(4) 各级GPS网异步环或符合路线坐标闭合差需符合下式规定。

(5) 无约束平差中, 基线分量的改正数的绝对值需符合下式规定。

式中:n为闭合环边数;σ为仪器的标称精度。

4 GPS内业解算

4.1 数据后处理

GPS观测数据内业编辑输入相关点位信息后, 采用接收机配备的商用软件Ashtech solutions 2.5进行基线解算, 保证每一条基线都求出整周模糊度。重复基线较差和非同步环闭合差的检核仍按外业基线检核时的要求进行。

4.2 网平差

对整网进行无约束平差并检核GPS网的观测质量。以所有独立基线组成闭合图形, 以三维基线向量及相应方差协方差阵作为观测信息, 以网一点的WGS-84系三维坐标作为起算依据, 进行全网无约束平差。对整网进行二维约束平差。以深圳市平面控制网GPS点“G2015、2035”作为起算数据, 对控制网进行二维约束平差计算。

5 GPS精度评定

5.1 环闭合差统计 (表1)

5.2 基线残差统计 (表2)

5.3 平面平差基线相对精度统计 (表3)

5.4 gps点位中误差统计

100%的点位精度在1.0cm以内, 其中46%精度小于0.5cm。以上充分说明观测数据合格, 基线解算质量良好, GPS网的测量精度满足四等要求。

6 结语

随着城市建设规模日益扩大, 今后遇到高速公路拓宽改建的项目会越来越多, 在保证工程进度及精度要求下, 如何将GPS技术在大型工程施工控制中灵活运用是一个只得探讨的课题。通过本工程的实践笔者得到如下一些体会。

(1) GPS观测受到各种外界因素的影响, 有可能产生粗差和各种随机误差, 为了对GPS观测成果进行质量检查, 保证成果的可靠并恰当地评定精度, 就要求由非同步独立观测边构成闭合环或符合线路。作业时不应将非独立边作为独立观测边处理, 更不能将同步闭合环当作非同步闭合环。 (2) 对GPS网进行图型设计时, 应使闭合环的边数小于规范的规定, 仅允许个别闭合环的边数等于规范的边数, 为了使外业观测有计划的进行, 避免GPS独立边选择的随意性, 便于及时检查观测结果。宜按设计网图选定GPS独立边, 必要时, 在经过技术负责人审议后, 可根据具体情况作适当调整。

参考文献

[1]中华人民共和国交通部[S].公路全球定位系统 (GPS) 测量规范, 北京:人民交通出版社, 2000.

GPS控制测量平面 第9篇

新建敦煌至格尔木铁路位于甘肃省西北部酒泉市和青海省西部海西蒙古族藏族自治州境内。线路北端接轨于柳敦铁路的终点敦煌车站, 经敦煌市沿G215国道而上, 先后经阿克塞、肃北县, 翻越祁连山山脉的当金山后, 于苏干湖盆地进入青海省海西州境内, 翻越赛什腾山, 经鱼卡、大柴旦行委, 于青藏铁路西格段的饮马峡车站接轨, 线路全长658.326km, 其中新建线 (敦煌至饮马峡) 长506.126km, 利用既有线 (饮马峡至格尔木) 长152.2km。本线是区域铁路网中兼具沟通省际交流和联络线功能的铁路干线。连接西北两大主要干线兰新铁路与青藏铁路, 与路桥通道、兰昆通道、京兰拉等通道沟通, 构成西北地区铁路网主骨架。

本线新建长度为506.126km, 桥梁长度45.6km占线路的比重约为9.0%;共有隧道32620m/9座, 隧线比例为5.65%, 当金山隧道为本线最长隧道, 长度为21210m。

2 平面控制测量的技术要求

2.1 平面坐标系统

采用2000国家大地坐标系基本椭球参数 (长半轴为6378137, 扁率298.257222101) 。按高斯窄带投影的方法建立工程独立坐标系, 满足规范要求的投影变形不大于25mm/km的要求。

2.2 平面控制网布网要求

2.2.1 框架控制网 (CP0)

前期收集到的4个国家GPS A、B级点分别是I轮安162-1, I岔格51, I岔格23, 大德20, 密度不能满足规范要求, 为了更好的满足后续补充定测及前期开工的需要, 需要布设CP0点, 其点间距50km左右。

2.2.2 基础平面控制网

CPⅠ、CPII控制点沿线路走向布设, CPI约小于4km布设一个, CPII约400-600m布设一个。CPI、CPII平面控制网布网要求及测量等级见表1。

2.2.3 平面控制网的主要技术指标 (见表2)

注: 当基线长度短于500m时, 一、二、三等边长中误差应小于5mm, 四等边长中误差应小于7.5mm, 五等边长中误差应小于10mm。

3 平面控制网测量

CP0、CPI、CPII控制网采用GPS测量, 作业应满足表3中的基本技术要求。

注:平均重复设站数≥1.5是指至少有50%的点设站2次。

3.1 平面控制网布设

CP0在50km布设一个, 距离中线一般不超过10km;CPⅠ控制点沿线路走向布设, 每约4km布设一个点, 宜选在距离中线50～1000m且不易被破坏的范围内;CPⅡ控制点的间距宜为400m～600m, 最长边不大于600m, 短边困难时不小于400m, CPⅡ距离中心线50～200m。CPⅡ相邻点间应通视或者与CPⅠ点通视, 困难时, 至少要有一个方向通视, 特别困难时, 可在远离线路位置布设方向点;短隧道密集地段在CPI间的CPII点如处于隧道口, 也应埋设方向点, 方向点应纳入CPII网的整体观测与平差。

3.2 GPS平面控制网施测

CP0平面控制网应与IGS参考站或国家GPS A、B点进行联测。全线联测的已知点数不应少于2个, 且在网中均匀分布。同步观测的GPS接收机不应少于4台。CP0、CPI、CPII网采用边联结方式构网, 形成由三角形或大地四边形组成的带状网, CPO同步观测的GPS接收机 CPI与CP0联测构成附合网, CPII与CPI联测构成附合网。

1) 采用Trimble或LEICA双频GPS接收机观测, 仪器标称精度不低于5mm+1×10-6。

2) 全部仪器、光学对中基座生产作业前都必须按要求进行检校合格且应在有效检定期内才能投入使用。所有仪器在观测前统一进行设置:数据采样间隔15s, 设置高度角为15°。

3) 观测前, 应做好星历预报, 避开不利于观测的时间段。

4) 观测时, 应严格对中整平, 每时段观测前后各量取天线高一次, 两次互差小于3mm, 并取其平均值作为最后结果。双时段观测时第二时段必须改变三脚架高度, 整平对中后, 重新量取天线高度。

5) 观测过程中按规定填写观测手簿。点名、仪器高、仪器号、时间、日期以及观测者均应详细记录。GPS网观测手簿统一为“GPS测量手簿”。

4 GPS平面控制网基线解算

CP0与国家GPS A、B级点联测, 基线解算采用GAMIT等适合长基线解算的高精度GPS解算软件, 采用精密星历解算, 基线解算采用多基线解算模式, CP0数据质量检核要求见表4。

CPI、CPII基线使用LGO6.0随机软件采用广播星历解算基线, 起算点采用国家GPS A、B级点和CP0的三维成果。

GPS测量过程中可能涉及到不同类型及型号的GPS的混合作业, 为了保证后续全线GPS网平差的顺利进行, 特对CPI、CPII 、GPS网的外业测量及数据处理做出如下技术要求:

1) 参加外业测量的仪器GPS仪器必须是在检定有效期内的双频接收机, 每小组尽量做到仪器厂家统一、仪器型号统一;无法统一时, 必须搞清楚各仪器的天线类型, 便于数据转换。

2) 各等级网 (CPI、CPII) 的基线处理统一采用LGO6.0处理软件, 提交符合各项基线检验要求的工程项目及基线数据。

3) 内业数据处理的工作:

(1) 数据处理人员及时将当天观测记录结果录入计算机, 并拷贝成一式两份, 并在不同的存储器中进行备份, 防止测量数据意外丢失。

(2) 制作数据文件备份时, 不得进行任何剔除或删改, 不得调用任何对数据实施重新加工组合的操作指令。

(3) 检查测量手簿记录项目是否完整。

(4) 将每天的数据输入基线处理软件中, 删除无效的数据, 对有效数据对照手簿检查天线高、天线类型等记录是否相符, 如不相符, 应及时询问解决观测人员, 并在手簿中予以原因说明。

(5) 将检查合格后的数据转换成RINEX2.0或2.1格式, 存档保存。

(6) 在LGO6.0软件中输入数据, 进行基线解算, 基线解算时一般采用缺省的参数配置, 计算时应做好如下检验:

A.复测基线的长度较差ds, 两两比较应满足下式的规定:

undefined

式中:σ——相应级别规定的精度 (按平均边长计算) 。

B.GPS网同步环闭合差的检验:

三边同步环中只有两个同步边成果可以视为独立的成果, 第三边成果应为其余两边的代数和。由于模型误差和处理软件的内在缺陷, 第三边处理结果与前两边的代数和常不为零, 其差值应小于下列数值:

undefined

式中:σ——相应级别规定的精度 (按网的实际平均边长计算) 。

同步环的检验应每天形成同步环报告, 等全部测量结束时, 汇总各天的同步环检验的报告, 形成最终的同步环检验报告上交。

C. 独立观测边闭合环各坐标分量闭合差应符合下式规定:

式中:n——闭合环边数;

σ——相应级别规定的精度 (按平均边长计算) 。

对不满足上述检验要求的基线应分析原因, 通知项目负责人, 调整计划及时安排重测。

(7) 根据星历预报, 做好第二天GPS测量的作业调度书, 下发每个参与测量的人员。

4) 需要的数据及GPS基线处理成果:

(1) 观测原始数据;

(2) 转换后的RINEX格式数据;

(3) 符合基线数据各项检验要求的LGO工程项目;

(4) 重复基线、同步环、独立基线环检验报告。

5GPS网平差及坐标转换

1) CP0网使用COSAGPS软件进行网平差, 采用收集的国家GPS A、B点在ITRF97框架下的已知成果进行约束平差。

2) CPI、CPII采用COSAGPS等软件在WGS-84坐标系中进行三维无约束平差, 采用CP0点的三维成果进行约束平差。

无约束平差中, 基线分量的改正数绝对值 (VΔx、VΔy、VΔz) 应满足下式:

VΔx≤3σ;VΔy ≤3σ;VΔz≤3σ

约束平差的基线向量改正数与无约束平差的同名基线改正数的较差应满足下式:

dvx≤2σ;dvy≤2σ;dvz≤2σ

平差完毕, 按设计的投影分带进行坐标转换。

6 结论

GPS (全球卫星定位系统) 在敦格线平面控制测量中的应用实现了快速﹑高效﹑高精度测量平面控制点。

比较以往常规的作业方式, 具有全天候﹑无需通视﹑操作简便等特点, 大大提高了工作效率同时也保证了工作的质量, 是目前铁路勘测中常用的一种作业模式。

通过研究表明, GPS (全球卫星定位系统) 受接收卫星的数量影响比较大, 同时也受周围环境的影响, 比如:周围遮挡物﹑信号塔﹑高压线﹑成区域的水面反射。所以在应用GPS进行平面控制测量时, 进行布网和施测时需考虑这些方面的影响。

此次GPS在敦格线平面控制测量中的应用, 从布网到选点, 再到外业操作﹑内业数据处理及最终成果的精度均满足了《铁路工程测量规范》 (TB10101-2009) 的要求, 按时保质地完成了工程的需要。

摘要：新建敦煌至格尔木铁路位于甘肃省西北部酒泉市和青海省西部海西蒙古族藏族自治州境内。线路北端接轨于柳敦铁路的终点敦煌车站, 并于青藏铁路西格段的饮马峡车站接轨, 线路全长658.326km。为了满足铁路勘测设计﹑施工﹑运营维护各阶段的要求, 需建立平面控制网。平面控制网应视其目的﹑精度﹑接收机数量﹑测区地形及交通状况, 按照优化设计的原则进行设计。应用GPS对平面控制网进行测量具有无需通视﹑全天候﹑高效﹑快速﹑操作简便等特点, 是目前铁路勘测中常用的一种测量模式。

关键词：敦格线,平面控制网,CPO、CPI、CPII,GPS (全球卫星定位系统) ,基线,平差

参考文献

[1]陈新焕, 陈秀兰, 陈光金.全球定位系统 (GPS) 铁路测量规程[M].北京:中国铁道出版社, 1997.

[2]朱颖, 卢建康, 程昂.高速铁路工程测量规范[M].北京:中国铁道出版社, 2010.

[3]陈新焕, 李爱文, 付宏平.新建铁路线路勘测细则[M].北京:中国铁道出版社, 2010.

[4]孙绍麟, 王永国, 吴迪军.新建铁路工程测量规范[M].北京:中国铁道出版社, 1999.

[5]王汝南, 陈仲华, 喻文球.京沪高速铁路测量暂行规定[M].北京:中国铁道出版社, 2003.

[6]高绍伟, 杨奎生.GPS与控制测量[M].北京:测绘出版社, 2011.

[7]刘绍堂.控制测量[M].郑州:黄河水利出版社, 2007.

GPS控制测量平面 第10篇

1 GPS技术在煤矿勘探技术中的应用现状

目前在我国的煤矿勘探技术中, GPS技术主要是采用区域GPS网, 其网形的设计非常灵活, 可以根据实际的工程需要进行设计, 一般都是采用三角形网或者环形网。

三角形网GPS区域网都是采用的独立的基线, 这就使得三角形网具有了很强的自检能力, 当检测结果出现明显的误差时能够及时有效的发现, 并作出调整, 使网中的相邻点能够实现精度的均匀分布, 从而提高了GPS网的可靠性与精准度。但三角形网需要有足够多的接收机才能保证测量效率, 这是因为这种网形的观测范围较广, 所得的信息量比较大, 若接收机的数量较少时, 就不能够及时接收信息, 从而影响了测量效率。出于成本的考虑, 一般只是在对网的精准度与可靠性要求较高的情况下才会使用三角形网。

而环形网则是由若干闭合环组成, 每个闭合环都含有多个独立基线。这种网形的结构没有三角形网的结构性能好, 其自检能力与可靠性也相对较差一点, 且性能高低与闭合环中的基线边数有很大关联, 因而当网形对精度的要求不同时, 就可以采用改变闭合环中基线边数的方式来达到要求。采用环形网时, 其工作量较小, 且自检能来与可靠性也能满足一般的勘测需求。

2 GSP技术在煤矿勘探中的应用优势

随着社会发展对煤矿资源的需求不断增大, 矿区的准确勘探也显得更为紧迫。在煤矿勘探的过程中, 平面控制测量是一种非常重要的勘查基础技术方法, 是为煤矿的位置提供重要依据的基础材料。在传统的平面控制测量方法中, 大都会因为地形、季节以及其他障碍物的影响而降低测量准确率, 增大测量时长与难度。而若采用GPS技术进行平面控制测量则能够很好的解决这些问题。经过多次实践证明, GSP技术在煤矿勘探中是具有很大应用优势的。与传统的平面控制测量技术相比, GSP技术的优越性主要体现在定位的精准度比较高、测量所需时长较短、操作更加方便易行、工作效率极高。并且随着科技的不断进步, GPS全球定位系统将显示出其更大的技术优势, 必将成为未来煤矿勘探平面控制测量工作中最主要的技术方法。

3 GPS技术在煤矿勘探中的应用实例分析

为了能更好的了解GPS技术在煤矿勘探中的具体应用, 笔者决定以某煤矿勘探工作的实际案例来详细分析GPS技术的应用。该矿区是一个东西长7.1km、南北宽4.15km, 面积共29.21km2。矿区基本形态为山间盆地, 地势西北高, 向东南逐渐变低, 海拔867~1097m。高差230m, 按我国山地高度分类属侵蚀低山区。矿区内第四系洪积层分布于矿区沟谷, 覆盖较厚, 区内地形较复杂。收集测区附近国家等级三角点83109 (IV) 、831IO (IV) , 及矿区内以往由煤田地质局161队施测GPSD级点2个, 质量可靠, 利用它们作为本次平面及高程控制测量的起算数据。

3.1 网形规划及时段安排。

根据测绘局收集1:50000地形图及对勘探区的踏勘。结合规范要求和实际需求, 我们在勘探区内布设了9个GPSD级控制点。形成控制网, 控制网边长量保持一致。最长边长2.3公里, 最短边长1.6公里。平均边长1.8公里。

3.2 摆站程序。

在进行实际的勘探测量中, 首先要做的就是要把测量仪器摆放正确, 并做好固定处理。若在仪器安装的过程中出现不确定性因素或其他影响因素时, 应当采取一定的措施手段来积极预防治理, 以确保GPS仪器正确设置。在摆设仪器的过程中, 需要注意找寻正确的点位, 架设仪器时要保持仪器的水平, 开机后应当将点号、天线高传送到仪器内, 并应当随时接收卫星传来的数据。做好信息记录工作, 以手薄的方式将所有测量中遇到的问题、错误以及所观测到的信息都详细记录下来, 以供分析之用。在测量中, 工作人员应当尽量站在仪器的旁边, 保证仪器处于自己的视线范围之内, 每隔一定时间查看一次接收仪以确定其正常工作, 电量充足。当仪器在测量的过程中发生偏移, 都要关机后重新开始架设, 并做好记录。当电池突然断电时, 要立即更换新电池再重新按照程序开机, 并做好断电记录与重新开机的时间。若是遇到难以立即解决的问题, 应当及时联络总站报备, 以采取有利的解决措施。

3.3 选点埋石。

控制点选择在便于安置接收设备和操作、视野开阔、被测卫星高度角>15度的地方。测点距无线电发射源 (如电视台、微波站等) >400m, 距高压输电线>200m, 其距离点位附近严禁有强烈干扰卫星信号接收的物体, 并尽量避开大面积水域;点位地面基础稳定, 且利于长期保存。然后根据点位所在的具体位置进行埋石。本测区GPS控制点按如下规格埋设标石:混凝土标石规格为:顶部15cm×15cm, 底部30cm×30cm, 高50cm。埋设时底部铺设40cm×40cm, 高20cm的混凝土, 顶部加固20cm厚的混凝土, 标石顶面与地面持平。

3.4 数据观测与处理。

本矿区数据观测采用一套三台Ashtech II型单频GPS静态定位, 观测时间长度均在30分钟以上。观测任务结束后。及时对外业观测数据进行了全核, 各项检核限差为:同步环全长相对闭合差<6ppm;异步环全长相对闭合差<6ppm;复测基线的长度较差限差小于相应等级规定的精度。本测区GPS控制网的计算使用ASHTECHSOLUTION2.5软件在电脑进行。同步环相对闭合差、异步环相对闭合差及复测基线长度较差限差均在误差允许范围。

在现行GPS测量技术中采用的是WGS84大地举标系, 而本测区需要提供的是1954年北京坐标系。因此平差计算在WGS84坐标系统内进行无约束平差, 进行坐标换算后在1954年北京坐标系内进行约束平差。控制网采用83109 (IV) .831to (IV) 进行约束平差。平差后控制点平面最大点位中误差为0.01m, 符合规范要求, 满足需求。

4 结论

由上文分析可以看出, GPS技术在煤矿勘探的过程中是具有极大的应用价值的, 与传统的测昔技术相比, 其定位精度更高、观测时间更短、操作更简便。且在勘探的过程中能够有效的降低其勘测人员在野外的工作量, 跟能够提高其勘测数据的真实性和准确性, 为煤矿开采奠定了良好的基础依据。

摘要：本文主要探讨了GSP技术在煤矿勘探平面控制测量中的应用, 文章首先分析了当前我国煤矿勘探工作中使用GSP技术进行平面控制测量的应用现状及GPS技术应用的优越性所在, 并以GPS技术在某矿区的实际应用为例, 详细探讨了其在煤矿勘探平面控制测量工作中具体的应用方法。

关键词：GPS技术,煤矿勘探,平面测量,应用方法

参考文献

[1]赵永华.GPS技术在工程测量中的应用[J].煤炭技术, 2004 (3) .[1]赵永华.GPS技术在工程测量中的应用[J].煤炭技术, 2004 (3) .

GPS控制测量平面 第11篇

关键词：GPS技术；地籍测绘；控制测量

随着我国城市化进程加快和人口增长，土地的价值逐渐被重视，这对地籍测绘的现实性和准确性要求不断提高。GPS卫星定位技术的出现并成功应用于地籍测绘控制测量工作中，极大地提高了地籍测绘工作的效率，使测绘工作的方式方法发生了根本性的变化。

1.地籍控制测量

地籍控制测量是指在地籍测绘前期工作中，为满足地籍基础控制和测制地籍图之需，以地籍区或地籍子区为范围，以国家等级点为基础，按规范要求而采用三角测量、导线测量、全球定位系统定位等方法，测定基本控制点和图根控制点的过程。地籍平面控制网包括基本控制网和地籍图根控制网。基本控制网分为二、三、四等控制网和一、二级控制网。根据城镇规模，各等级控制网均可作为城镇首级控制，为满足测绘地籍图需要，要在基本控制网点的基础上布设地籍图根控制网，可根据实际需要按两级布设。

2.城镇地籍平面控制网的布网原则

2.1应遵循“从高级到低级”、“从整体到局部”、“分级布网逐级控制”的原则。首级网应一次全面布设，加密网可视地籍测量的次序，分期分批布设，具备条件的城镇也可布设全面网或越级布网。

2.2城镇地籍平面控制网尽量利用已有的等级控制网（国家三角网或城市平面控制网）进行加密，但对原有成果必须进行可靠地分析和检测，以符合现行规程要求。

2.3坐标系统的选择。《规程》中规定：“地籍平面控制测量坐标系统尽量采用国家统—坐标系统，条件不具备的地区可采用地方坐标系或任意坐标系。”即地籍平面控制网的坐标系统最好和国家统一坐标系取得一致，但为满足地籍及城市管理工作的需要，应要求由地籍测量中反算的边长（如用解析法施测界址点坐标反算的界址边长）与实量的边长尽可能相符，即要求长度的相对变形限值为1/40000或2.5cm/km，当长度的相对变形值大12.5cm/km时可采用；投影于抵偿高程面上的高斯正形投影3°带的平面直角坐标系统；高斯正形投影任意带的平面直角坐标系统，投影面可采用黄海平均海水面或城镇平均高程面，即所谓地方坐标系或任意坐标系。

2.4地籍控制点要有足够的密度。每幅地籍图内至少有两个相互通视的埋石控制点。图根控制点的密度既要顾及测图比例尺精度，又要保证从测站到界址点的量距长度小于50米。尤其在建筑密集的城区，控制点间距还要小，故按传统的仪器、工具和方法作业，地籍控制点的密度一般要比地形测量控制点的密度大。

3 GPS技术地籍控制测量中的应用

GPS定位技术的迅速发展给地籍测量工作带来了革命性变化，应用GPS技术进行地籍控制测量点于点之间不需要相互通视，这样避免了常规地籍测量中，控制点位选取的局限条件，并且布设成GPS网状结构对GPS网精度的影响也很小。由于GPS技术具有布点灵活、操作简便、全天侯观测、计算速度快、精度高等特点，使GPS技术在各省市城镇地籍控制测量中得到广泛应用。GPS地籍控制测量与常规地面控制测量相类似，也分技术设计、外业实施及内业数据处理三个阶段。

3.1 GPS网技术设计依据

GPS网技术设计的主要依据是GPS测量规范（规程）和测量任务书。GPS测量规范（规程）是国家测绘行业管理部门制定的技术法规，目前GPS网设计依据的规范（规程）有：2001年国家测绘局发布的测绘行业标准<全球定位系统（GPS）测量规范>；1998年建设部发布的行业标准<全球定位系统城市测量技术规程>。

3.2GPS网测量精度标准及分级

对于各类GPS网的精度设计主要取决于网的用途。用于城镇地籍测量的GPS控制网，其等级划分、布设规格及精度要求可参照《全球定位系统城市测量技术规程》中的相关规定。

3.3 GPS测量的外业实施

GPS测量外业实施包括外业准备、外业观测和成果整理三个阶段。

①外业准备。外业准备阶段的主要工作是进行技术设计和选点埋石。技术设计应根据上述规范（规程）、测区范围、测量任务的目的及精度要求，测区已有测量资料的状况，以及测区所采用的坐标系统，考虑GPS技术的特点，在实地踏勘的基础上，优化设计GPS网布设方案。该技术设计应确定使用接收机的台数，同步图形的连接方式，设站次数和观测时段长等；还需要根据作业日期的卫星状态图表，制订作业进程安排计划。 GPS网各点之间不要求通，GPS的点位应选在视野开阔处，避开高压电线、变电站、电视台等设施，还应尽量选在交通方便的地方，点位附近不应有大面积水域或强烈干扰卫星信号接收的物体，以减弱多路径效应的影响。点位应尽量和测区原有已知点重合，否则至少应联测3个已知点，当所选点位需要进行水准联测时，选点人员应实地踏勘水准路线，提出有关建议。

②外业观测。GPS外业观测是指用GPS接收机获取GPS卫星信号，主要工作包括天线设置、接收机操作和测站记簿等。

③成果整理。外业成果整理包括应用随机软件进行GPS基线向量的解算，计算同步环闭合差、非同步多边形闭合差及重复边的较差，检查它们是否超过规定的限差。如超限，应分析其原因，然后进行重测或补测。

④GPS控制网平差。将外业计算获得的基线向量，即在WGS—84坐标系中的三维坐标差，作为观测数据，组成基线向量网进行GPS控制网平差。一般首先在WGS—84坐标系中进行三维无约束平差，然后考虑坐标转换问题，在网中加入地面已知点的坐标进行三维或二维的约束平差，以将各点坐标转换为实用坐标系（如北京54坐标系或西安80坐标系）的坐标。

结语

利用GPS技术进行地籍测量的控制，没有常规三角网（锁）布设时要求近似等边及精度估算偏低时应加测对角线或增设起始边等繁琐要求，只要使用的GPS仪器精度与等级控制精度匹配，控制点位的选取符合GPS点位的选取要求，那么所布设的GPS网精度就完全能够满足地籍测量规程要求。

参考文献：

[1] CH2001-92.全球卫星定位系统（GPS）测量规范[S]

[2] CJJ73-97.全球卫星定位系统（GPS）城市测量技术规程[S]

GPS控制测量平面 第12篇

铁路测量主要应用了GPS的两大功能:静态功能和动态功能。静态功能是通过接收到的卫星信息, 确定地面某点的三维坐标;动态功能是通过卫星系统, 把已知的三维坐标点位, 实地放样地面上。本文结合福建宁德白马港铁路支线的初测, 探讨了GPS静态技术在铁路平面控制测量中的具体应用。

1 测量原理

GPS (Global Positioning System) 即全球定位系统, 是由美国建立的一个卫星导航定位系统。它由三大部分组成:空间部分——GPS卫星、地面控制部分——地面监控系统、用户设备部分——GPS信号接收机。

本次线路控制测量采用静态相对定位作业模式, 即用两台 (或多台) GPS接收机分别安置在一条 (或数条) 基线的端点, 同步观测4颗以上的卫星, 解算出这些基线向量的坐标差 (△X, △Y, △Z) 。通过已知点的坐标和测得的坐标差推算出其他各点的坐标。

2 平面控制测量

2.1 线路平面控制网的布设

铁路GPS网划分为B、C、D、E四级。根据GPS测量的特点及铁路控制网的要求, 白马港铁路的平面控制网采用分级布设。白马港铁路支线为国铁Ⅱ级、单线, 主要以白马港区和临港工业为服务对象。铁路全长27.047km, 包含上澳设站贯通方案、疏解线和大唐支线。本次初测共设D级GPS控制点12个, E级GPS控制点33个, 均匀分布在线路两侧400米范围内。考虑到下一阶段定测工作需要, 在隧道进出口及隧道顶、大中桥和站场处都布有控制点, 每一处至少有一对点互相通视, 具体布置如图1、图2:

2.2 控制网施测

根据规范要求, 加密国家等级点测量应按D级网的技术规定施测, 线路控制测量和航测象控点测量应按E级网的技术规定施测。在综合考虑了白马港铁路支线的走向和既有GPS点的分布情况后, 平面控制网测量采用分级施测。

GPS网常用的布网形式有:跟踪站式、会战式、多基准站式 (枢纽点式) 、同步图形扩展式、单基准站式。

本次测量采用同步图形扩展式, 即多台接收机在不同测站上进行同步观测, 在完成一个时段的同步观测后, 又迁移到其它的测站上进行同步观测, 每次同步观测都可以形成一个同步图形, 在测量过程中, 不同的同步图形间一般有若干个公共点相连, 整个GPS网由这些同步图形构成。具有扩展速度快, 图形强度较高, 且作业方法简单的优点。

平面控制网分D级和E级:D级控制网利用C级GPS点106P、090P和091P作为平面起算数据。起算数据和控制点成果属1954年北京坐标系, 中央子午线为120°, 3°带高斯平面直角坐标。外业数据采集使用6台套Trimble4600接收机进行观测;E级控制网利用D级GPS点CPI111、CPI112、NT03、NT07和NT11作为平面起算数据, 其中CPI111、CPI112为在建温福铁路D级GPS点。成果属1954年北京坐标系, 中央子午线为120°, 3°带高斯平面直角坐标。外业数据采集使用8台套Trimble4600接收机进行观测。每个同步环观测的时间均大于60分钟。各级控制网的相互关系如图3:

3 精度分析

铁路GPS网中的D级、E级网分别与卫星定位测量控制网中的四等、一级网相对应, 并采用相同的精度标准。

控制网数据平差包括三维无约束平差和在北京54坐标系下的二维基线网平差, 数据指标有最弱点点位误差、最弱边相对误差, 分别指控制网中精度最低点、边的误差。

4 结语

在铁路初测中, 线路平面控制网的布置和测量是外业中的重中之重, 是后续工作开展的前提。白马港铁路初测中, 运用GPS静态技术, 提高了外业勘测的效率, 快速高效的完成了平面控制网的布置和测量, 各项技术指标均达到了规范要求, 保证了外业勘测的顺利完成, 充分体会到了GPS技术具有操作简单、定位精度高、不受天气影响等优点, GPS技术在铁路测量中将会得到越来越广泛的应用。

参考文献

[1]铁道部第一勘测设计院.全球定位系统 (GPS) 铁路测量规程.