四川拓圖偉業(yè)測繪科技有限公司
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閱讀：483發(fā)布時(shí)間：2021-9-23
摘要：本文從實(shí)際工作出發(fā),介紹了單頻GPS接收機(jī)作II等控制網(wǎng)觀測的處理過程。
關(guān)鍵詞：GPS測量 單頻GPS接收機(jī) II等控制網(wǎng) 紅外邊長
一、 概述
GPS問世以來，以全天候、高精度、自動(dòng)化、方便靈活、高效益等顯著特點(diǎn), 充分顯示了在導(dǎo)航，定位領(lǐng)域的。
近年來，GPS技術(shù)在我國測繪領(lǐng)域迅速推廣，GPS得到廣泛應(yīng)用，一直已來，單頻GPS接收機(jī)大量被使用，但GPS規(guī)范明確規(guī)定，單頻GPS接收機(jī)只能作IV、V等網(wǎng)觀測，無法作II、III等網(wǎng)觀測，對于一些測繪單位來說，購買一套雙頻GPS接收機(jī)，價(jià)格上又難以承擔(dān)。
近幾年，我一直承擔(dān)著GPS的觀測和解算工作，在這里，我介紹一下我?guī)啄陙砜偨Y(jié)的經(jīng)驗(yàn)和一點(diǎn)方法。
二、 單頻GPS接收機(jī)在觀測II等控制網(wǎng)中的網(wǎng)形要求
在使用單頻GPS作II等控制網(wǎng)觀測時(shí)，控制網(wǎng)的構(gòu)網(wǎng)比較關(guān)鍵，一般要求按常規(guī)儀器觀測方法來構(gòu)單頻GPSII等控制網(wǎng)，要求點(diǎn)與點(diǎn)之間大部分通視，控制網(wǎng)宜構(gòu)成近似等邊三角形、大地四邊形、中心多邊形、等圖形組成，三角形最小角不宜少于30度，盡量有多余觀測。
三、 單頻GPS接收機(jī)測量在II等控制網(wǎng)中的使用
單頻GPS點(diǎn)位應(yīng)選在便于安置接收機(jī)和操作的地方，視野開闊，被測衛(wèi)星的地平高度角應(yīng)大于15度，GPS點(diǎn)位應(yīng)遠(yuǎn)離大功率無線電發(fā)射源、高壓電線、大面積水域，避免影響GPS接收效果及減少多路徑誤差。
GPS 測量中并不要求通視，這對通視比較困難的地區(qū)非常有利，但在作II等控制網(wǎng)測量時(shí)，單頻GPS接收機(jī)的這種優(yōu)勢并不明顯，它的構(gòu)網(wǎng)要求限制了它的這種優(yōu) 勢。單頻GPS接收機(jī)測量中，盡量用四臺GPS測量，按四邊形觀測法，通視點(diǎn)盡量有GPS基線邊。觀測時(shí)，嚴(yán)格按《施工測量規(guī)范》中II等控制網(wǎng)要求進(jìn) 行。
四、單頻GPS II等控制網(wǎng)邊長觀測
單頻GPS接收機(jī)觀測的II等控制網(wǎng)中，所有通視點(diǎn)基線邊都必須作紅外邊長觀測，所使用儀器必須送有關(guān)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)，進(jìn)行全面檢驗(yàn)，獲得加常數(shù)和周期誤差等數(shù)據(jù)，測距時(shí)，使用的溫度計(jì)、氣壓計(jì)等也應(yīng)送計(jì)量部門進(jìn)行檢測。
測距時(shí)，嚴(yán)格按《施工測量規(guī)范》中的要求進(jìn)行往返觀測，其往返測較差小于2(a+Db)，若出現(xiàn)超*，應(yīng)重新觀測，必要時(shí)，還需要在同一時(shí)間段觀測往返測距離。
在測區(qū)平面測得的邊長，加上各項(xiàng)改正后,必須投影到測區(qū)參考橢球面上，邊長S投影到參考橢球面的公式為:
L=S*(1-(H+K/2-Hm)/R)
式中,H為架站高程,K為架站與前視高程差,Hm為測區(qū)平均高程面,R為測區(qū)平均曲率半徑.
五、 II等控制網(wǎng)的GPS解算及數(shù)據(jù)處理
目前,使用GPS越來越多,但對新手來說,在這方面相當(dāng)欠缺,通過幾年的使用,特別在處理高等級控制測量中,積累了一些經(jīng)驗(yàn)，提出來供測繪工作者參考。
① 先把GPS觀測數(shù)據(jù)傳入計(jì)算機(jī),根據(jù)GPS外業(yè)記錄手薄修改觀測時(shí)輸入有誤的數(shù)據(jù)。
GPS 基線解算軟件一般都是隨機(jī)軟件,不同類型的GPS軟件,其解算方法了不一樣,有的軟件在解算時(shí),需要人為干預(yù),有的則由軟件自動(dòng)篩選,不管哪一種類型的 GPS軟件,只要根據(jù)隨機(jī)軟件說明操作,GPS基線解算就可迎刃而解。但基線解算過程中,單點(diǎn)選擇是非常重要的,要想得到高精度的基線,必須選擇觀測效果 較好的GPS點(diǎn),作為單點(diǎn)計(jì)算,如果所選單點(diǎn)觀測效果較差,所得基線難達(dá)到II等GPS控制網(wǎng)精度。
② 基線解完后,輸入到各自的平差軟件,現(xiàn)以武測軟件POWERADJ 3.0為例,它的文件格式為*.ASC,在POWERADJ3.0下,設(shè)置好GPS接收機(jī)類型, 調(diào)入基線文件,先自動(dòng)預(yù)處理, 選擇好控制網(wǎng)所在的坐標(biāo)系統(tǒng),進(jìn)行三維平差,作二 維平差時(shí),一般在獨(dú)立坐標(biāo)系統(tǒng)按一點(diǎn)一方位進(jìn)行平差,如果二維平差結(jié)果沒有達(dá)到II等GPS控制網(wǎng)點(diǎn)位精度和邊長相對精度，就要進(jìn)行基線篩選,再進(jìn)行手工 預(yù)處理,除去效果差的基線,再行平差,在GPS觀測效果好的情況下,不難達(dá)到II等控制網(wǎng)精度,點(diǎn)位誤差小于10mm,最弱邊長相對精度小于1/25萬。 從單頻GPS接收機(jī)測量結(jié)果來看,與雙頻GPS接收機(jī)觀測效果沒多大區(qū)別,這不能說明觀測成果就能滿足II等控制網(wǎng)精度,還必須加入紅外邊長到 POWERADJ 3.0距離觀測值中,再次平差,所得結(jié)果才能作為II控制網(wǎng)成果。
六、單頻GPS接收機(jī)在測量II等控制網(wǎng)的算例
我院于1999年購置單頻GPS接收機(jī)四臺套,幾年中測量過不少II等施工控制網(wǎng),天龍湖引水式電站,引水隧洞長達(dá)七公里多,現(xiàn)已貫通,武都水庫施工控制網(wǎng)等水利水電工程。我以重慶富金壩電站航運(yùn)工程為實(shí)例,對單頻GPS接收機(jī)測量II等施工控制具體方法介紹一下。
1）.構(gòu)網(wǎng)圖形
13 5 3
12 8 6 4
9 7
2）. 單頻GPS接收機(jī)觀測邊長分析
GPS觀測邊長與紅外邊長對比點(diǎn)名 GPS觀測邊長(m) 紅外觀測邊長(m) 邊長對比差值(mm)
3-4 700.4015 700.4041 -2.6
3-5 534.1757 534.1757 0.0
3-6 1100..0920 20.5
4-6 469.7690 469.7736 -4.6
4-5 840.2143 840.2279 -13.6
5-6 1031..6540 7.6
5-8 1250..2560 16.8
6-7 764.4614 764.4619 -0.5
6-8 544.3777 544.3779 -0.2
6-9 1053..8650 23.8
7-8 985.2796 985.2843 -4.7
7-9 630.1450 630.1433 1.7
8-9 911.6576 911.6623 -4.7
紅外邊長用瑞士威爾特DI2002光電測距儀施測, 測前作儀器加乘常數(shù)檢定, 在大氣穩(wěn)定, 成像清晰的條件下進(jìn)行觀測。GPS觀測邊長與紅外邊長相比 較：差值為+23.8mm，最小差值為0mm，這說明單頻GPS接收機(jī)觀測邊長不太穩(wěn)定，雖然GPS的觀測精度相當(dāng)高：點(diǎn)位精度為3.4mm，最 弱邊長相對精度為1/33萬，為了解決單頻GPS接收機(jī)的邊長問題，我經(jīng)過多年的實(shí)際操作，解決這一問題的辦法是加入紅外觀測邊，來提高GPS邊長的 有效精度，加入邊長后，GPS的精度有所降低：點(diǎn)位精度為4.8mm，最弱邊長相對精度為1/27萬， 完達(dá)到水利水電規(guī)范要求，但它有效地提高 了GPS網(wǎng)的可靠性。
3）. 單頻GPS接收機(jī)在觀測值解算中出現(xiàn)的一些問題及建議
單頻GPS接收機(jī)在觀測二等控制網(wǎng)時(shí)，經(jīng)常會(huì)遇到起始 點(diǎn)精度不高的問題（由于尺度參數(shù)是GPS解算的重要參數(shù)，受起始點(diǎn)精度影響相當(dāng)大，這在下一論文中用實(shí)例作具體闡述），很大地影響GPS邊長，與紅外邊長 相比，有的邊差值可達(dá)到分米，大大地影響到控制網(wǎng)的可靠性。單頻GPS接收機(jī)在觀測值解算中，以不同的點(diǎn)作單點(diǎn)解算基線，所解算出來的精度不一樣，觀測效 果好的點(diǎn)解算出來的控制網(wǎng)可靠性高于觀測效果不是很好的點(diǎn)解算出來的控制網(wǎng)。
根據(jù)我們對單頻GPS接收機(jī)作二等控制網(wǎng)觀測的使用情況,對于一些測繪單位不是很景氣的情況下,*可以使用單頻GPS接收機(jī)作二等控制網(wǎng)觀測,只是在GPS布網(wǎng),GPS解算,GPS平差處理過程中要求非常嚴(yán)密。
七、結(jié)束語
我院地處水利水電十分豐富的四川,隨著這幾年的西部大開發(fā),我院擔(dān)任著開發(fā)四川大中型水電站的設(shè)計(jì)與勘測,GPS在電站勘測中起著巨大的作用。
信息標(biāo)題：單頻GPS接收機(jī)作II等控制網(wǎng)觀測的處理過程
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