四川拓圖偉業(yè)測(cè)繪科技有限公司
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閱讀：2251發(fā)布時(shí)間：2021-9-23
GPS控制測(cè)量：GPS技術(shù)總結(jié)。
說明：該技術(shù)總結(jié)案例為A城區(qū)GPS控制測(cè)量。
一、測(cè)區(qū)概況
A市位于安徽省西南部，萬河上游。測(cè)區(qū)內(nèi)平均高程為海撥121米。主要河流有趙河和潘河并在測(cè)區(qū)東南部交匯，給測(cè)繪工作帶來一定困難。測(cè)區(qū)內(nèi)道路成網(wǎng)，縣鄉(xiāng)道路縱橫交錯(cuò)，四通八達(dá)，省道豫49自北向南縱貫測(cè)區(qū)，省道2324橫穿東西，交通便利，便利了測(cè)繪工作的開展。
測(cè)區(qū)包括城區(qū)及其附近地區(qū)，測(cè)區(qū)控制范圍大致位于東經(jīng)113°12′21″-113°19′30″，北緯39°00′13″-39°01′42″之間，面積為96KM2。測(cè)圖范圍大致為東經(jīng)113°53′59″-112°58′31″，北緯39°01′35″一33°05′42″，面積為36.75KM2，合1：1于圖幅147幅。
二、作業(yè)依據(jù)和已有測(cè)繪資料
1、中華人民共和國建設(shè)部標(biāo)準(zhǔn)《定位系統(tǒng)城市測(cè)量技術(shù)規(guī)程》。
2、國家頒布的《定位系統(tǒng)（GPS）測(cè)量規(guī)范》（CH2001-92）。
3、CHl002-95《測(cè)繪產(chǎn)品檢查驗(yàn)收規(guī)定》。
4、CHl003-95《測(cè)繪產(chǎn)品檢查評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》。
5、《A市1：1000比例尺航測(cè)數(shù)字化成圖測(cè)繪工程技術(shù)設(shè)計(jì)書》。
三、坐標(biāo)系的選擇
測(cè)區(qū)平均高程85m，子午線精度為117°，測(cè)區(qū)投影分帶為6°帶的第20帶，3°帶的第39帶。GPS網(wǎng)的平面坐標(biāo)系統(tǒng)選用54北京坐標(biāo)系，高程采用85黃海國家高程基準(zhǔn)。
四、儀器設(shè)備和軟件
GPS控制測(cè)量采用中翰 Smart-3100IS型GPS測(cè)量系統(tǒng)，為12通道單頻接收機(jī)，其靜態(tài)相對(duì)定位精度為：
靜態(tài)基線 ±（5mm +1ppmD）
高 程 ±（10mm+2ppmD）
Smart-3100IS型GPS測(cè)量系統(tǒng)配備有Planning星歷預(yù)報(bào)軟件（可預(yù)報(bào)30天內(nèi)測(cè)區(qū)各測(cè)點(diǎn)一天24小時(shí)的衛(wèi)星分布狀況及健康狀況）、Spectrum Survey 后處理解算軟件（包含數(shù)據(jù)傳輸、基線向量處理、GPS網(wǎng)平差軟件、多種GPS數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換等功能），完滿足GPS控制測(cè)量數(shù)據(jù)處理的要求。
GPS實(shí)測(cè)和數(shù)據(jù)處理時(shí)采用的其它設(shè)備、計(jì)算機(jī)和必要的交通工具等。
五、四等（或D級(jí)）GPS網(wǎng)的設(shè)計(jì)和觀測(cè)
1．GPS布網(wǎng)
充分利用GPS測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)測(cè)GPS控制點(diǎn)45個(gè)，其中已知點(diǎn)4個(gè)，未知點(diǎn)41個(gè)，組成最小同步環(huán)135 個(gè)，多邊形異步環(huán)8 個(gè)（計(jì)算選?。?。獨(dú)立基線54條，其中必要基線44條，多余基線10條，平均重復(fù)設(shè)站數(shù)為1.7/站。多于《規(guī)范》規(guī)定的1.6/站。
2、GPS觀測(cè)
在實(shí)際外業(yè)觀測(cè)過程中，使用7臺(tái)Smart-3100IS型GPS接收機(jī)，同時(shí)在三個(gè)GPS點(diǎn)上進(jìn)行觀測(cè)， 有效觀測(cè)衛(wèi)星數(shù)≥7顆， 時(shí)段長度≥60分鐘，如果有的點(diǎn)不搬站， 則不關(guān)機(jī)，以保證盡可能長的時(shí)段長度。
丈量天線高度， 均從天線的三面丈量三次， 在三次較差不大于3mm時(shí)，取平均值為最后結(jié)果。結(jié)束觀測(cè)時(shí)， 再丈量一次天線高， 以作校核。
在觀測(cè)過程中， 自始至終有人值守， 并經(jīng)常檢查有效衛(wèi)星的歷元數(shù)是否符合要求，否則及時(shí)通知其它兩臺(tái)儀器， 延長時(shí)段時(shí)間， 以保證觀測(cè)精度。
實(shí)際上在觀測(cè)過程中，Smart-3100IS型GPS接收機(jī)電量充足，接收信號(hào)穩(wěn)定，衛(wèi)星數(shù)大都保持在7-8顆，有時(shí)高達(dá)10顆以上，為后面的平差處理之順利進(jìn)行打下了良好的基礎(chǔ)。
六、外業(yè)數(shù)據(jù)處理及檢核
1、外業(yè)數(shù)據(jù)處理
外業(yè)觀測(cè)后及時(shí)輸入計(jì)算機(jī)， 并進(jìn)行外業(yè)數(shù)據(jù)的檢查。根據(jù)自動(dòng)處理基線向量的結(jié)果，檢查基線向量方差比(Ratio)、中誤差(rms)以及天線高等， 方差比＞2 ，中誤差＜20mm，參與解算的向量均符合要求。
2、外業(yè)觀測(cè)質(zhì)量的檢核
根據(jù)《GPS規(guī)范》要求，按D級(jí)控制網(wǎng)精度要求，取 a≤10mm b≤10ppm D=4.65Km（平均基線邊長）代入各級(jí)GPS基線精度計(jì)算公式，經(jīng)計(jì)算得：σ=47.60mm。
(1) 同步環(huán)檢驗(yàn)
根據(jù)《GPS規(guī)程》要求，其坐標(biāo)分量應(yīng)分別≤6ppm(1/166666)；全長閉合差應(yīng)≤10ppm(1/100000)。經(jīng)檢核全長閉合差為3.50 ppm(1/285650)(同步環(huán)2)，最小為0.10 ppm(1/9847169) (同步環(huán)20)， 均符合要求。請(qǐng)參見附表1(同步環(huán).txt）。
(2)異步環(huán)檢驗(yàn)
坐標(biāo)分量閉合差：Wx=Wy=Wz≤±3 σ
異步環(huán)全長閉合差：W≤±3σ
抽取獨(dú)立基線異步閉合環(huán)8個(gè)，經(jīng)檢查其4條基線全長閉合差為407mm，最小為16mm，遠(yuǎn)小于規(guī)定的494.7mm，符合要求。結(jié)果參見附表2（異步環(huán).txt）。
七、平差計(jì)算
基線處理成功后，即可進(jìn)入軟件的網(wǎng)平差界面，進(jìn)行WGS-84坐標(biāo)系下的自由網(wǎng)平差及三維約束網(wǎng)平差。
1、GPS點(diǎn)WGS-84坐標(biāo)系自由網(wǎng)平差
(1)GPS點(diǎn)WGS-84坐標(biāo)系坐標(biāo)平差及精度，按《GPS規(guī)程》規(guī)定，基線向量的改正數(shù)：Vx=Vy=Vz≤3σ=142.8mm。
實(shí)測(cè)基線178條，經(jīng)檢查的基線向量改正數(shù)為122mm，*符合規(guī)程要求。參見附表84Free.prt。
基線的相對(duì)精度為1/164.9069萬;為1/10.2530萬(超短基線)。
(2)GPS點(diǎn)WGS-84坐標(biāo)系大地坐標(biāo)及其精度
WGS-84坐標(biāo)的點(diǎn)位中誤差最小為5.9mm;為8.7mm。結(jié)果參見附表543DLock.prt。
2、GPS點(diǎn)54系三維約束平差
以大鼓堆（3等點(diǎn)）和婆山嶺（1等點(diǎn)）為平面及高程已知點(diǎn)，周建材廠的高程已知數(shù)據(jù)，進(jìn)行三維強(qiáng)制約束平差。（注：大鼓堆（3等點(diǎn)）和婆山嶺（1等點(diǎn)）為不同級(jí)別的國家大地等級(jí)點(diǎn)，原則上是不能作為起算數(shù)據(jù)引入GPS網(wǎng)來推求其他未知點(diǎn)的數(shù)據(jù)的。但鑒于測(cè)區(qū)只有此兩已知大地點(diǎn)，且此前有關(guān)測(cè)量單位提交的GPS控制測(cè)量成果也是以該兩點(diǎn)為起算數(shù)據(jù)進(jìn)行平差計(jì)算的。為保證成果的一致性，經(jīng)過對(duì)“周建材廠”及“鍋底山”（均為GPS D 級(jí)四等點(diǎn)）的校核，點(diǎn)位附和良好。）
經(jīng)平差得到結(jié)果如下：
邊長中誤差為5mm，最小為2.1mm。邊長的相對(duì)精度為1/318萬；為1/20萬，遠(yuǎn)高于規(guī)定1/5萬的精度。邊長及精度分別參見附表。
GPS點(diǎn)54坐標(biāo)的點(diǎn)位中誤差最小為±5.3mm；為±2mm；GPS點(diǎn)54坐標(biāo)及點(diǎn)位中誤差和誤差橢圓參數(shù)參見附表。
3、GPS網(wǎng)高程平差
由于測(cè)區(qū)已知水準(zhǔn)高程較少(只有已知平面點(diǎn)所提供的4個(gè))，且精度不一，給GPS水準(zhǔn)高程測(cè)量的應(yīng)用帶來了限制。鑒于此，本次計(jì)算采用軟件提供一次多項(xiàng)式高程擬和法來推求位置點(diǎn)高程點(diǎn)數(shù)據(jù)。具體步驟為：三維約束“大鼓山”和“婆山嶺”，再約束“周建材廠”之水準(zhǔn)高程，以“鍋底山”的已知高程作為校核，結(jié)果相差-0.016m. 由于缺乏測(cè)區(qū)內(nèi)的重力異常數(shù)據(jù)，加上過少的已知數(shù)據(jù)，所得高程值僅供參考。
七、應(yīng)提交的資料有：
附成果圖表
信息標(biāo)題：GPS控制測(cè)量：GPS技術(shù)總結(jié)
/zhichi-2030.html
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