城市高精度GPS控制網(wǎng)的復(fù)測(cè)與網(wǎng)形優(yōu)化

【摘要】本文概述GPS控制網(wǎng)，對(duì)復(fù)測(cè)網(wǎng)和原網(wǎng)進(jìn)行比較，分析網(wǎng)形優(yōu)化，提出對(duì)控制網(wǎng)的復(fù)測(cè)和網(wǎng)形優(yōu)化的作用。

【關(guān)鍵詞】城市高精度；GPS控制網(wǎng)；復(fù)測(cè)；網(wǎng)形優(yōu)化

城市高精度GPS控制網(wǎng)，具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜和覆蓋范圍廣泛的特點(diǎn)。GPS控制網(wǎng)的精度和穩(wěn)定程度對(duì)城市的發(fā)展至關(guān)重要，因?yàn)椴糠挚刂泣c(diǎn)的選擇是在城市邊沿的高樓上，在進(jìn)行施工期間，會(huì)造成樓房略微傾斜或者沉降現(xiàn)象，致使控制點(diǎn)位置發(fā)生移動(dòng)。為了保證GPS控制網(wǎng)的穩(wěn)定和控制點(diǎn)的精準(zhǔn)度，需要對(duì)控制網(wǎng)進(jìn)行定期的復(fù)測(cè)和網(wǎng)形優(yōu)化。

一、GPS控制網(wǎng)概述

1、GPS控制網(wǎng)的定義。GPS控制網(wǎng)是根據(jù)GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)，形成的控制網(wǎng)絡(luò)。在城市發(fā)展和建設(shè)中，實(shí)行監(jiān)督、分析信息、提取數(shù)據(jù)和建設(shè)依據(jù)，指導(dǎo)發(fā)展方向的職能。

2、GPS技術(shù)應(yīng)用的意義。GPS因?yàn)榫哂懈呔?、高效益性、高可靠性和高自?dòng)化的特點(diǎn)，在城市建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用。GPS測(cè)量技術(shù)可以獲得三維測(cè)量數(shù)據(jù)，而且平面測(cè)量技術(shù)也得到了提高，在城市建設(shè)中應(yīng)用，發(fā)揮了重要的作用。

3、GPS控制網(wǎng)約束平差和起算點(diǎn)的兼容性分析。城市GPS控制網(wǎng)的建設(shè)以城市現(xiàn)有的控制網(wǎng)為基礎(chǔ)，不斷的根據(jù)城市發(fā)展的特點(diǎn)和要求，對(duì)GPS控制網(wǎng)進(jìn)行完善和調(diào)整。GPS控制網(wǎng)的地面起算點(diǎn)坐標(biāo)和GPS控制網(wǎng)的兼容性，對(duì)城市的發(fā)展和建設(shè)有著一定的影響。如果地面起算點(diǎn)坐標(biāo)和GPS控制網(wǎng)不兼容，不僅會(huì)發(fā)生單位權(quán)方差估值錯(cuò)誤，還會(huì)扭曲GPS控制網(wǎng)觀察得到的數(shù)值，損壞了GPS控制數(shù)據(jù)的精確性。對(duì)于比較復(fù)雜的控制監(jiān)測(cè)區(qū)，要根據(jù)不同的職能和時(shí)間，對(duì)控制點(diǎn)監(jiān)測(cè)出的資料進(jìn)行多方面和全方位的分析，對(duì)變形的控制點(diǎn)和發(fā)生變動(dòng)的控制點(diǎn)進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整和處理。因此，要想保證GPS測(cè)量數(shù)據(jù)的可靠性，需要對(duì)起算點(diǎn)的兼容性進(jìn)行分析，降低它對(duì)GPS平差網(wǎng)結(jié)果的影響。

二、復(fù)測(cè)網(wǎng)和原網(wǎng)的比較

對(duì)復(fù)測(cè)網(wǎng)和原網(wǎng)進(jìn)行的比較分析，主要是看GPS平面控制網(wǎng)的直角坐標(biāo)的不同。根據(jù)我國(guó)法律規(guī)定，GPS控制網(wǎng)的兩期點(diǎn)位較差的允許值為：，根據(jù)GPS網(wǎng)的兩期坐標(biāo)對(duì)點(diǎn)位較差進(jìn)行計(jì)算之后發(fā)現(xiàn)，兩期網(wǎng)點(diǎn)較差不能超過(guò)兩期點(diǎn)位較差的允許值。以現(xiàn)有的城市控制網(wǎng)為基礎(chǔ)，建立GPS控制網(wǎng)，應(yīng)用GPS控制網(wǎng)的高精度，對(duì)城市建設(shè)和發(fā)展需要的信息進(jìn)行精密的控制分析，促進(jìn)城市的發(fā)展。在GPS控制網(wǎng)的實(shí)施過(guò)程中，進(jìn)行GPS復(fù)測(cè)，優(yōu)化GPS控制網(wǎng)絡(luò)，才能保證控制網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行。

進(jìn)行GPS控制網(wǎng)的復(fù)測(cè)，可以提高控制網(wǎng)的信息精準(zhǔn)度。傳統(tǒng)的控制網(wǎng)施測(cè)的技術(shù)相對(duì)精度較低，GPS的相對(duì)定位精度則比傳統(tǒng)的控制網(wǎng)絡(luò)高很多，目前已在我國(guó)的城市建設(shè)中，實(shí)現(xiàn)了廣泛的應(yīng)用，因?yàn)橄冗M(jìn)技術(shù)的推廣，完善了GPS控制網(wǎng)的功能。大部分城市的地理信息系統(tǒng)都應(yīng)用的二維坐標(biāo)，雖然可以顯示高質(zhì)量的圖形，但是缺乏管理和分析三維坐標(biāo)的功能，不能實(shí)現(xiàn)城市數(shù)字化，因此需要對(duì)GPS控制網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行復(fù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)控制網(wǎng)的密集、信息化和高精度的綜合性特點(diǎn)。GPS的基本控制是新技術(shù)發(fā)展的平臺(tái)，可以充分發(fā)揮GPS控制網(wǎng)的職能，創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益。

三、網(wǎng)形優(yōu)化分析

1、控制網(wǎng)網(wǎng)形優(yōu)化的重要。因?yàn)槌鞘蠫PS控制網(wǎng)的部分網(wǎng)點(diǎn)遭到破壞或者不能繼續(xù)使用，考慮到這些控制點(diǎn)對(duì)原網(wǎng)的復(fù)測(cè)意義，需要對(duì)網(wǎng)形進(jìn)行優(yōu)化。例如選取復(fù)測(cè)網(wǎng)的26個(gè)與原GPS網(wǎng)點(diǎn)一致的控制點(diǎn)，對(duì)原網(wǎng)中被破壞的控制點(diǎn)對(duì)控制網(wǎng)的覆蓋范圍和圖形結(jié)構(gòu)的影響進(jìn)行控制分析，減弱不能使用的控制點(diǎn)圖形強(qiáng)度，通過(guò)GPS進(jìn)行控制點(diǎn)的位置設(shè)計(jì)和精度估算，保證控制網(wǎng)形的科學(xué)合理。

2、觀測(cè)數(shù)據(jù)和起始點(diǎn)的兼容性分析。GPS控制系統(tǒng)軟件可以對(duì)基線進(jìn)行解算，及時(shí)處理每天的觀測(cè)數(shù)據(jù)。單獨(dú)對(duì)不好的基線進(jìn)行解算，通過(guò)對(duì)衛(wèi)星的增加和刪除，進(jìn)行衛(wèi)星的重新選擇，改變監(jiān)控時(shí)間、高度和角度，改善基線解算結(jié)果，刪除或者重新測(cè)試單獨(dú)解算之后不合適的基線。一般采用廣播星歷、相位觀測(cè)值雙差技術(shù)進(jìn)行外業(yè)基線的解算，采用的計(jì)算數(shù)據(jù)高達(dá)99%，固定解的可靠度達(dá)98%，精度殘差均值小于1cm。在進(jìn)行基線的粗差檢驗(yàn)和精度分析之后，發(fā)現(xiàn)有83條合格基線。淘汰差的基線后，對(duì)閉合環(huán)進(jìn)行計(jì)算，大都符合GPS網(wǎng)形優(yōu)化的基線要求，屬于規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)。

3、網(wǎng)形優(yōu)化的要求。GPS控制網(wǎng)的網(wǎng)形優(yōu)化，是為了更好的實(shí)現(xiàn)控制網(wǎng)信息數(shù)據(jù)的科學(xué)化和精準(zhǔn)化，有利于城市建設(shè)的發(fā)展。做好GPS控制網(wǎng)網(wǎng)形優(yōu)化工作要符合一定的要求：

（1）控制點(diǎn)的選取。GPS控制網(wǎng)，主要是通過(guò)城市中分布的控制點(diǎn)來(lái)收集信息，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理，實(shí)現(xiàn)城市建設(shè)發(fā)展的目標(biāo)和要求。例如對(duì)城市地鐵的GPS控制網(wǎng)進(jìn)行網(wǎng)形優(yōu)化的時(shí)候，對(duì)控制點(diǎn)的選取，一般情況下應(yīng)該具備3—5個(gè)原有的網(wǎng)絡(luò)控制點(diǎn)或者一等和二等控制點(diǎn)，保證控制點(diǎn)的均勻和合理分布，才能提高已知控制點(diǎn)和待定控制點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)度，形成較高的圖形構(gòu)造，更好的為城市建設(shè)發(fā)展服務(wù)。

（2）施工期的檢查。在城市建設(shè)的施工過(guò)程中，利用GPS控制網(wǎng)的控制點(diǎn)對(duì)施工情況進(jìn)行分析和控制，保證城市建設(shè)安全、科學(xué)、合理和有效的進(jìn)行，才能提高城市發(fā)展水平。在城市建設(shè)的施工期間，對(duì)GPS控制網(wǎng)及逆行那個(gè)定期的檢查、復(fù)測(cè)和網(wǎng)形優(yōu)化，保證控制點(diǎn)的精準(zhǔn)度和可靠性，才能提高施工的質(zhì)量，促進(jìn)城市建設(shè)的發(fā)展。

（3）GPS控制點(diǎn)精度的高效。通過(guò)對(duì)起算點(diǎn)和GPS控制網(wǎng)的兼容性、起算點(diǎn)和觀測(cè)數(shù)據(jù)的兼容性進(jìn)行分析，有效的對(duì)控制網(wǎng)進(jìn)行調(diào)整和完善，避免網(wǎng)形的扭曲和變形，需要提高對(duì)GPS控制點(diǎn)分布的控制和分析力度，保證GPS控制網(wǎng)中控制點(diǎn)的精準(zhǔn)性和高效性。

四、GPS控制網(wǎng)復(fù)測(cè)和網(wǎng)形優(yōu)化的作用

1、提高了城市信息的精密度。城市高精度GPS控制網(wǎng)，以GPS技術(shù)為基礎(chǔ)，是實(shí)現(xiàn)城市全面控制的網(wǎng)絡(luò)。充分利用GPS信息技術(shù)的職能，對(duì)城市建設(shè)信息進(jìn)行控制和分析，有利于城市化的發(fā)展，是促進(jìn)城市建設(shè)的重要條件和基礎(chǔ)。GPS技術(shù)是利用衛(wèi)星進(jìn)行信息收集和分析處理的技術(shù)，覆蓋范圍廣，精密度較高。在城市建設(shè)過(guò)程中，科學(xué)、合理的對(duì)控制點(diǎn)的分布進(jìn)行設(shè)計(jì)，保證控制點(diǎn)的準(zhǔn)確有效，才能提高控制網(wǎng)絡(luò)的精準(zhǔn)性，保證城市建設(shè)信息的精密度。

2、實(shí)現(xiàn)了城市建設(shè)的現(xiàn)代化。目前，我國(guó)注重建設(shè)信息化和現(xiàn)代化的城市，城市精密GPS控制網(wǎng)的復(fù)測(cè)和網(wǎng)形優(yōu)化，有利于城市建設(shè)中信息化和現(xiàn)代化的形成。GPS技術(shù)是信息化技術(shù)的代表，建立的城市控制網(wǎng)絡(luò)可以有效的對(duì)城市信息進(jìn)行分析和處理，提高了城市建設(shè)進(jìn)程，是城市信息化的一種體現(xiàn)。城市信息化的實(shí)現(xiàn)，符合現(xiàn)代城市的發(fā)展要求，通過(guò)不斷的完善和改進(jìn)，在信息化的基礎(chǔ)上，可以實(shí)現(xiàn)城市現(xiàn)代化的發(fā)展。

3、促進(jìn)了GPS技術(shù)的發(fā)展?？茖W(xué)技術(shù)的進(jìn)步，提高了目前我國(guó)城市發(fā)展的測(cè)繪水平，對(duì)控制網(wǎng)的精度要求更加嚴(yán)格。城市化的發(fā)展，需要提高控制網(wǎng)的應(yīng)用功能。GPS技術(shù)作為新的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的信息化技術(shù)，有著獨(dú)特的作用，具備高精度、廣泛性和實(shí)效性的特點(diǎn)。在城市控制網(wǎng)中應(yīng)用GPS技術(shù)，提高了控制網(wǎng)的精準(zhǔn)度，充分發(fā)揮了GPS的特點(diǎn)，在應(yīng)用過(guò)程中，不斷的得到發(fā)展和完善，促進(jìn)了GPS技術(shù)的發(fā)展。

總結(jié)

城市建設(shè)的發(fā)展是我國(guó)目前實(shí)現(xiàn)城市化的重點(diǎn)工作，建立完善的城市高密GPS控制網(wǎng)，有利于城市建設(shè)工作的開展，是實(shí)現(xiàn)城市信息化和現(xiàn)代化的有效途徑之一。對(duì)GPS控制網(wǎng)進(jìn)行復(fù)測(cè)和網(wǎng)形分析，可以提高控制網(wǎng)的精密度，更好的為城市發(fā)展服務(wù)，提高GPS技術(shù)，實(shí)現(xiàn)城市的信息化和現(xiàn)代化。

參考文獻(xiàn)

[1]王鐵生，翟繼紅.城市高精度GPS控制網(wǎng)的復(fù)測(cè)與網(wǎng)形優(yōu)化[J].測(cè)繪學(xué)院學(xué)報(bào)，2004，22（2）：13-14

[2]李輝.城市控制網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].測(cè)繪通報(bào)，2005，21（19）：11-13.