寶雞市蟠龍塬70平方公里測區(qū)內(nèi)布設GPS控制網(wǎng)的方法和精度

趙飛燕， 楊旭江， 孫茂存， 周 波

(楊凌職業(yè)技術學院， 陜西 楊凌 712100)

0 前 言

寶雞市蟠龍塬地區(qū)是以蟠龍鎮(zhèn)為中心，面積約為69.5 km2。測區(qū)經(jīng)緯度約為東經(jīng)E107°09′～ E107°17′，北緯N34°22′～ N34°26′。地物、地貌主要包括村落、耕地、河流、邊坡在內(nèi)的寶雞市的城鄉(xiāng)結(jié)合部，測區(qū)中部地區(qū)比較平坦，交通便利，主要由村落和耕地組成，除個別村落建筑密度較大，錯綜復雜外，大部分區(qū)域有硬化的網(wǎng)狀道路，在測區(qū)東、西、南三邊的邊緣地帶則主要由落差較大的邊坡和河流或人工渠組成，地形較為復雜。為了在此范圍之內(nèi)完成比例尺為1∶1000的地形測圖任務，采用GPS控制測量的方法，在9個已知控制點的基礎上，另外再選取13個控制點，布設了D級GPS控制網(wǎng)，采用邊連接的方式，同步觀測4個時段，對靜態(tài)外業(yè)原始數(shù)據(jù)采用中海達GPS數(shù)據(jù)處理軟件進行了分析，得到了可靠的結(jié)果。

1 寶雞市蟠龍塬規(guī)劃區(qū)D級GPS靜態(tài)外業(yè)觀測計劃

1.1 靜態(tài)外業(yè)觀測計劃略圖

考慮到GPS靜態(tài)測量的特點，以及整個測區(qū)范圍內(nèi)的地形和地貌情況，依據(jù) 《全球定位系統(tǒng)城市測量技術規(guī)程》(CJJ 8-99)、《城市測量規(guī)范》(CJJ8-99)，在已有KZ01～KZ09共9個已知控制點的基礎上，另外選取了GD01～GD13共13個D級GPS控制點。依據(jù)D級GPS控制網(wǎng)的技術要求，基線最弱邊相對中誤差≦1/45 000，布網(wǎng)設計時遵循以下幾個原則。

①采用獨立觀測邊構(gòu)成閉合圖形，以增加檢核條件，提高網(wǎng)的可靠性。

②GPS網(wǎng)點設在視野開闊和交通便利的地方，便于GPS的測量觀測和水準聯(lián)測，減少多路徑影響。本次外業(yè)觀測采用邊連接式，組成GPS網(wǎng)，能保證網(wǎng)的幾何強度，提高網(wǎng)的可靠指標。

選點工作遵守以下原則。

①點位布設在易于安裝GPS接收機、視野開闊的較高點上。

②點位目標要顯著,視場周圍15°以上不應有障礙物,以減小GPS信號被遮擋或被障礙物吸收。

③點位應遠離大功率無線電發(fā)射源(如電臺、微波站等),其距離不小于200 m，點位遠離高壓輸電線和微波無線電信號傳送通道,其距離不得小于50 m。以避免電磁場對GPS信號的干擾。

④附近不應有大面積水域或不應有強烈干擾衛(wèi)星信號接受的物體,以減弱多路徑效應的影響。

⑤點位應選在交通方便,有利于其他觀測手段擴展與聯(lián)測的地方。

⑥基礎穩(wěn)定,易于點的保存。 22個控制點的分布如圖1所示，鑒于已知控制點KZ01～KZ09位置分布是半包圍整個測區(qū)范圍，新選的9個控制點均勻分散在測區(qū)內(nèi)，保證后期的碎步測量有足夠多的已知控制點。

1.2 靜態(tài)外業(yè)觀測計劃

針對測區(qū)范圍內(nèi)的22個控制點，靜態(tài)GPS外業(yè)觀測采用邊連接的形式，可以保證觀測數(shù)據(jù)的質(zhì)量和節(jié)省外業(yè)工作的時間。使用8臺套中海達V8型號GPS接收機進行同步觀測，整個靜態(tài)外業(yè)觀測分4個時段進行，每個時段同步觀測2個小時，各個時段觀測的點號見表1，GPS靜態(tài)外業(yè)觀測的網(wǎng)形見圖2。通過圖2可以判斷，觀測的公共邊分別為：GD09-GD12、GD11-GD12、GD11-GD03、GD03-GD04、GD04-KZ06、GD12-GD10、GD10-KZ05、GD03-KZ09。采用這種觀測計劃，使得GPS控制網(wǎng)穩(wěn)定且有足夠多的多余觀測量，保證網(wǎng)平差的整體精度。

(KZ01～KZ09為已知點，GD01～GD13為待求點)

圖1 GPS控制點分布圖

圖2 GPS靜態(tài)外業(yè)觀測的網(wǎng)形

2 寶雞市蟠龍塬規(guī)劃區(qū)D級GPS靜態(tài)控制測量內(nèi)業(yè)計算的方法

2.1 使用的軟件

采用中海達公司提供的GPS數(shù)據(jù)處理軟件包“HDS2003”進行GPS網(wǎng)平差。計算時先使用隨機處理軟件，解求獨立基線，然后在WGS-84坐標系中進行無約束平差，利用無約束平差的可靠成果，最后在寶雞市城市坐標系中進行三維約束平差。

2.2 數(shù)據(jù)處理的過程

原始數(shù)據(jù)的導入→測區(qū)坐標系統(tǒng)的選擇→中央子午線的設置：(108度)→靜態(tài)基線處理→已知數(shù)據(jù)的輸入→平差計算→自動生成報告。

2.3 數(shù)據(jù)處理的結(jié)果

2.3.1 最終坐標平差值 在平差的過程中，選用KZ03、KZ06、KZ09做為已知點，KZ01、KZ02、KZ04、KZ08做為檢核點。平差計算的部分結(jié)果見表2。

2.3.2 最弱點平面中誤差 平差計算的最弱點平面中誤差見表3。

表2 平差計算結(jié)果

表3 最弱點平面中誤差

3 寶雞市蟠龍塬規(guī)劃區(qū)D級GPS靜態(tài)控制測量內(nèi)業(yè)結(jié)果分析

依據(jù)以上平差計算的結(jié)果，以最弱點KZ08為例，解算出的坐標和提供的坐標值的互差見表4。

表4 最弱點KZ08解算的結(jié)果與提供的坐標的互差

由表4得出：計算出的點位互差最大沒有超過0.03 m，此精度符合D級GPS控制測量的限差要求，GPS在寶雞市蟠龍塬70 km2測區(qū)內(nèi)布設控制網(wǎng)，控制點的精度完全可以滿足地形測圖的需要。

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