GPS快速靜態(tài)測(cè)量在農(nóng)村地籍調(diào)查控制測(cè)量中的應(yīng)用探討

馮國(guó)濤++王衛(wèi)勇++段方東++李戰(zhàn)偉++劉振勝

摘 要：GPS快速靜態(tài)測(cè)量以高精度、全天候、觀測(cè)時(shí)間短、測(cè)站間無需通視、操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中被廣泛應(yīng)用。也為全國(guó)開展農(nóng)村地籍調(diào)查工作的順利進(jìn)行發(fā)揮了重要的作用，作者結(jié)合某縣在開展農(nóng)村地籍調(diào)查中，以已有E級(jí)GPS控制網(wǎng)為首級(jí)控制基礎(chǔ)，采用GPS快速靜態(tài)測(cè)量的方法加密測(cè)量一級(jí)GPS控制網(wǎng)為例，探討GPS快速靜態(tài)測(cè)量在農(nóng)村地籍調(diào)查控制測(cè)量中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：GPS快速靜態(tài)測(cè)量 農(nóng)村地籍調(diào)查 控制測(cè)量

中圖分類號(hào)：P231 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）05（c）-0028-02

GPS導(dǎo)航定位作為空間測(cè)量技術(shù)的代表，以高精度、全天候、高效率、多功能、操作簡(jiǎn)單、應(yīng)用廣泛等特點(diǎn)引起了測(cè)繪界的巨大變革，也替代了很多傳統(tǒng)的測(cè)量方法和技術(shù)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮了重要的作用。其作業(yè)模式主要有靜態(tài)測(cè)量、快速靜態(tài)測(cè)量、往返式重復(fù)設(shè)站、準(zhǔn)動(dòng)態(tài)定位、動(dòng)態(tài)測(cè)量和實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量。本文就靜態(tài)測(cè)量和快速靜態(tài)測(cè)量的方法進(jìn)行比較，以實(shí)例探討GPS快速靜態(tài)測(cè)量在農(nóng)村地籍調(diào)查控制測(cè)量中的應(yīng)用。

1 靜態(tài)測(cè)量和快速靜態(tài)測(cè)量方法比較

1.1 靜態(tài)測(cè)量方法

采用兩臺(tái)或兩臺(tái)以上GPS接收設(shè)備，分別安置在一條或數(shù)條基線的兩個(gè)端點(diǎn)，同步觀測(cè)4顆以上衛(wèi)星，每時(shí)段長(zhǎng)45 min～2 h或更多?；蛲接^測(cè)5顆衛(wèi)星20 min，基線精度約為5 mm+1 ppm。如圖1所示。

1.2 快速靜態(tài)測(cè)量方法

在測(cè)區(qū)中部選擇一個(gè)基準(zhǔn)站，并安置一臺(tái)接收設(shè)備連續(xù)跟蹤所有可見衛(wèi)星；另一臺(tái)接收機(jī)依次到各點(diǎn)流動(dòng)設(shè)站，每點(diǎn)觀測(cè)數(shù)分鐘?；€精度約為5 mm+1 ppm。如圖2所示。

1.3 兩種方法比較

GPS靜態(tài)測(cè)量所有已觀測(cè)基線能夠組成閉合圖形，可靠性高且利于外業(yè)檢核。通過平差以后可以進(jìn)一步提高定位精度。但作業(yè)時(shí)間較長(zhǎng)，在進(jìn)行等級(jí)控制測(cè)量時(shí)，每個(gè)測(cè)量點(diǎn)至少要觀測(cè)45 min以上，作業(yè)能耗高，效率低；而快速靜態(tài)只需觀測(cè)10-20 min甚至更短的時(shí)間，作業(yè)速度快、精度高、能耗低，其缺點(diǎn)是兩臺(tái)接收機(jī)工作時(shí)，構(gòu)不成閉合圖形，可靠性性差。在進(jìn)行一級(jí)GPS控制測(cè)量時(shí)，兩種作業(yè)模式測(cè)量作業(yè)的基本技術(shù)要求見表1。

2 一級(jí)GPS控制網(wǎng)加密測(cè)量應(yīng)用實(shí)例

2.1 項(xiàng)目概況

為滿足某縣轄區(qū)內(nèi)農(nóng)村地籍調(diào)查的需要，完成每個(gè)村莊調(diào)查范圍內(nèi)4個(gè)一級(jí)GPS點(diǎn)加密控制測(cè)量。測(cè)區(qū)東西長(zhǎng)約38 km，南北長(zhǎng)約30 min，地勢(shì)平坦、氣候宜人、交通便利。364個(gè)行政村共布設(shè)一級(jí)GPS加密控制點(diǎn)1418個(gè)。由于工期緊、任務(wù)重，再加上測(cè)區(qū)面積大，為了不影響下道工序的順利進(jìn)行，故采用快速靜態(tài)測(cè)量方法加密施測(cè)一級(jí)GPS控制點(diǎn)。

2.2 作業(yè)方法

測(cè)區(qū)內(nèi)有E級(jí)GPS控制網(wǎng)點(diǎn)109個(gè)作為該快速靜態(tài)測(cè)量的首級(jí)控制基礎(chǔ)，采用成果時(shí)根據(jù)測(cè)區(qū)范圍和具體情況，對(duì)數(shù)據(jù)的可靠性進(jìn)行了檢查，認(rèn)為109個(gè)E級(jí)GPS控制點(diǎn)網(wǎng)型結(jié)構(gòu)合理、覆蓋測(cè)區(qū)、分布均勻、幾何強(qiáng)度高，數(shù)學(xué)模型合理，整體平差精度高。

觀測(cè)儀器采用鑒定合格且滿足標(biāo)稱精度要求的10臺(tái)華測(cè)T5型雙頻GPS接收機(jī)，將4臺(tái)GPS接收機(jī)分別設(shè)置在E級(jí)GPS網(wǎng)點(diǎn)上作為基準(zhǔn)站進(jìn)行持續(xù)觀測(cè)，6臺(tái)GPS接收機(jī)作為流動(dòng)站依次測(cè)量需加密的控制點(diǎn)，流動(dòng)站每站觀測(cè)20 min。這樣，就保證了6臺(tái)流動(dòng)站中任何一臺(tái)儀器每觀測(cè)一個(gè)時(shí)段都有5臺(tái)儀器同步觀測(cè)，從而構(gòu)成同步觀測(cè)獲得的基線向量所構(gòu)成的20個(gè)閉合環(huán)，6臺(tái)流動(dòng)站點(diǎn)之間也存在若干條基線，基線數(shù)量多，圖形結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高。

基于此方法，考慮全縣共需加密測(cè)量1418個(gè)一級(jí)GPS點(diǎn)，整網(wǎng)平差數(shù)據(jù)量大、過程繁瑣、檢查數(shù)據(jù)困難等原因，故采用每天觀測(cè)的數(shù)據(jù)組網(wǎng)進(jìn)行平差計(jì)算，即每天都有4個(gè)E級(jí)網(wǎng)點(diǎn)作為起算數(shù)據(jù)參與平差計(jì)算。為了保證每天每個(gè)組網(wǎng)平差網(wǎng)型之間的聯(lián)系和整個(gè)測(cè)區(qū)數(shù)據(jù)的一致性，第一天的4個(gè)已知控制網(wǎng)點(diǎn)（如圖3所示，四個(gè)起算控制點(diǎn)為EL0201、EL0202、EL0209、EL0212）至少應(yīng)有兩個(gè)參與第二天觀測(cè)數(shù)據(jù)組網(wǎng)平差的控制基礎(chǔ)（如圖4所示，同第一天重復(fù)的起算控制點(diǎn)為EL0201、EL0209），以此類推，從而完成整個(gè)縣域范圍內(nèi)加密控制測(cè)量的39個(gè)分區(qū)平差網(wǎng)。

2.3 自由網(wǎng)平差計(jì)算檢查

基線解算采用了隨機(jī)的compass靜態(tài)處理軟件，解算時(shí)考慮了基線觀測(cè)時(shí)間長(zhǎng)短等因素，對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間觀測(cè)的E級(jí)基站點(diǎn)間的基線，基線解算時(shí)設(shè)置較大的采樣間隔，對(duì)于觀測(cè)時(shí)間較短的基線縮小采樣間隔。高度截止角設(shè)置為15°，部分觀測(cè)質(zhì)量較差的基線提高了截止角度。參考衛(wèi)星選取的方法默認(rèn)設(shè)置為自動(dòng)方式，軟件會(huì)選取觀測(cè)數(shù)據(jù)最多、而且高度角較高的衛(wèi)星作參考衛(wèi)星。但由于觀測(cè)條件的影響，這樣的選擇未必最合理，當(dāng)參考衛(wèi)星選取不當(dāng)時(shí)，會(huì)影響基線處理結(jié)果。這時(shí)，根據(jù)觀測(cè)數(shù)據(jù)狀況重設(shè)參考衛(wèi)星。在數(shù)據(jù)處理的過程中，粗差容忍系數(shù)取默認(rèn)的設(shè)置為3.5?；€解算設(shè)置準(zhǔn)確合理滿足解算精度。

對(duì)基線解算后同步環(huán)、異步環(huán)、重復(fù)基線閉合差進(jìn)行檢查，均滿足《全球定位系統(tǒng)城市測(cè)量技術(shù)規(guī)程CJJ/T73-2010》環(huán)線全長(zhǎng)相對(duì)閉合差規(guī)定一級(jí)網(wǎng)環(huán)線全長(zhǎng)相對(duì)閉合差為15 ppm的要求。

全縣按觀測(cè)日組網(wǎng)平差，共劃分39個(gè)分區(qū)網(wǎng)分別進(jìn)行自由網(wǎng)平差，平差后的點(diǎn)位精度，北方向分量最大誤差為9.5 mm，平均誤差為2.1 mm；東方向分量最大誤差為 8.9 mm，平均誤差為2.2 mm；高程方向分量最大誤差為21.8 mm，平均誤差為4.1 mm。自由網(wǎng)平差精度滿足技術(shù)要求。

2.4 觀測(cè)方法可靠性檢查

為了檢查其作業(yè)方法的可靠性，在測(cè)區(qū)范圍內(nèi)挑選了30個(gè)E級(jí)GPS數(shù)據(jù)組網(wǎng)進(jìn)行了檢查，例挑選了DL009、DL022、DL025、 DL023、DL026五個(gè)已知的E級(jí)GPS點(diǎn)作為檢查點(diǎn)，將三臺(tái)儀器分別架設(shè)在DL009、DL022、DL025上作為基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行連續(xù)觀測(cè)，兩臺(tái)流動(dòng)站測(cè)量DL023、DL026，分別觀測(cè)20min。其網(wǎng)型見圖5。

通過試驗(yàn)檢查，最長(zhǎng)邊長(zhǎng)DL009-DL025為14574米，最短邊長(zhǎng)DL022-DL026為4948米，自由網(wǎng)平差后，最弱點(diǎn)為DL023北方向最大誤差為6.5 mm，東方向最大誤差為7.5 mm，高程方向最大誤差為12.8 mm。約束平差后，最弱點(diǎn)為DL023北方向最大誤差為 9.1 mm，東方向最大誤差為9.1 mm。與原值的差值最大為DL023，北方向差值為 17.4 mm，東方向差值為6.5 mm。通過以上分析可以看出，采用設(shè)計(jì)的觀測(cè)方法，可以滿足地籍平面控制點(diǎn)最弱點(diǎn)（相對(duì)于起算點(diǎn)）的點(diǎn)位中誤差不超過50 mm的精度要求。

3 結(jié)語

GPS快速靜態(tài)測(cè)量具有布網(wǎng)靈活、操作簡(jiǎn)單、觀測(cè)時(shí)間短、定位精度高、作業(yè)效率高等特點(diǎn)，可以代替GPS靜態(tài)測(cè)量，能夠?yàn)檗r(nóng)村地籍調(diào)查工作的順利開展提供及時(shí)、準(zhǔn)確、可靠的控制基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1] 徐紹銓，張華海，楊志強(qiáng)，等.GPS測(cè)量原理及應(yīng)用[M].3版.武漢大學(xué)出版社，2008.

[2] 中華人民共和國(guó)國(guó)土資源部.地籍調(diào)查規(guī)程[S].TD/T1001-2012，2012.09.01.

[3] 中華人民共和國(guó)建設(shè)部.工程測(cè)量規(guī)范[S].GB50026-2007，2008-05-01.

[4] 中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.全球定位系統(tǒng)城市測(cè)量技術(shù)規(guī)程[S].CJJ/T73-2010，2010-10-01.endprint

摘 要：GPS快速靜態(tài)測(cè)量以高精度、全天候、觀測(cè)時(shí)間短、測(cè)站間無需通視、操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中被廣泛應(yīng)用。也為全國(guó)開展農(nóng)村地籍調(diào)查工作的順利進(jìn)行發(fā)揮了重要的作用，作者結(jié)合某縣在開展農(nóng)村地籍調(diào)查中，以已有E級(jí)GPS控制網(wǎng)為首級(jí)控制基礎(chǔ)，采用GPS快速靜態(tài)測(cè)量的方法加密測(cè)量一級(jí)GPS控制網(wǎng)為例，探討GPS快速靜態(tài)測(cè)量在農(nóng)村地籍調(diào)查控制測(cè)量中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：GPS快速靜態(tài)測(cè)量 農(nóng)村地籍調(diào)查 控制測(cè)量

中圖分類號(hào)：P231 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）05（c）-0028-02

GPS導(dǎo)航定位作為空間測(cè)量技術(shù)的代表，以高精度、全天候、高效率、多功能、操作簡(jiǎn)單、應(yīng)用廣泛等特點(diǎn)引起了測(cè)繪界的巨大變革，也替代了很多傳統(tǒng)的測(cè)量方法和技術(shù)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮了重要的作用。其作業(yè)模式主要有靜態(tài)測(cè)量、快速靜態(tài)測(cè)量、往返式重復(fù)設(shè)站、準(zhǔn)動(dòng)態(tài)定位、動(dòng)態(tài)測(cè)量和實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量。本文就靜態(tài)測(cè)量和快速靜態(tài)測(cè)量的方法進(jìn)行比較，以實(shí)例探討GPS快速靜態(tài)測(cè)量在農(nóng)村地籍調(diào)查控制測(cè)量中的應(yīng)用。

1 靜態(tài)測(cè)量和快速靜態(tài)測(cè)量方法比較

1.1 靜態(tài)測(cè)量方法

采用兩臺(tái)或兩臺(tái)以上GPS接收設(shè)備，分別安置在一條或數(shù)條基線的兩個(gè)端點(diǎn)，同步觀測(cè)4顆以上衛(wèi)星，每時(shí)段長(zhǎng)45 min～2 h或更多。或同步觀測(cè)5顆衛(wèi)星20 min，基線精度約為5 mm+1 ppm。如圖1所示。

1.2 快速靜態(tài)測(cè)量方法

在測(cè)區(qū)中部選擇一個(gè)基準(zhǔn)站，并安置一臺(tái)接收設(shè)備連續(xù)跟蹤所有可見衛(wèi)星；另一臺(tái)接收機(jī)依次到各點(diǎn)流動(dòng)設(shè)站，每點(diǎn)觀測(cè)數(shù)分鐘?；€精度約為5 mm+1 ppm。如圖2所示。

1.3 兩種方法比較

GPS靜態(tài)測(cè)量所有已觀測(cè)基線能夠組成閉合圖形，可靠性高且利于外業(yè)檢核。通過平差以后可以進(jìn)一步提高定位精度。但作業(yè)時(shí)間較長(zhǎng)，在進(jìn)行等級(jí)控制測(cè)量時(shí)，每個(gè)測(cè)量點(diǎn)至少要觀測(cè)45 min以上，作業(yè)能耗高，效率低；而快速靜態(tài)只需觀測(cè)10-20 min甚至更短的時(shí)間，作業(yè)速度快、精度高、能耗低，其缺點(diǎn)是兩臺(tái)接收機(jī)工作時(shí)，構(gòu)不成閉合圖形，可靠性性差。在進(jìn)行一級(jí)GPS控制測(cè)量時(shí)，兩種作業(yè)模式測(cè)量作業(yè)的基本技術(shù)要求見表1。

2 一級(jí)GPS控制網(wǎng)加密測(cè)量應(yīng)用實(shí)例

2.1 項(xiàng)目概況

為滿足某縣轄區(qū)內(nèi)農(nóng)村地籍調(diào)查的需要，完成每個(gè)村莊調(diào)查范圍內(nèi)4個(gè)一級(jí)GPS點(diǎn)加密控制測(cè)量。測(cè)區(qū)東西長(zhǎng)約38 km，南北長(zhǎng)約30 min，地勢(shì)平坦、氣候宜人、交通便利。364個(gè)行政村共布設(shè)一級(jí)GPS加密控制點(diǎn)1418個(gè)。由于工期緊、任務(wù)重，再加上測(cè)區(qū)面積大，為了不影響下道工序的順利進(jìn)行，故采用快速靜態(tài)測(cè)量方法加密施測(cè)一級(jí)GPS控制點(diǎn)。

2.2 作業(yè)方法

測(cè)區(qū)內(nèi)有E級(jí)GPS控制網(wǎng)點(diǎn)109個(gè)作為該快速靜態(tài)測(cè)量的首級(jí)控制基礎(chǔ)，采用成果時(shí)根據(jù)測(cè)區(qū)范圍和具體情況，對(duì)數(shù)據(jù)的可靠性進(jìn)行了檢查，認(rèn)為109個(gè)E級(jí)GPS控制點(diǎn)網(wǎng)型結(jié)構(gòu)合理、覆蓋測(cè)區(qū)、分布均勻、幾何強(qiáng)度高，數(shù)學(xué)模型合理，整體平差精度高。

觀測(cè)儀器采用鑒定合格且滿足標(biāo)稱精度要求的10臺(tái)華測(cè)T5型雙頻GPS接收機(jī)，將4臺(tái)GPS接收機(jī)分別設(shè)置在E級(jí)GPS網(wǎng)點(diǎn)上作為基準(zhǔn)站進(jìn)行持續(xù)觀測(cè)，6臺(tái)GPS接收機(jī)作為流動(dòng)站依次測(cè)量需加密的控制點(diǎn)，流動(dòng)站每站觀測(cè)20 min。這樣，就保證了6臺(tái)流動(dòng)站中任何一臺(tái)儀器每觀測(cè)一個(gè)時(shí)段都有5臺(tái)儀器同步觀測(cè)，從而構(gòu)成同步觀測(cè)獲得的基線向量所構(gòu)成的20個(gè)閉合環(huán)，6臺(tái)流動(dòng)站點(diǎn)之間也存在若干條基線，基線數(shù)量多，圖形結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高。

基于此方法，考慮全縣共需加密測(cè)量1418個(gè)一級(jí)GPS點(diǎn)，整網(wǎng)平差數(shù)據(jù)量大、過程繁瑣、檢查數(shù)據(jù)困難等原因，故采用每天觀測(cè)的數(shù)據(jù)組網(wǎng)進(jìn)行平差計(jì)算，即每天都有4個(gè)E級(jí)網(wǎng)點(diǎn)作為起算數(shù)據(jù)參與平差計(jì)算。為了保證每天每個(gè)組網(wǎng)平差網(wǎng)型之間的聯(lián)系和整個(gè)測(cè)區(qū)數(shù)據(jù)的一致性，第一天的4個(gè)已知控制網(wǎng)點(diǎn)（如圖3所示，四個(gè)起算控制點(diǎn)為EL0201、EL0202、EL0209、EL0212）至少應(yīng)有兩個(gè)參與第二天觀測(cè)數(shù)據(jù)組網(wǎng)平差的控制基礎(chǔ)（如圖4所示，同第一天重復(fù)的起算控制點(diǎn)為EL0201、EL0209），以此類推，從而完成整個(gè)縣域范圍內(nèi)加密控制測(cè)量的39個(gè)分區(qū)平差網(wǎng)。

2.3 自由網(wǎng)平差計(jì)算檢查

基線解算采用了隨機(jī)的compass靜態(tài)處理軟件，解算時(shí)考慮了基線觀測(cè)時(shí)間長(zhǎng)短等因素，對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間觀測(cè)的E級(jí)基站點(diǎn)間的基線，基線解算時(shí)設(shè)置較大的采樣間隔，對(duì)于觀測(cè)時(shí)間較短的基線縮小采樣間隔。高度截止角設(shè)置為15°，部分觀測(cè)質(zhì)量較差的基線提高了截止角度。參考衛(wèi)星選取的方法默認(rèn)設(shè)置為自動(dòng)方式，軟件會(huì)選取觀測(cè)數(shù)據(jù)最多、而且高度角較高的衛(wèi)星作參考衛(wèi)星。但由于觀測(cè)條件的影響，這樣的選擇未必最合理，當(dāng)參考衛(wèi)星選取不當(dāng)時(shí)，會(huì)影響基線處理結(jié)果。這時(shí)，根據(jù)觀測(cè)數(shù)據(jù)狀況重設(shè)參考衛(wèi)星。在數(shù)據(jù)處理的過程中，粗差容忍系數(shù)取默認(rèn)的設(shè)置為3.5。基線解算設(shè)置準(zhǔn)確合理滿足解算精度。

對(duì)基線解算后同步環(huán)、異步環(huán)、重復(fù)基線閉合差進(jìn)行檢查，均滿足《全球定位系統(tǒng)城市測(cè)量技術(shù)規(guī)程CJJ/T73-2010》環(huán)線全長(zhǎng)相對(duì)閉合差規(guī)定一級(jí)網(wǎng)環(huán)線全長(zhǎng)相對(duì)閉合差為15 ppm的要求。

全縣按觀測(cè)日組網(wǎng)平差，共劃分39個(gè)分區(qū)網(wǎng)分別進(jìn)行自由網(wǎng)平差，平差后的點(diǎn)位精度，北方向分量最大誤差為9.5 mm，平均誤差為2.1 mm；東方向分量最大誤差為 8.9 mm，平均誤差為2.2 mm；高程方向分量最大誤差為21.8 mm，平均誤差為4.1 mm。自由網(wǎng)平差精度滿足技術(shù)要求。

2.4 觀測(cè)方法可靠性檢查

為了檢查其作業(yè)方法的可靠性，在測(cè)區(qū)范圍內(nèi)挑選了30個(gè)E級(jí)GPS數(shù)據(jù)組網(wǎng)進(jìn)行了檢查，例挑選了DL009、DL022、DL025、 DL023、DL026五個(gè)已知的E級(jí)GPS點(diǎn)作為檢查點(diǎn)，將三臺(tái)儀器分別架設(shè)在DL009、DL022、DL025上作為基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行連續(xù)觀測(cè)，兩臺(tái)流動(dòng)站測(cè)量DL023、DL026，分別觀測(cè)20min。其網(wǎng)型見圖5。

通過試驗(yàn)檢查，最長(zhǎng)邊長(zhǎng)DL009-DL025為14574米，最短邊長(zhǎng)DL022-DL026為4948米，自由網(wǎng)平差后，最弱點(diǎn)為DL023北方向最大誤差為6.5 mm，東方向最大誤差為7.5 mm，高程方向最大誤差為12.8 mm。約束平差后，最弱點(diǎn)為DL023北方向最大誤差為 9.1 mm，東方向最大誤差為9.1 mm。與原值的差值最大為DL023，北方向差值為 17.4 mm，東方向差值為6.5 mm。通過以上分析可以看出，采用設(shè)計(jì)的觀測(cè)方法，可以滿足地籍平面控制點(diǎn)最弱點(diǎn)（相對(duì)于起算點(diǎn)）的點(diǎn)位中誤差不超過50 mm的精度要求。

3 結(jié)語

GPS快速靜態(tài)測(cè)量具有布網(wǎng)靈活、操作簡(jiǎn)單、觀測(cè)時(shí)間短、定位精度高、作業(yè)效率高等特點(diǎn)，可以代替GPS靜態(tài)測(cè)量，能夠?yàn)檗r(nóng)村地籍調(diào)查工作的順利開展提供及時(shí)、準(zhǔn)確、可靠的控制基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1] 徐紹銓，張華海，楊志強(qiáng)，等.GPS測(cè)量原理及應(yīng)用[M].3版.武漢大學(xué)出版社，2008.

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[4] 中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.全球定位系統(tǒng)城市測(cè)量技術(shù)規(guī)程[S].CJJ/T73-2010，2010-10-01.endprint

摘 要：GPS快速靜態(tài)測(cè)量以高精度、全天候、觀測(cè)時(shí)間短、測(cè)站間無需通視、操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中被廣泛應(yīng)用。也為全國(guó)開展農(nóng)村地籍調(diào)查工作的順利進(jìn)行發(fā)揮了重要的作用，作者結(jié)合某縣在開展農(nóng)村地籍調(diào)查中，以已有E級(jí)GPS控制網(wǎng)為首級(jí)控制基礎(chǔ)，采用GPS快速靜態(tài)測(cè)量的方法加密測(cè)量一級(jí)GPS控制網(wǎng)為例，探討GPS快速靜態(tài)測(cè)量在農(nóng)村地籍調(diào)查控制測(cè)量中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：GPS快速靜態(tài)測(cè)量 農(nóng)村地籍調(diào)查 控制測(cè)量

中圖分類號(hào)：P231 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）05（c）-0028-02

GPS導(dǎo)航定位作為空間測(cè)量技術(shù)的代表，以高精度、全天候、高效率、多功能、操作簡(jiǎn)單、應(yīng)用廣泛等特點(diǎn)引起了測(cè)繪界的巨大變革，也替代了很多傳統(tǒng)的測(cè)量方法和技術(shù)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮了重要的作用。其作業(yè)模式主要有靜態(tài)測(cè)量、快速靜態(tài)測(cè)量、往返式重復(fù)設(shè)站、準(zhǔn)動(dòng)態(tài)定位、動(dòng)態(tài)測(cè)量和實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量。本文就靜態(tài)測(cè)量和快速靜態(tài)測(cè)量的方法進(jìn)行比較，以實(shí)例探討GPS快速靜態(tài)測(cè)量在農(nóng)村地籍調(diào)查控制測(cè)量中的應(yīng)用。

1 靜態(tài)測(cè)量和快速靜態(tài)測(cè)量方法比較

1.1 靜態(tài)測(cè)量方法

采用兩臺(tái)或兩臺(tái)以上GPS接收設(shè)備，分別安置在一條或數(shù)條基線的兩個(gè)端點(diǎn)，同步觀測(cè)4顆以上衛(wèi)星，每時(shí)段長(zhǎng)45 min～2 h或更多?；蛲接^測(cè)5顆衛(wèi)星20 min，基線精度約為5 mm+1 ppm。如圖1所示。

1.2 快速靜態(tài)測(cè)量方法

在測(cè)區(qū)中部選擇一個(gè)基準(zhǔn)站，并安置一臺(tái)接收設(shè)備連續(xù)跟蹤所有可見衛(wèi)星；另一臺(tái)接收機(jī)依次到各點(diǎn)流動(dòng)設(shè)站，每點(diǎn)觀測(cè)數(shù)分鐘。基線精度約為5 mm+1 ppm。如圖2所示。

1.3 兩種方法比較

GPS靜態(tài)測(cè)量所有已觀測(cè)基線能夠組成閉合圖形，可靠性高且利于外業(yè)檢核。通過平差以后可以進(jìn)一步提高定位精度。但作業(yè)時(shí)間較長(zhǎng)，在進(jìn)行等級(jí)控制測(cè)量時(shí)，每個(gè)測(cè)量點(diǎn)至少要觀測(cè)45 min以上，作業(yè)能耗高，效率低；而快速靜態(tài)只需觀測(cè)10-20 min甚至更短的時(shí)間，作業(yè)速度快、精度高、能耗低，其缺點(diǎn)是兩臺(tái)接收機(jī)工作時(shí)，構(gòu)不成閉合圖形，可靠性性差。在進(jìn)行一級(jí)GPS控制測(cè)量時(shí)，兩種作業(yè)模式測(cè)量作業(yè)的基本技術(shù)要求見表1。

2 一級(jí)GPS控制網(wǎng)加密測(cè)量應(yīng)用實(shí)例

2.1 項(xiàng)目概況

為滿足某縣轄區(qū)內(nèi)農(nóng)村地籍調(diào)查的需要，完成每個(gè)村莊調(diào)查范圍內(nèi)4個(gè)一級(jí)GPS點(diǎn)加密控制測(cè)量。測(cè)區(qū)東西長(zhǎng)約38 km，南北長(zhǎng)約30 min，地勢(shì)平坦、氣候宜人、交通便利。364個(gè)行政村共布設(shè)一級(jí)GPS加密控制點(diǎn)1418個(gè)。由于工期緊、任務(wù)重，再加上測(cè)區(qū)面積大，為了不影響下道工序的順利進(jìn)行，故采用快速靜態(tài)測(cè)量方法加密施測(cè)一級(jí)GPS控制點(diǎn)。

2.2 作業(yè)方法

測(cè)區(qū)內(nèi)有E級(jí)GPS控制網(wǎng)點(diǎn)109個(gè)作為該快速靜態(tài)測(cè)量的首級(jí)控制基礎(chǔ)，采用成果時(shí)根據(jù)測(cè)區(qū)范圍和具體情況，對(duì)數(shù)據(jù)的可靠性進(jìn)行了檢查，認(rèn)為109個(gè)E級(jí)GPS控制點(diǎn)網(wǎng)型結(jié)構(gòu)合理、覆蓋測(cè)區(qū)、分布均勻、幾何強(qiáng)度高，數(shù)學(xué)模型合理，整體平差精度高。

觀測(cè)儀器采用鑒定合格且滿足標(biāo)稱精度要求的10臺(tái)華測(cè)T5型雙頻GPS接收機(jī)，將4臺(tái)GPS接收機(jī)分別設(shè)置在E級(jí)GPS網(wǎng)點(diǎn)上作為基準(zhǔn)站進(jìn)行持續(xù)觀測(cè)，6臺(tái)GPS接收機(jī)作為流動(dòng)站依次測(cè)量需加密的控制點(diǎn)，流動(dòng)站每站觀測(cè)20 min。這樣，就保證了6臺(tái)流動(dòng)站中任何一臺(tái)儀器每觀測(cè)一個(gè)時(shí)段都有5臺(tái)儀器同步觀測(cè)，從而構(gòu)成同步觀測(cè)獲得的基線向量所構(gòu)成的20個(gè)閉合環(huán)，6臺(tái)流動(dòng)站點(diǎn)之間也存在若干條基線，基線數(shù)量多，圖形結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高。

基于此方法，考慮全縣共需加密測(cè)量1418個(gè)一級(jí)GPS點(diǎn)，整網(wǎng)平差數(shù)據(jù)量大、過程繁瑣、檢查數(shù)據(jù)困難等原因，故采用每天觀測(cè)的數(shù)據(jù)組網(wǎng)進(jìn)行平差計(jì)算，即每天都有4個(gè)E級(jí)網(wǎng)點(diǎn)作為起算數(shù)據(jù)參與平差計(jì)算。為了保證每天每個(gè)組網(wǎng)平差網(wǎng)型之間的聯(lián)系和整個(gè)測(cè)區(qū)數(shù)據(jù)的一致性，第一天的4個(gè)已知控制網(wǎng)點(diǎn)（如圖3所示，四個(gè)起算控制點(diǎn)為EL0201、EL0202、EL0209、EL0212）至少應(yīng)有兩個(gè)參與第二天觀測(cè)數(shù)據(jù)組網(wǎng)平差的控制基礎(chǔ)（如圖4所示，同第一天重復(fù)的起算控制點(diǎn)為EL0201、EL0209），以此類推，從而完成整個(gè)縣域范圍內(nèi)加密控制測(cè)量的39個(gè)分區(qū)平差網(wǎng)。

2.3 自由網(wǎng)平差計(jì)算檢查

基線解算采用了隨機(jī)的compass靜態(tài)處理軟件，解算時(shí)考慮了基線觀測(cè)時(shí)間長(zhǎng)短等因素，對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間觀測(cè)的E級(jí)基站點(diǎn)間的基線，基線解算時(shí)設(shè)置較大的采樣間隔，對(duì)于觀測(cè)時(shí)間較短的基線縮小采樣間隔。高度截止角設(shè)置為15°，部分觀測(cè)質(zhì)量較差的基線提高了截止角度。參考衛(wèi)星選取的方法默認(rèn)設(shè)置為自動(dòng)方式，軟件會(huì)選取觀測(cè)數(shù)據(jù)最多、而且高度角較高的衛(wèi)星作參考衛(wèi)星。但由于觀測(cè)條件的影響，這樣的選擇未必最合理，當(dāng)參考衛(wèi)星選取不當(dāng)時(shí)，會(huì)影響基線處理結(jié)果。這時(shí)，根據(jù)觀測(cè)數(shù)據(jù)狀況重設(shè)參考衛(wèi)星。在數(shù)據(jù)處理的過程中，粗差容忍系數(shù)取默認(rèn)的設(shè)置為3.5?；€解算設(shè)置準(zhǔn)確合理滿足解算精度。

對(duì)基線解算后同步環(huán)、異步環(huán)、重復(fù)基線閉合差進(jìn)行檢查，均滿足《全球定位系統(tǒng)城市測(cè)量技術(shù)規(guī)程CJJ/T73-2010》環(huán)線全長(zhǎng)相對(duì)閉合差規(guī)定一級(jí)網(wǎng)環(huán)線全長(zhǎng)相對(duì)閉合差為15 ppm的要求。

全縣按觀測(cè)日組網(wǎng)平差，共劃分39個(gè)分區(qū)網(wǎng)分別進(jìn)行自由網(wǎng)平差，平差后的點(diǎn)位精度，北方向分量最大誤差為9.5 mm，平均誤差為2.1 mm；東方向分量最大誤差為 8.9 mm，平均誤差為2.2 mm；高程方向分量最大誤差為21.8 mm，平均誤差為4.1 mm。自由網(wǎng)平差精度滿足技術(shù)要求。

2.4 觀測(cè)方法可靠性檢查

為了檢查其作業(yè)方法的可靠性，在測(cè)區(qū)范圍內(nèi)挑選了30個(gè)E級(jí)GPS數(shù)據(jù)組網(wǎng)進(jìn)行了檢查，例挑選了DL009、DL022、DL025、 DL023、DL026五個(gè)已知的E級(jí)GPS點(diǎn)作為檢查點(diǎn)，將三臺(tái)儀器分別架設(shè)在DL009、DL022、DL025上作為基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行連續(xù)觀測(cè)，兩臺(tái)流動(dòng)站測(cè)量DL023、DL026，分別觀測(cè)20min。其網(wǎng)型見圖5。

通過試驗(yàn)檢查，最長(zhǎng)邊長(zhǎng)DL009-DL025為14574米，最短邊長(zhǎng)DL022-DL026為4948米，自由網(wǎng)平差后，最弱點(diǎn)為DL023北方向最大誤差為6.5 mm，東方向最大誤差為7.5 mm，高程方向最大誤差為12.8 mm。約束平差后，最弱點(diǎn)為DL023北方向最大誤差為 9.1 mm，東方向最大誤差為9.1 mm。與原值的差值最大為DL023，北方向差值為 17.4 mm，東方向差值為6.5 mm。通過以上分析可以看出，采用設(shè)計(jì)的觀測(cè)方法，可以滿足地籍平面控制點(diǎn)最弱點(diǎn)（相對(duì)于起算點(diǎn)）的點(diǎn)位中誤差不超過50 mm的精度要求。

3 結(jié)語

GPS快速靜態(tài)測(cè)量具有布網(wǎng)靈活、操作簡(jiǎn)單、觀測(cè)時(shí)間短、定位精度高、作業(yè)效率高等特點(diǎn)，可以代替GPS靜態(tài)測(cè)量，能夠?yàn)檗r(nóng)村地籍調(diào)查工作的順利開展提供及時(shí)、準(zhǔn)確、可靠的控制基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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