采用不同起算點(diǎn)對(duì)GPS控制網(wǎng)平差成果的影響及分析

王 淵，樊寬林，李 禺

（四川中水成勘院測繪工程有限責(zé)任公司，四川 成都 610072）

采用不同起算點(diǎn)對(duì)GPS控制網(wǎng)平差成果的影響及分析

王 淵，樊寬林，李 禺

（四川中水成勘院測繪工程有限責(zé)任公司，四川 成都 610072）

本文結(jié)合水電工程建設(shè)在高精度控制測量方面的實(shí)際需要，分析了不同起算點(diǎn)對(duì)GPS控制網(wǎng)平差成果產(chǎn)生的影響，提出了GPS控制網(wǎng)聯(lián)測IGS跟蹤站的網(wǎng)形選擇原則，具有一定的實(shí)用價(jià)值。

GPS；IGS；平差；分析

0 前 言

由于GPS（Global Position System全球定位系統(tǒng)）具有高精度、全天候、高效率、測站間無需通視、網(wǎng)形及邊長不受限制、操作簡便、應(yīng)用廣泛等特點(diǎn)，在許多領(lǐng)域已經(jīng)逐步取代了常規(guī)邊角網(wǎng)控制測繪技術(shù)，廣泛應(yīng)用于大地測量、航空攝影測量、工程測量、地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急測量等多等級(jí)、多用途的控制測量中。

IGS（International GNSS Service）即國際GNSS服務(wù)，是由國際大地測量協(xié)會(huì)（IAG）協(xié)調(diào)的一個(gè)永久性GPS服務(wù)機(jī)構(gòu)，IGS無償?shù)叵蛉蛴脩籼峁└鞣NGPS信息服務(wù)，如GPS精密星歷、地球自轉(zhuǎn)參數(shù)、跟蹤站坐標(biāo)和運(yùn)動(dòng)速率、GPS跟蹤站的時(shí)鐘信息、電離層和對(duì)流層數(shù)據(jù)、GPS衛(wèi)星的高質(zhì)量軌道和預(yù)測軌道以及每日所有跟蹤站的觀測數(shù)據(jù)信息等。

在水電水利工程建設(shè)中，通常需要建立高精度的施工控制網(wǎng)或者變形監(jiān)測網(wǎng)（簡稱控制網(wǎng)），為了獲取控制網(wǎng)的絕對(duì)位置和尺度基準(zhǔn)，通常采用與IGS跟蹤站聯(lián)測的方法解決。那么采用不同IGS跟蹤站作起算點(diǎn)對(duì)平差成果將產(chǎn)生什么影響？采用什么樣的網(wǎng)型才能獲得更高精度的控制成果？作者就這兩個(gè)問題進(jìn)行了一定的分析。

1 工程概況

某水電站施工測量控制網(wǎng)由12個(gè)墩標(biāo)點(diǎn)組成，其點(diǎn)位分布情況見圖1。數(shù)據(jù)采集使用12臺(tái)GPS雙頻接收機(jī)連續(xù)觀測8 h，數(shù)據(jù)處理采用的是美國麻省理工學(xué)院的GAMIT／GLOBK軟件。

結(jié)合實(shí)際情況，我們篩選了三種不同起算點(diǎn)組成的常用圖形結(jié)構(gòu)進(jìn)行了數(shù)據(jù)分析，如圖2、3、4的三種網(wǎng)形，IGS跟蹤站名稱分別是CHUM、SHAO、PIMO、CHAN；CHUM、SHAO、LHAZ、CHAN；CHUM、SHAO、PIMO、HYDE。

圖1 施工測量控制網(wǎng)點(diǎn)位分布

就作起算點(diǎn)的IGS跟蹤站與需要平差計(jì)算的控制網(wǎng)點(diǎn)位置關(guān)系而言，在圖2的網(wǎng)形中，控制網(wǎng)在IGS站控制范圍邊緣外側(cè)；在圖3的網(wǎng)形中，控制網(wǎng)遠(yuǎn)離IGS站控制范圍；在圖4的網(wǎng)形中，控制網(wǎng)完全在IGS站的控制范圍之內(nèi)。

2 不同網(wǎng)形的平差成果比較

根據(jù)圖2、3、4的不同IGS跟蹤站作為固定控制點(diǎn)的控制網(wǎng)網(wǎng)形，進(jìn)行約束平差后，分別形成成果1、2和3，見表1。

圖2 控制網(wǎng)在IGS站控制范圍邊緣外側(cè)

圖3 控制網(wǎng)遠(yuǎn)離IGS站控制范圍

圖4 控制網(wǎng)完全在IGS站控制范圍內(nèi)

表1 三種不同網(wǎng)形平差成果

3 不同網(wǎng)形對(duì)平差成果精度的影響分析

從表1中的平差成果可知：第一種平差的最弱點(diǎn)為4號(hào)點(diǎn)，點(diǎn)位中誤差為±8.3 mm，次弱點(diǎn)為9號(hào)點(diǎn)，點(diǎn)位中誤差為±7.8 mm；第二種平差的最弱點(diǎn)為9號(hào)點(diǎn)，點(diǎn)位中誤差為±6.9 mm，次弱點(diǎn)為4號(hào)點(diǎn)，點(diǎn)位中誤差為±6.8 mm；第三種平差的最弱點(diǎn)為4號(hào)點(diǎn)，點(diǎn)位中誤差為±4.7 mm，次弱點(diǎn)為9號(hào)點(diǎn)，點(diǎn)位中誤差為±4.3 mm。

在第一種圖形中，IGS跟蹤站不能控制測區(qū)，且離測區(qū)較遠(yuǎn)時(shí)，平差得到的成果精度最低；第二種圖形IGS跟蹤站不能控制測區(qū)，但有一個(gè)跟蹤站離測區(qū)較近，平差得到的成果精度稍微有所提高，但不顯著，且最弱點(diǎn)和次弱點(diǎn)發(fā)生了變化；在第三種圖形中，測區(qū)在IGS跟蹤站控制范圍內(nèi)且有比較好的圖形結(jié)構(gòu)，平差得到的成果精度最好。

可見，測區(qū)在IGS跟蹤站控制范圍內(nèi)，并能獲得類似圖4的控制網(wǎng)網(wǎng)形進(jìn)行平差計(jì)算，一般就可以獲得較其他兩種圖形結(jié)構(gòu)精度更好的成果。

4 不同網(wǎng)形平差成果比較

根據(jù)表1的成果計(jì)算三種平差成果之間的較差并進(jìn)行分析，三種成果較差情況見表2。

表2 三種平差成果較差

從表2中的各種成果的較差可知，各種成果之間由于采用了不同跟蹤站作為起算點(diǎn)平差，得到的成果存在一定的系統(tǒng)差，雖說最大較差只有12.1 mm，對(duì)于普通測量來講影響不大，但對(duì)于高精度的控制網(wǎng)測量來講已經(jīng)是不容忽視的問題。

5 結(jié) 論

（1）采用不同的IGS跟蹤站作為起算點(diǎn)，平差成果將產(chǎn)生一定的系統(tǒng)誤差；

（2）作為高精度GPS控制網(wǎng)平差起算點(diǎn)的IGS跟蹤站應(yīng)控制整個(gè)測區(qū)；

（3）IGS跟蹤站離開測區(qū)的距離越短精度越高。

［1］孔祥元，郭際明，劉宗泉.大地測量學(xué)基礎(chǔ)［M］.武漢：武漢大學(xué)出版社，2010.

P228.4

B

1003－9805（2015）01－0040－03

2014－05－21

王 淵（1965－），男，四川三臺(tái)人，高級(jí)工程師，從事水電工程測量技術(shù)及管理工作。