淺談城市測量中GPS技術(shù)的應用

張志輝

摘 要：全球定位系統(tǒng)（GPS）是美國衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)。目前在城市控制測量中經(jīng)常用到。因此，隨著測繪行業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，GPS技術(shù)的應用也將越來越趨于廣泛，越來越被人們重視，在這里筆者結(jié)合工作實踐分析了GPS技術(shù)在城市測繪中的應用。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)采集；基線解算；約束平差

1 遵循的技術(shù)標準

1.1 對GPS網(wǎng)要進行測量控制等級的劃分

我們之所以要進行不同等級控制網(wǎng)的劃分，主要是更好地根據(jù)規(guī)范來控制測繪精度。以便讓GPS控制網(wǎng)能夠更好的、更高精準的為后續(xù)測量服務。城市不同等級控制測量網(wǎng)點間距規(guī)范里有著相應的規(guī)定和劃分主要參照的是《全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范》和《全球定位系統(tǒng)城市測量技術(shù)規(guī)程》，如下表所示。

對控制網(wǎng)最弱邊相對中誤差限差進行計算，另外，控制網(wǎng)的測量中GPS接收機標稱精度限差也有相應規(guī)定。在布設(shè)控制網(wǎng)時，對于較短邊長的一、二級控制網(wǎng)，就不能用最弱邊相對中誤差來衡量精度，所以，《全球定位系統(tǒng)城市測量技術(shù)規(guī)程》中對邊長小于200m的控制邊進行了相應的規(guī)定，規(guī)定限差要求為邊長中誤差小于20mm。

表2 城市各級GPS控制網(wǎng)最弱邊相對中誤差

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2 對控制網(wǎng)技術(shù)設(shè)計書進行編寫

對測區(qū)范圍的測量資料根據(jù)測量任務需要進行收集，其中包括原有控制點，原有地形圖等資料。編寫設(shè)計書時一定要注意根據(jù)控制網(wǎng)的精度要求技術(shù)來寫，其主要內(nèi)容包括：

①任務來源。②測區(qū)概況。③工程概況。④技術(shù)依據(jù)。⑤施測方案。⑥作業(yè)要求。⑦觀測質(zhì)量控制。⑧數(shù)據(jù)處理方案。

單位總工程師審批合格后，技術(shù)設(shè)計書方可生效，并依照設(shè)計書的內(nèi)容、方式、方法進行施測。

3 野外測量過程主要包括兩方面

3.1 選點埋石

外業(yè)時首先要進行選點埋石，選點應按照設(shè)計書要求進行，點位應該遠離大功率無線電發(fā)射源、有穩(wěn)定堅實的基礎(chǔ)、十分利于保存、觀測時也很方便，要有開闊的視野、便利的交通。

把點之記和選點圖在選點埋石結(jié)束后一定要及時繪好。以便于以后找點用。切記，控制點位周圍的障礙物要低于10°，否則必須繪制相應點位的點位環(huán)視圖。

3.2 對控制網(wǎng)利用GPS接收機進行外業(yè)觀測

GPS控制網(wǎng)外業(yè)觀測時，野外作業(yè)人員在靜態(tài)觀測過程中，應嚴格按照規(guī)范的技術(shù)要求來執(zhí)行。應嚴格控制誤差避免超限。

另外，GPS測量過程中主要清楚以下幾點：

①GPS衛(wèi)星星座配置有24 顆在軌衛(wèi)星，根據(jù)GPS定位原理，至少需要接收到4顆衛(wèi)星的信號才能定位。②信號傳播過程中引起的誤差主要包括大氣折射的影響和多路徑效應影響。③一般地，單差觀測值是在衛(wèi)星、同歷元、異接收機的兩個觀測值之間求差。④雙差觀測方程可以消除接收機鐘差。⑤GPS定位的實質(zhì)就是根據(jù)高速運動的衛(wèi)星瞬間位置作為已知數(shù)據(jù)，采用空間距離前方交會的方法，確定待定點的空間位置。

4 內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理

GPS數(shù)據(jù)處理基本流程：數(shù)據(jù)采集 →數(shù)據(jù)傳輸 →預處理→ 基線解算→ GPS網(wǎng)平差。

4.1 數(shù)據(jù)采集

GPS數(shù)據(jù)采集需要至少3臺以上接收機聯(lián)測實施，定位時間至少40分鐘。

4.2 數(shù)據(jù)傳輸

利用GPS專用傳輸軟件進行數(shù)據(jù)傳輸。

4.3 數(shù)據(jù)預處理

利用GPS基線處理軟件進行初步處理，剔除不合格觀測基線。

4.4 基線解算

利用GPS基線處理軟件對測量基線進行基線處理及基線解算。

4.5 對GPS控制網(wǎng)進行平差計算

我們完全可以采用專業(yè)配備的商用軟件對各級GPS控制網(wǎng)進行平差計算。首先，對控制網(wǎng)進行三維無約束平差，然后，再進行約束平差中的二維約束。

5 驗收檢查GPS測繪成果并對取得成果進行整理

技術(shù)設(shè)計書的要求對GPS處理完成后的內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)進行成果整理。成果整理包括技術(shù)總結(jié)、點之記、平差計算手簿、GPS構(gòu)網(wǎng)圖、成果表等相關(guān)資料，進行整理成冊并報請質(zhì)量監(jiān)督檢查部門進行產(chǎn)品檢查驗收。驗收合格后，方可交付成果，并存檔。

6 結(jié)論

GPS的出現(xiàn)大大的提高了城市控制測量的效率和精度，為我們的測繪事業(yè)發(fā)展提供了便利，為測繪行業(yè)提供了更高更新的發(fā)展方向。

參考文獻：

[1]中華人民共和國國家標準《全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范》GB/T 18314-2001.

[2]中華人民共和國行業(yè)標準《全球定位系統(tǒng)城市測量技術(shù)規(guī)范》CJJ 73-97.

[3]中華人民共和國測繪行業(yè)標準《全球定位系統(tǒng)（GPS）測量型接收機檢定規(guī)程》CH 8016-95.