摘要：介紹了泉州市洛江區(qū)D級GPS控制網(wǎng)建設(shè)中控制網(wǎng)的布設(shè)、GPS點(diǎn)位的選取、觀測與外業(yè)數(shù)據(jù)的檢核、GPS網(wǎng)形分析及精度分析等技術(shù)步驟的實(shí)施方法和過程。實(shí)踐表明，通過以上方法和技術(shù)過程建立的D級GPS控制網(wǎng)精度良好，滿足相應(yīng)規(guī)范要求，對同類丘陵地區(qū)GPS控制網(wǎng)建設(shè)具有一定借鑒意義。
　　
　　關(guān)鍵詞：丘陵地區(qū)，GPS-D級控制網(wǎng)，建設(shè)技術(shù)
　　
　　1洛江區(qū)概況
　　丘陵地區(qū)地形有一定的起伏，待定點(diǎn)間通視、近地面大氣密度、透明度、折光影響成為以往導(dǎo)線測量、三角測量、高程引測的很大障礙，而網(wǎng)形設(shè)計(jì)，傳算邊角觀測的各項(xiàng)誤差也限制著成果的精度。GPS測量由于全天候、精度高、省費(fèi)用等鮮明優(yōu)點(diǎn)，已成為目前測繪單位首選基礎(chǔ)控制測量方式。特別相對定位的精度基本上與待定點(diǎn)間構(gòu)成網(wǎng)形無關(guān)以及不需通視等，使得GPS測量具有很大的靈活性。
　　洛江區(qū)地處福建省東南沿海、泉州市區(qū)東北部，地理坐標(biāo)為東經(jīng)118°34′～118°43′，北緯24°55′～25°18′之間。西與南安市接壤，東與惠安相連，北面與仙游交界，南與豐澤區(qū)毗鄰，全區(qū)土地面積375km2，南北長42.8km，呈南北向長帶狀。地勢北高南低、東南面臨海。地貌類型有低山、丘陵、臺地、平原，主要以丘陵為主，由于長期流水對地面的切割，在馬甲、河市、羅溪形成部分河谷盆地。海拔在500m以上，占全區(qū)面積的12.69%，海拔在50～500m之間，占全區(qū)總面積的65.34%，呈帶狀分布向東南蜿蜒沒入泉州灣，海拔10～50m之間，占全區(qū)總面積的3.18%。
　　近年來，洛江區(qū)測繪保障服務(wù)能力不斷加強(qiáng)，已經(jīng)建設(shè)了C級GPS控制網(wǎng)和高分辨率的厘米級似大地水準(zhǔn)面，建成了覆蓋全區(qū)的農(nóng)村土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)庫。城區(qū)城鎮(zhèn)地籍調(diào)查、1：500地形測繪、新農(nóng)村建設(shè)用圖等一批重大測繪工程進(jìn)展順利。為滿足國土資源管理、優(yōu)化利用的需要，加快國土資源信息化建設(shè)，又統(tǒng)一建立了D級GPS控制網(wǎng)。
　　2控制網(wǎng)的布設(shè)
　　控制網(wǎng)的布設(shè)、GPS網(wǎng)點(diǎn)的選擇和埋石在整個(gè)網(wǎng)的布設(shè)中是關(guān)鍵的一步，也是非常重要的，不僅關(guān)系整個(gè)網(wǎng)的精度，也關(guān)系到控制網(wǎng)完成后的利用效率和產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益。
　　2.1控制網(wǎng)布設(shè)
　　將200個(gè)GPS點(diǎn)平均地設(shè)在375平方公里，為充分利用已知點(diǎn)資源，本次求洛江區(qū)GPS控制網(wǎng)建設(shè)盡量將原國家控制點(diǎn)包含在控制網(wǎng)中，全網(wǎng)共布設(shè)15個(gè)點(diǎn)，其中利用國家二等三角點(diǎn)8個(gè)，三等點(diǎn)2個(gè)，泉州市C級點(diǎn)10個(gè)。確保GPS點(diǎn)與點(diǎn)通視，以便點(diǎn)與點(diǎn)之間的通視。確保每個(gè)平差區(qū)內(nèi)有3個(gè)(含3個(gè))以上的約束點(diǎn)，并盡量均勻分布。選擇不同數(shù)量的點(diǎn)，按四等水準(zhǔn)的要求進(jìn)行水準(zhǔn)聯(lián)測，高程中誤差不大于±5cm。如果一級GPS點(diǎn)和旁邊的點(diǎn)不足150米那么應(yīng)該用圖布網(wǎng)。
　　
　　2.2GPS點(diǎn)位選取的原則
　　每幅村莊地籍圖上布設(shè)2個(gè)以上GPS控制點(diǎn)，洛江區(qū)2個(gè)街道、3個(gè)鎮(zhèn)和1個(gè)鄉(xiāng)城鎮(zhèn)緣增設(shè)的GPS點(diǎn)不少于12～30個(gè)。新增的五條公路的轉(zhuǎn)折點(diǎn)中心均布設(shè)GPS控制點(diǎn)。GPS控制網(wǎng)點(diǎn)位選擇涉及的因素很多，也比較靈活。為了使控制網(wǎng)更穩(wěn)定更長時(shí)間地存在，所選取的點(diǎn)需要結(jié)合實(shí)際地圖的比例，從而建立更準(zhǔn)確的控制網(wǎng)。此控制網(wǎng)還要便于安置和操作GPS接收機(jī)點(diǎn)位周圍開闊，交通方便，附近無大面積水域和大型建筑物及反射物，點(diǎn)位周圍仰角l0度以上應(yīng)無障礙物。既利于觀測，又利于其它測量手段擴(kuò)展和聯(lián)測，為了減少了許多路徑的干擾，選點(diǎn)不能選在離有高壓電或者大型電臺及微波強(qiáng)的地方。地基穩(wěn)定，易于控制點(diǎn)的保存。點(diǎn)位離大功率無線電發(fā)射臺、站400m上，離高壓輸電線200m以上。
　　2.3標(biāo)石埋設(shè)
　　標(biāo)石的埋設(shè)是為了更準(zhǔn)確地標(biāo)致先點(diǎn)的位置，標(biāo)石要高出地面，但是不應(yīng)該埋得太淺，在裸露出來的石面清楚標(biāo)明記號。所有利用的舊點(diǎn)皆為混凝土標(biāo)石，都可以利用，不需重新埋設(shè)。新點(diǎn)按照國家相應(yīng)等級要求埋設(shè)。利用舊點(diǎn)時(shí)，應(yīng)對舊點(diǎn)的穩(wěn)定性、完好性以及站標(biāo)的安全講行檢查。
　　2.4連接及分區(qū)
　　如何對測區(qū)進(jìn)行分區(qū)，主要是看儀器數(shù)量及其區(qū)的位置、天氣，同時(shí)看分區(qū)能接受的機(jī)數(shù)量。對測區(qū)分區(qū)應(yīng)該預(yù)定哪個(gè)是第一區(qū)，哪個(gè)是第二區(qū)，有順序地進(jìn)行。這樣一來可以更好地調(diào)配人力物力，加快觀測的速度，減少經(jīng)費(fèi)等。間都有連接點(diǎn)，連接點(diǎn)的主要作用是控制整個(gè)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和精度的傳遞。
　　3GPS數(shù)據(jù)觀測
　　3.1觀測模式的選擇
　　快速靜態(tài)定位模式是比較常用的觀測模式，這種模式應(yīng)該在精度的前提下考慮到節(jié)省時(shí)間所確定的。其做法即在分區(qū)中部選取兩個(gè)GPS點(diǎn)，在這兩個(gè)GPS點(diǎn)上安裝接收機(jī)對所有可見衛(wèi)星進(jìn)跟蹤，在測試時(shí)間內(nèi)要有四顆以上可見衛(wèi)星在觀測，并且不能隔斷。從觀測得到的流動點(diǎn)與流動點(diǎn)距離不大于20km，pdop數(shù)值變小，即更適合其點(diǎn)定位。
　　3.2儀器檢測
　　使用GPS接收機(jī)對測區(qū)進(jìn)行觀測，在觀測前應(yīng)該對儀器作短基線檢測，檢測方法可以在平坦的地面進(jìn)行，最好是水泥地，在地面上用鋼尺量出邊長3m的三角形，然后用3臺GPS接收，在60min時(shí)間內(nèi)觀測三角形三個(gè)角的GPS所接收到的數(shù)據(jù)。儀器經(jīng)福建省測繪儀器鑒定中心進(jìn)行鑒定，鑒定結(jié)果為合格。出測前，制定具體作業(yè)計(jì)劃，選擇作業(yè)路線，開機(jī)時(shí)間，用移動電話或?qū)χv機(jī)聯(lián)絡(luò)。觀測過程中，對儀器操作嚴(yán)格按要求進(jìn)行，架設(shè)天線好后，開機(jī)前和關(guān)機(jī)后量取儀器高。觀測時(shí)，GPS接收機(jī)各項(xiàng)性能要良好，檢測結(jié)果達(dá)到儀器的標(biāo)稱精度。記錄測站點(diǎn)名、測站點(diǎn)號、觀測時(shí)的年月日、時(shí)段號、接收機(jī)和天線號、天線高及點(diǎn)周圍障礙物等信息。
　　3.3GPS數(shù)據(jù)采集
　　(1)接收機(jī)種類：雙頻GPS。接收機(jī)數(shù)量：5臺。精度規(guī)格：±(5mm+1ppm×D)。觀測方式：同步。觀測目標(biāo)：衛(wèi)星6顆以上。每顆衛(wèi)星觀測時(shí)長：大于或者等于20min。觀測時(shí)間：白天。如果PDOP小于或者等于六時(shí)，衛(wèi)星大于或者等于150高度角時(shí)，間隔15s采用L1，L2雙頻采集。
　　（2）對天線的高度進(jìn)行兩次測量，前后兩次測量出來的差距不要大于3mm，然后在兩個(gè)測出來的數(shù)值里取中數(shù)。
　　（3）如果復(fù)設(shè)站占據(jù)全網(wǎng)的58％，高質(zhì)量采集應(yīng)均剔除量都小于10％。
　　3.4GPS外業(yè)數(shù)據(jù)處理及檢核
　　(1)數(shù)據(jù)處理
　　電腦處理軟件：Trimvec—plus。檢驗(yàn)：多基線批處理程序自動處理數(shù)據(jù)。對自動處理數(shù)據(jù)結(jié)果做方差比中誤差周跳數(shù)和測站數(shù)據(jù)剔除率等。
　　(2)外業(yè)觀測
　　在進(jìn)行質(zhì)量檢核的同時(shí)也進(jìn)行環(huán)檢驗(yàn)，接收機(jī)5臺，同步觀測，每時(shí)段16個(gè)同步環(huán)，統(tǒng)計(jì)基線向量，環(huán)線坐標(biāo)增量閉合差：△X=—0.007m，△Y=0.008m，△Z=0.007m；小于1/2，限差1/3內(nèi)，精度小于0.9ppm。
　　獨(dú)立多邊異步環(huán)檢每條邊不低于一次，71個(gè)，環(huán)線坐標(biāo)增量閉合差：△X=+0.027m，△Y=+0.025m，△Z=+0.028m；小于1/2，精度小于4.0ppm。
　　對邊重查：7條。時(shí)長：2小時(shí)。最大互差0.021m，最小互差0.01m，最低精度1／9.4萬(10.64ppm)。
　　4GPS網(wǎng)形分析及精度分析
　　4.1觀測成果計(jì)算
　　選出4條在同步環(huán)中的獨(dú)立基線向量作為異步環(huán)，6條為平差網(wǎng)，基線GPS內(nèi)部精度是GPS最小約束平差，在平差后，邊長精度最低1／38.5萬(2.60PPm)(邊長為1.13km)，最高1／317萬(0.32PPm)，平均1／141萬(0.771PPm)。可見，GPS網(wǎng)內(nèi)精度好。
　　(2)GPS網(wǎng)中二維約束平差
　　1)基準(zhǔn)：WGS-84坐標(biāo)系。協(xié)方差陣從GPS三維基線向量換成高斯平面坐標(biāo)系中的二維基線向量，得出二維平差陣。
　　2)GPS網(wǎng)約束平差。用比例因子放大一倍進(jìn)行協(xié)調(diào)GPS網(wǎng)和地面網(wǎng)做權(quán)比關(guān)系，在計(jì)算出二維平差后，可見GPS點(diǎn)位中誤差1.18cm，基線相對精度1／20.3萬(4.9PPm)。
　　4.2影響高程擬合精度的因素
　　GPS網(wǎng)形結(jié)構(gòu)影響高程似合精度，某點(diǎn)的參考橢球體面與似大地水準(zhǔn)面間的差距等于大地高減去某點(diǎn)的高。經(jīng)過計(jì)算得出4.0cm為GPS高程擬合成果外符合精度，10.5cm為內(nèi)符合精度，從而可能GPS高程擬合成果精度好。
　　5結(jié)語
　　泉州市洛江區(qū)D級控制網(wǎng)建設(shè)中采用的技術(shù)方法和技術(shù)過程，克服了地形復(fù)雜、通視度低、起算數(shù)據(jù)復(fù)雜，基線解算量大等困難，平差計(jì)算資料正確，各項(xiàng)不符值均在限差以內(nèi)，建立的控制網(wǎng)符合相應(yīng)規(guī)范要求。
　　5.1點(diǎn)位的選擇
　　點(diǎn)位的選擇對于保證觀測工作的順利進(jìn)行和可靠地保證測量成果精度具有重要意義。觀測站(即接收天線安置點(diǎn))應(yīng)遠(yuǎn)離大功率的無線電發(fā)射臺和高壓輸電線，以避免其周圍磁場對GPS衛(wèi)星信號的干擾。接收機(jī)天線與其距離一般不得小于200m；觀測站附近不應(yīng)有大面積的水域或?qū)﹄姶挪ǚ瓷?或吸收)強(qiáng)烈的物體，以減弱多路徑效應(yīng)的影響；觀測站應(yīng)設(shè)在易于安置接收設(shè)備的地方，且視野開闊。
　　5.2精度分析
　　1)在保證外業(yè)精度的情況下還要考慮GPS網(wǎng)的構(gòu)網(wǎng)質(zhì)量才能使GPS定位測量更高精度。合理的全網(wǎng)效率指標(biāo)和高技術(shù)的觀測方案是提高可靠、效率的必要性，認(rèn)清GPS網(wǎng)的精度和可靠性即是網(wǎng)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。
　　2)正確判別和已知高級控制點(diǎn)兼容。
　　3)在測量時(shí)間上應(yīng)該有足夠的時(shí)間，40分鐘以上，如果在測量過程中捕捉衛(wèi)星數(shù)很少，應(yīng)該將測量時(shí)間延長。
　　通過該D級GPS控制網(wǎng)的布設(shè)與實(shí)施的實(shí)踐，為丘陵山區(qū)布設(shè)施工控制網(wǎng)提供了很好的范例。
　　
　　
　　參考文獻(xiàn)：
　　[1]李勇軍,左娟.超快精密星歷對GPS精密單點(diǎn)定位的影響與分析[J].測繪標(biāo)準(zhǔn)化,2010,(01):29-31
　　[2]杜玉祥.精密單點(diǎn)定位精度分析[J].礦山測量,2010,(01):27-29
　　[3]王進(jìn)松.GPS數(shù)字化測圖技術(shù)在城市測量中的發(fā)展與應(yīng)用[J].消費(fèi)導(dǎo)刊,2010,(02):212-213
　　[4]江海.GPS技術(shù)在城市災(zāi)害應(yīng)急救援中的應(yīng)用初探[J].福建電腦,2010,(01):26-27
　　[5]朱仁超.城市GPS控制網(wǎng)建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)研究[J].科技資訊,2010,(05):54
　　
　　搜論文知識網(wǎng)致力于為需要刊登論文的人士提供相關(guān)服務(wù),提供迅速快捷的論文發(fā)表、寫作指導(dǎo)等服務(wù)。具體發(fā)表流程為：客戶咨詢→確定合作，客戶支付定金→文章發(fā)送并發(fā)表→客戶接收錄用通知，支付余款→雜志出版并寄送客戶→客戶確認(rèn)收到。鳴網(wǎng)系學(xué)術(shù)網(wǎng)站，對所投稿件無稿酬支付，謝絕非學(xué)術(shù)類稿件的投遞！