GPS控制網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計

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1、GPS控制網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計【摘　要】　討論GPS控制網(wǎng)技術(shù)設(shè)計的一般原則和圖形設(shè)計，結(jié)論認(rèn)為：傳統(tǒng)的控制測量方法將被GPS技術(shù)所取代?！娟P(guān)鍵詞】　GPS控制網(wǎng)技術(shù)設(shè)計原則圖形設(shè)計　　1引言　　GPS是英文NavigationSatelliteTimingandRanging/GlobalPositioningSystem的字頭縮寫詞NAVSTAR/GPS的簡稱。它的含義是：利用導(dǎo)航衛(wèi)星進(jìn)行測時和測距，以構(gòu)成全球定位系統(tǒng)。GPS具有全能性、全球性、全天候、連續(xù)性和實時性的精密三維導(dǎo)航與定位功能，而且具有良好的抗干擾性和保密性。因此，GPS技術(shù)在大地測量、工程測量、航空攝影測量、海洋測量、城市測量等

2、測繪領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，本文根據(jù)多年的實踐經(jīng)驗介紹GPS控制網(wǎng)在工程測量中的布設(shè)方法，以供大家參考。　　2技術(shù)設(shè)計的一般原則　　建立城市或其它局部性GPS控制網(wǎng)是一項重要的基礎(chǔ)性工作，而技術(shù)設(shè)計則是建立GPS網(wǎng)的第一步，是保證GPS網(wǎng)能夠滿足經(jīng)濟建設(shè)需要，并保證GPS成果質(zhì)量可靠的關(guān)鍵性工作。因此，必須科學(xué)地、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)刈骱眠@一工作。GPS網(wǎng)設(shè)計設(shè)計的一般原則包括以下幾個方面?！　?.1充分考慮建立GPS控制網(wǎng)的應(yīng)用范圍　　對于工程建設(shè)的GPS網(wǎng)，應(yīng)該既考慮勘測設(shè)計階段的需要，又要考慮施工放樣等階段的需要。對于城市GPS控制，既要考慮近期建設(shè)和規(guī)劃的需要；又要考慮遠(yuǎn)期發(fā)展的需要；還可以根據(jù)具體

3、情況擴展GPS控制網(wǎng)的功能，充分發(fā)揮GPS網(wǎng)和測繪工作在城市建設(shè)中的作用?！　?.2采用分級布網(wǎng)的方案　　適當(dāng)?shù)胤旨壊荚O(shè)GPS網(wǎng)，有利于根據(jù)測區(qū)的近期需要和遠(yuǎn)期發(fā)展分階段布設(shè)，而且可以使全網(wǎng)的結(jié)構(gòu)呈長短邊相結(jié)合的形式。與全網(wǎng)均由短邊構(gòu)成的全面網(wǎng)相比，可以減少網(wǎng)的邊緣處誤差的積累，也便于GPS網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理和成果檢核分階段進(jìn)行。分級布網(wǎng)是建立常規(guī)測量控制網(wǎng)的基本方法，因為GPS測量有許多優(yōu)越性，所以并不要求GPS網(wǎng)按常規(guī)控制網(wǎng)分很多等級布設(shè)。例如，大城市的GPS控制網(wǎng)可以為三級：首級網(wǎng)中相鄰點的平均距離大于5km；次級網(wǎng)中相鄰點平均距離為1~5km；三級網(wǎng)相鄰點平均距離可小于1km，且可采用GP

4、S與全站儀相結(jié)合的方法布設(shè)。對于小城市，分兩級布設(shè)GPS網(wǎng)即可?！　樘岣逩PS網(wǎng)的可靠性，各級GPS網(wǎng)必須布設(shè)成由獨立的GPS基線向量邊（或簡稱為GPS邊）構(gòu)成的閉合圖形網(wǎng)，閉合圖形可以是三邊形、四邊形或多邊形，也可以包含一些附和路線，GPS網(wǎng)中不允許存在支線?！　?.3GPS測量的精度標(biāo)準(zhǔn)　　GPS測量的精度標(biāo)準(zhǔn)通常用網(wǎng)中相鄰點之間的距離中誤差表示，其形式為：　　　　式中：σ——距離中誤差（mm）；　　　　　a——固定誤差（mm）；　　　　　b——比例誤差系數(shù)（ppm）；　　　　　d——相鄰點的距離（km）?！　?001年實施的“全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范”將GPS的測量精度分為AA

5、~E六級（見表1）。其中AA、A、B三級是國家GPS控制網(wǎng)，C級主要用于大、中城市及工程測量的基本控制網(wǎng)，D、E級主要用于中、小城市、城鎮(zhèn)及測圖、勘測、建筑施工等控制測量。?項目AAABCDE固定誤差a（mm）≤3≤5≤8≤10≤10≤10比例誤差系數(shù)b（ppm）≤0.01≤0.1≤1≤5≤10≤20相鄰點最小距離（km）30010023421相鄰點最大距離（km）300090021036208相鄰點平均距離（km）10003007010~155~100.2~5?表1　　在GPS網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計中，應(yīng)根據(jù)測區(qū)大小，GPS網(wǎng)的用途，來設(shè)計網(wǎng)的等級和精度標(biāo)準(zhǔn)?！　?.4坐標(biāo)系統(tǒng)與起算數(shù)據(jù)　　GPS測

6、量得到的是GPS基線向量，是屬于WGS84坐標(biāo)系的三維坐標(biāo)差，而我們需要得到的是屬于國家坐標(biāo)系或地方獨立坐標(biāo)系的坐標(biāo)。為此，在GPS網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計中，必須說明GPS網(wǎng)的成果所采用的坐標(biāo)系統(tǒng)和起算數(shù)據(jù)，也就是說明GPS網(wǎng)所采用的基準(zhǔn)?！　PS網(wǎng)的基準(zhǔn)與常規(guī)控制網(wǎng)的基準(zhǔn)類似，包括位置基準(zhǔn)、方位基準(zhǔn)和尺度基準(zhǔn)?！　‘?dāng)測區(qū)有舊的地面控制點成果時，應(yīng)既考慮充分利用舊資料，又要使新建的高精度GPS控制網(wǎng)不受舊資料精度較低的影響。為此，應(yīng)將新的GPS網(wǎng)與舊控制點進(jìn)行聯(lián)測，聯(lián)測點一般不應(yīng)少于2個。　　GPS網(wǎng)的坐標(biāo)系統(tǒng)應(yīng)盡量與測區(qū)過去采用的坐標(biāo)系統(tǒng)一致，如果采用的是地方獨立坐標(biāo)系，一般應(yīng)該了解以下幾個參數(shù)：

7、　　a.所采用的參考橢球體，一般是以國家坐標(biāo)系的參考橢球為基礎(chǔ)；　　b.坐標(biāo)系的中央子午線的精度值；　　c.縱、橫坐標(biāo)的加常數(shù)；　　d.坐標(biāo)系的投影面高程及測區(qū)平均高程異常值；　　e.起算點的坐標(biāo)。　　GPS網(wǎng)的位置基準(zhǔn)，通常都是由給定的起算點坐標(biāo)確定。方位基準(zhǔn)可以通過給定起算方位角值確定，也可以由GPS基線向量的方位作為方位基準(zhǔn)，尺度基準(zhǔn)可以由地面的電磁波測距邊確定，或由兩個以上的起算點之間的距離確定，也可