靜態GPS在綏中控制網中的應用

摘要：GPS的到來本文以綏中GPS控制網為例，探討了靜態GPS平面控制網改造過程中控制點的選擇及精度分析。

關鍵詞：GPS 平面控制網 高程擬合 精度評定

中圖分類號：P228.4文獻標識碼：A文章編號：1674-098X（2012）08（c）-0140-01

GPS定位技術以其高精度、全天候、無需兩點通視、操作簡便等優點被廣泛應用于控制網測量中，可以說GPS定位技術已完全取代了用常規儀器建立的大地控制網，正為國民經濟建設發揮重要的作用。

1 靜態GPS定位原理

靜態定位：根據參考點不同，一般分為絕對定位、相對定位兩種，絕對定位是以衛星與觀測站之間距離觀測為基礎，根據已知衛星瞬時的坐標來確定測站位置，由于絕對定位沒有同步觀測數據可以比較，大氣遮光，衛星鐘差等誤差等沒有通過同步觀測線性組合加以消除或減少，因此絕對定位精度目前只能達到厘米級。相對定位就是將多臺接收機分別放置在不同觀測站上，保持各個觀測站位置不動，同步觀測相同GPS衛星，以確定WGS-84坐標系中相對位置或基線向量的方法。由于進行了同步觀測，利用不同性質組合進行相對定位，衛星軌道誤差、衛星種差、接收機誤差、電離層折射誤差、對流折射誤差，能有效的消除或減弱誤差，從而提高定位精度。靜態相對定位是一種以載波相位觀測量作為基本觀測量進行定位的。

2 實測方案

以綏中濱海經濟區600km2GPS-D控制網為例。使用設備為美國ASHTECH生產的單頻靜態接收機8臺，精度為5+1PPm。測區概況：測區西邊與河北接壤，東邊綏中縣城、南邊為海邊、北邊至102線，其中西邊山高陡峻。在這種情況下給布設控制網帶來了很大困難。控制網形狀采用邊點式混合連接，與國家各級控制點重合14個，新埋設控制點48個，控制網高程采用四等水準聯測，其平地控制網四等水準間隔不超過兩條邊。其余點采用高程擬合方法求得。此次控制網按照《城市測量規范》及《GPS測量規范要求》共觀測62點，其中聯測三角點10個，水準點4個，共觀測188條基線，其中有45條重合基線，最大邊長為6.8km，最短邊長為2.2km，平均邊長4.3km，被觀測衛星的地平高度角應大于15°。PDOP值小于2.5，數據采樣間隔為10s。同步觀測時間視被觀測對象的不同應大于60min，有效觀測衛星數≥4，觀測模式采用靜態相對定位模式。附近不應有強烈干擾接收衛星信號的物體。平差結算軟件為美國阿斯太克公司隨機配置的selos軟件，要求觀測的基線置信度為95%～100%。

3 GPS控制網數據處理

3.1 GPS網在WGS-84坐標系下的無約束平差

基線解算合格后，對所有獨立基線組成的閉合圖形，以三維基線向量及相應方差協方差陣作為起算數據，進行GPS網的無約束平差。無約束平差提供各控制點在WGS-84坐標系下的坐標，各基線向量三個坐標觀測值的總改正數，基線邊長和邊長精度信息。（表1，2）

上述數據滿足規范規定。

約束網平差：自由網合格后進行約束網平差，經過篩選用了6個分布均勻控制點進行約束網平差，最終匯總得出：（表3）

點位最大為3cm。

3.2 高程控制

高程擬合采用GPS網中聯測了水準點的高程平差值作為高程已知點進行平差擬合，取得較好精度GPS點的高程。精度評定：根據平差結果的統計及專家驗收，本項目獲得了省里獎項。因此利用靜態GPS觀測控制網，其精度完全可以達到規范規定。（表4）

點位中誤差±14.0mm

4 結語

由于靜態GPS觀測不受人為因素的影響，也不受環境和距離的限制，最大程度上減少了累計誤差。尤其是在地形條件復雜的地區更具優勢，實踐證明只要按照GPS規范規定去做，采用靜態GPS技術布測的控制網的精度是可靠的。

參考文獻

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