GPS控制網的建立與質量控制

高飛飛

摘 要：進入到新世紀以來，隨著我國市場經濟水平的迅速提升，我國城市現代化的進程不斷加快，而要想滿足我國城市規劃設計工作中更高的需求，那么其中一項很重要的工作就是建立一個高質量的三維大地控制網。與傳統的布網方法相比，GPS控制網就不再受到施工方法、地理條件以及工期效益等因素的影響，并且這種方法還能夠充分的保證所獲得的數據質量、精度以及可靠性，其對于節省工程成本以及實現對工程項目的科學化管理也是有著非常重要的意義。文章便對GPS控制網的建立工作以及GPS控制網的質量控制工作兩個方面的內容進行了詳細的分析和探析，從而詳細的論述了城市規劃工作中GPS控制網的設計、建立和質量控制工作。

關鍵詞：GPS控制網；設計；質量控制

1 GPS控制網的建立工作

1.1 GPS控制網的設計工作

一般情況下，GPS控制網都是由兩部分組成的，即GPS基線向量和網點，我們建立GPS控制網的最主要目的就是要準確的得到在某一個參照體系下的網點坐標。所以，在我們設計GPS控制網的過程中，我們應充分的研究《全球定位系統測量規范》中的相關規定和要求，考慮到觀測、網形、基準以及處理設計等多方面因素對設計工作的影響，在結合用戶對控制網的精度要求、可靠性要求以及總目的和總成本等要求，確定最后的設計方案，另外，GPS控制網系統之間的關聯性也是設計時必須考慮的。

1.2 GPS控制網的布網方案

在我國所頒布的《全球定位系統原理及其應用》的文件中是這樣規定的，是由點和邊共同形成的GPS控制網的組網單元，一般情況下，GPS控制網的連接方式主要有三種：第一種為點連接的方式，也就是通過1個公共點就將相鄰的同步圖形連接起來了，這種方式的最大優點就是圖形擴展速度快，并且工作效率高；第二種為邊連接的方式，也就是通過1條邊將相鄰的同步圖形連接起來的方式，其所獲得的圖形的強度更高，同時工作效率也較高；第三種則為網連接的方式，就是指通過3個或是3個以上的公共點將相鄰的同步圖形連接起來的方式，其工作效率不高，但獲取的圖形強度是最高的。

1.3 GPS控制網的數據處理

（1）觀測數據的預處理。在GPS接收機采集完成所有外業數據后，在室內就會對這些數據進行分析和處理工作，最終就形成了基線解算數據文件。而對這些數據的預處理工作還會采用數據可利用率、GPS接收機鐘漂的數據以及GPS外業統計檢查程序來觀測衛星的總數等內容，只有在驗收數據的質量過關后才可以開始下一步的工序；（2）基線解算。這部分內容就是指同時利用多個觀測站觀測到的數據，從而獲得它們之間的坐標差。一般情況下，我們都要采用相應的基線解算軟件，根據其數學模型的不同，其主要分為整體解、單基線解和多基線解三類；根據其模糊度確定情況的不同，又可分為GPS控制平差固定解和浮動解兩類；根據觀測值類型的區別，可分為L1解、L2解、窄巷解、寬巷解和無電離層影響解五類。所以，我們在選擇基線解的類型時，應根據工程技術的具體要求來確定。在對基線進行質量檢查時，則應采用GPS數據處理軟件進行基線的異步環和同步環的重復性檢查；（3）GPS控制網平差處理。這項工作主要是指利用閉合并且獨立的基線向量和起算數據來確定點的坐標的過程。為防止GPS控制網產生不必要的變形，建議引入全部的GPS觀測值。進行完無約束的平差后，引入的觀測值就成為了GPS的觀測值，而GPS控制網可能還會因非觀測量而引起變形，那么仍需要對其進行精度校核。

2 GPS控制網的質量控制工作

2.1 衡量GPS控制網質量的指標

通常情況下，影響GPS控制網質量的主要有精度和可靠性這兩大指標，所謂的精度指標就是指基線向量的重復性、基線向量改正數的大小、符合性的大小、點位中誤差的大小、閉合差的大小以及相鄰點距離誤差的大小等內容；而我們在判斷可靠性指標時，則是要通過可以探測到的觀測值中的殘余粗差以及粗差的大小對實際結果的影響情況來判斷的，舉例來說，高等級的網點和控制網聯測的個數、觀測時能接收到的有效衛星的個數以及各等級控制網閉合獨立環的邊數的相關規定都是屬于可靠性這一指標的。

2.2 GPS控制網質量的影響因素

我們在研究GPS控制的質量控制工作時，我們認為影響其質量的主要有以下五個方面的因素：第一，起算數據的數量、質量、分布以及它們與GPS控制網之間的關系，而通常這些因素都是由外業觀測調度以及GPS控制網的設計質量所決定的；第二，觀測值的精度指標，而通常決定觀測值精度的主要有基線處理方法和觀測方法兩大內容所決定；第三，數學模型的完備性，我們在工作過程中所使用的數據處理軟件直接決定了數學模型的完備情況；第四，GPS控制網的結構，GPS控制網的內觀測調度值對對結構是有著重要的影響的；第五，外業工作人員的工作積極性，這方面的內容主要取決于他們的整體素質，整體素質高，自然工作的態度就好，工作的積極性也高。

2.3 保證GPS控制網質量的措施

（1）要想保證GPS控制網的質量，那么我們首先就必須保證其觀測精度這一指標，應認真的分析觀測要求，同時做好觀測設計工作，從而保證GPS控制網觀測值的精度。（2）對觀測數據進行處理時，應盡可能的采用更為先進、并且處理能力更強的軟件，比如說在高精度的測量工作中，星歷類型應采用精密星歷，而氣象數據則應盡可能的選用實測數據。面對各類的系統偏差時，我們應有效的調整各類參數的設置，從而保證GPS控制網的整體質量。（3）GPS控制網的結構應足夠的堅固。對于那些伸展距離較遠并且覆蓋面積較大的GPS控制網來說，其結構應是有骨架來決定的，距離較近的點可以之間觀測，同時應保證復測點和復測邊數據的準確性，不應有太多的最簡異步環的邊數，當對結構有著很高的要求時，可以適當的增設基線；（4）保證起算數據的數量和質量。如果起算數據的質量并不高，那么起算數據點的數量就應受到限制，并且不同的數據處理方法，其限制的具體數量也是不同的；而當起算數據的質量較高時，那么起算數據點的數量就可以不受限制；（5）數據模型與實際的情況應保持一致，并且還應保證其完備性。在建立數學模型時，一定不能遺漏相關的重要影響因素，同時還應能真實的反映出觀測值誤差和觀測值質量的相關性，從而保證其處理誤差和探測誤差的能力。

2.4 完善GPS控制網質量的措施

在處理所觀測到的數據過程中，建議采用更為先進、精度更高并且性能更加優異的定位軟件或是商用軟件，并且處理數據時，要想有效的截除不良數據并且刪除衛星的數量，那么就應選擇剔除劣質觀測值的處理方法。處理周跳時應采用參數法和修復法，為了盡可能的提高基線的質量，應引入IGS精密星歷處理技術，同時借助于參數法和模型改正法來完善對流層。

3 結束語

通過以上的論述，我們對GPS控制網的建立工作以及GPS控制網的質量控制工作兩個方面的內容進行了詳細的分析和探討。與傳統類型的布網方法相比，GPS控制網顯然有著更明顯的優勢，其所觀測到的數據精度更高、質量更好并且也更具可靠性和穩定性，但是在實際的工作中，我們仍應高度的重視GPS控制網的設計和建設工作，掌握衡量GPS控制網質量的指標以及影響GPS控制網質量的因素，從而制定出科學合理的并且極具針對性的保證和完善GPS控制網質量的對策和方法，做好GPS控制網的質量控制工作，也保證了這項技術能夠更好的為社會的建設、規劃和發展服務。

參考文獻

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