淺談城市測量中GPS技術的應用

張志輝

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

關鍵詞：數據采集；基線解算；約束平差

1 遵循的技術標準

1.1 對GPS網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的劃分，主要是更好地根據規范來控制測繪精度。以便讓GPS控制網能夠更好的、更高精準的為后續測量服務。城市不同等級控制測量網點間距規范里有著相應的規定和劃分主要參照的是《全球定位系統（GPS）測量規范》和《全球定位系統城市測量技術規程》，如下表所示。

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

表2 城市各級GPS控制網最弱邊相對中誤差

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2 對控制網技術設計書進行編寫

對測區范圍的測量資料根據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。編寫設計書時一定要注意根據控制網的精度要求技術來寫，其主要內容包括：

①任務來源。②測區概況。③工程概況。④技術依據。⑤施測方案。⑥作業要求。⑦觀測質量控制。⑧數據處理方案。

單位總工程師審批合格后，技術設計書方可生效，并依照設計書的內容、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

外業時首先要進行選點埋石，選點應按照設計書要求進行，點位應該遠離大功率無線電發射源、有穩定堅實的基礎、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視圖。

3.2 對控制網利用GPS接收機進行外業觀測

GPS控制網外業觀測時，野外作業人員在靜態觀測過程中，應嚴格按照規范的技術要求來執行。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衛星星座配置有24 顆在軌衛星，根據GPS定位原理，至少需要接收到4顆衛星的信號才能定位。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定位的實質就是根據高速運動的衛星瞬間位置作為已知數據，采用空間距離前方交會的方法，確定待定點的空間位置。

4 內業數據處理

GPS數據處理基本流程：數據采集 →數據傳輸 →預處理→ 基線解算→ GPS網平差。

4.1 數據采集

GPS數據采集需要至少3臺以上接收機聯測實施，定位時間至少40分鐘。

4.2 數據傳輸

利用GPS專用傳輸軟件進行數據傳輸。

4.3 數據預處理

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控制網進行平差計算

我們完全可以采用專業配備的商用軟件對各級GPS控制網進行平差計算。首先，對控制網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

技術設計書的要求對GPS處理完成后的內業數據進行成果整理。成果整理包括技術總結、點之記、平差計算手簿、GPS構網圖、成果表等相關資料，進行整理成冊并報請質量監督檢查部門進行產品檢查驗收。驗收合格后，方可交付成果，并存檔。

6 結論

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

參考文獻：

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

[2]中華人民共和國行業標準《全球定位系統城市測量技術規范》CJJ 73-97.

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