GPS工程控制網的布設及數據處理有關問題的探討

文偉

【摘要】GPS工程控制網目前已經廣泛的應用于土地的測繪以及地形的測量中，取得了較好的成果。但是在具體布設過程中，仍然存在布設以及數據的處理問題，影響工程控制網的精度。本文主要分析GPS工程控制網的布設以及數據處理問題的分析，主要對系統點位的選擇、控制點分布以及基線長度對精度的影響分析以及坐標系統的轉換設計進行分析，通過實例進行驗證，確定了GPS工程控制網的布設方法以及數據處理方法，以期為工程控制網的設計提供理論依據。

【關鍵詞】GPS工程控制網；數據處理；基線

前言

GPS測量具有較高的精度和效率，在測繪過程中，對于大范圍以及高精度的控制網，通常是通過GPS局域網來進行測量，目前，GPS工程控制網已經運用于地形、地籍以及房產測量等多個項目。但是在實際布設過程中，由于布設不合理以及數據處理不當等問題，對控制網的精度產生了較大的影響。因此，對GPS工程控制網的布設及數據處理有關問題進行分析，可以完善系統的設計，推動GPS工程控制網的發(fā)展，提升其應用效率。

1、點位的選擇

在GPS工程控制網的布設中，其與普通控制網的需求相對一致，但是存在一定技術上的差別，在工程控制網的布設中，范圍相對較小，因而在點位的選擇中，機動性的選擇相對較小，但是對其需求與控制網的原理基本相同，在埋石時，通常對點位的精度需求較低，可以采用靈活的方式進行處理，同時，在測量范圍相對較小時，對GPS的測量影響相對較小，可以通過靈活的布設方式來完成控制網的設計。

在工程控制網的布設中，主要分為三種類型，第一種為點位集中在一塊區(qū)域第二種為點位集中在幾塊區(qū)域；第三種為點位呈現線狀分布狀態(tài)。在測量范圍較大時，通常需要保證控制網的整體精度，以此來提升工程控制網的測量效果，需要將其構成相應的圖形，通過控制點來進行計算，在布設不均勻時，點之間的距離差異較大，需要對數據進行測量和處理，以此來提升工程控制網的精度。在布設中，需要構建一級骨架，通過一級網絡來構建二級控制網絡，通過諸多的點群來進行計算，可以明確控制網的精度，但是在布設過程中，需要對圖形的結構進行考慮，其主要是由于大型網絡的工程布設選點是通過逐步進行，缺乏對圖形的考慮，因此，在布設的過程中，需要合理的控制選點的布設條件，以便可以最大程度的保障控制網絡的精度。

2、控制點分布以及基線長度對精度的影響研究

通常，工程控制網大都需要高等級控制點進行控制，同時，為控制點還需為工程控制網提供起算坐標，而不同已知點選擇方案因已知點本身分布的不同，最后平差計算的精度也具有一定差異。在布置過程中，應將已知點較均勻地設置在測區(qū)或是測區(qū)周圍，從而避免已知點解算控制網點的過程中控制網產生扭曲，并確保控制網點精度的提高。需要說明的是，在對GPS控制網進行布設的過程中，對于一個工程網的已知點，應以3-4個高等級控制點為主，且所選的高等級控制點應盡可能被布置在控制網周圍并形成一等邊三角形，由此來確保全部控制網點精度的一致性。在選擇已知點的過程中，應盡量避免直線狀，相應的點間距離應超過GPS工程網中點與點間的最大距離，而當整個控制網中已知點的個數為0時，在做自由網平差過程中，固定點的選擇應以整個GPS工程網的中心或質心最為適宜。

基線長度對控制點精度的影響主要表現為，基線長度越長，對點位精度的影響越大，而當邊長超出40km，控制點的誤差呈現出顯著上升的變化趨勢，且在高程方向上，這一趨勢更為明顯。正因如此，在對GPS工程網進行布設時，若利用廣播星歷或是隨機處理軟件難以對工程網電離層影響予以修正時，工程網基線長度應控制在40km以內。

3、坐標系統的轉換設計

在實際工程測量過程中，為保持和原有資料的一致性，需要給出當地具體的坐標系統。在借助GPS測量方法對工程控制網進行布設時，獲取的坐標系統為WGS-84坐標系，這便需要將此坐標系轉換為地方坐標。在布網過程中，需要將部分網點同部分具有地方坐標的點位重合，重合點至少為3個，坐標系統的轉換則需要根據所測地區(qū)范圍的大小與相應的精度要求予以確定。工程網數據的處理大都以GPS接收機的隨機處理軟件為主，利用此類軟件在對野外觀測數據進行預處理后，可為用戶提供三組不同意義的原始觀測量處理結果，分別為兩點的空間大地坐標、基線的三維分量以及基線矢量和定向。需要說明的是，三組結果雖然在表現形式方面各不相同，但三組結果彼此間是相互等價的，且三組結果間存在著較為嚴格的數學關系，故只需利用其中一組結果，便能夠獲得其他兩組結果。因此，在實際的網平差當中，應根據實際需求選取相應結果?？紤]到我國景點大地測量控制網是自東而西逐步推進的，對于統一地區(qū)而言，點位的等級不同，所對應的測量時間也具有較大差異，故在坐標轉換過程中，已知的是大地控制點，故應選擇相同等級點以確保求得的轉換參數滿足控制網的布設需求。

4、實例分析

通過圖4-1的分析中可以看出，在控制網中，主要分為兩個部分，兩個部分的距離達到160多公里，AX與28控制點的距離為10公里，163點距離落區(qū)90公里，同時在落區(qū)的設計中，相鄰點的距離通常在15公里之間，在測量過程中，將測繪區(qū)域分為三個部分，每個區(qū)域分為三個時段進行采集，衛(wèi)星的高度角設置為10°。

5、結語

本文通過對GPS工程控制網布設的點位進行選擇，在對控制點的分布與基線長度對布設精度的影響進行分析的基礎上，對坐標系統的轉換設計方法進行說明，并結合具體工程實例，對GPS工程控制網的布設情況和控制點的精度做出了系統探究。研究結果表明，因GPS工程控制網設計過程中，對網的精度、范圍的要求不盡相同，故應進一步提高對已知點選擇、點的布設和基線長度選取的科學性，為坐標轉換和工程控制網的高精度設計提供可靠保障。

參考文獻：

[1]康英平.花土溝昆北地區(qū)GPS工程控制網的布設和數據分析[J].測繪與空間地理信息，2011（06）：182-183.