論GPS大地控制網建設技術

測繪工程中所采用的GPS定位系統具有高精度、全天候、高效率、多功能、操作簡便、應用廣泛、且不受地理條件限制等特點，極大的簡化了工程建設項目中的測繪工作程序。在采用了GPS大地控制網開展建設工作后，便可促使相應的觀測人員能夠突破時間與空間的局限性，快速的獲取各控制點的數據信息，并進一步采取分析整合處理數據成果。

1 GPS數據采集原理

GPS大地控制網的建設是由多個GPS測量站點所共同構成的，在測量作業區域范圍內布設GPS測量站點，建立了工程測量坐標參考系統。該系統站點是依據測量預設數值開展樣本測量采集工作，最終將所測得的數據信息利用系統通信功能傳輸至信息平臺上，針對性的采樣并開展數據信息分析工作。此種測量結果的分析過程具有動態變化性特征，可依據實際所測取到的數據信息對有關的測量質量加以分析處理，并由此來獲取GPS工程測量參考網絡的誤差糾正模型，利用GPS大地控制網來對數據信息進行更正完善，達到更高精度。

2 GPS大地控制網建設指標控制

2.1 準備工作

具體如下：①對測區情況進行實地了解，如點位情況、測區內經濟發展狀況、民區民俗、交通狀況、測量人員生活安排等；②預報衛星狀況，即利用衛星歷書，對觀測期間所處區域的衛星狀況（各時段所能觀測的衛星數、衛星幾何條件）進行預報，同時對周圍有較多障礙物的測站進行GPS觀測影響評估。

2.2 構網

2.2.1 選點

為可以連續性跟蹤觀測衛星，確保衛星信號的質量，測站上空應該盡量開闊，在10～15度高度角以上障礙物不允許成片的出現；為確保GPS衛星信號少受各種電磁波的干擾，強電磁波不允許出現在測站周圍200米范圍以內，如高壓輸電線和功率較大的無線電發射設備；為便宜今后觀測和使用方便，測站位置的選取已經具備易于保存、交通便利的條件。

2.2.2 布網

（1）GPS基線向量網的精度指標。GPS網的等級需要根據國家規范、行業測量規范及工作任務要求確定。GPS網精度指標通常是以網中相鄰點之間的距離誤差來表示的。

式中：δ為相鄰點間的距離中誤差（mm）；a為固定誤差；b為比例誤差（mm）；D為相鄰點距離（km）。

表1

注：A級：區域或國家框架網、區域動力學網；B級：地方框架網或國家大地控制網；C級：地方控制網與工程控制網；D級：工程控制網；E級：測圖網（詳見表1所示）。

（2）GPS基線向量網的布網形式。GPS基線向量網的布網形式多種多樣，主要有跟蹤站式、會站式、多基準站式、同步圖形擴展式（點連式、邊連式、網連式、混連式）和單基準站式，每種形式各有優缺點，具體在選用時應該結合各方面的因素進行綜合考慮（詳見圖1所示）。

圖1

（3）布設GPS基線向量網時的設計指標。GPS網在布設時，除了需要嚴格按照一定的設計原則之外，還應將一些定量指標結合起來強化對工作的指導，如效率指標、可靠性指標和精度指標。①在布設GPS網時，在點數、接收機數和平均重復設站次數確定后，則完成該網測設所需理論最少觀測期數就可以確定，理論最少觀測期數與設計的觀測期數的比值即為效率指標（e）。

其中：Smin為理論最少觀測期數；Sd為設計觀測期數；R為平均重復設站次數；M為接受機數；N為GPS網的點數；②GPS控制網的可靠性可分為內可靠性和外可靠性，可靠性指標可以用整網的多余獨立基線數Ir與總的獨立基線數It的比值衡量，即可靠性指標ξ=Ir/It；③當GPS網布網方式和觀測作業方式確定后，GPS網的圖形就確定了。根據已確定的GPS網圖形，就可得到GPS網的設計矩陣B，從而得到協因數陣Q=（BTPB），在設計階段可以采用tr（Q）作為衡量GPS網的精度指標。

（4）GPS網的設計準則。在確保質量的基礎上促進效率的提高和成本的降低是設計GPS網的基本出發點，為此在設計和測設過程中，需要將實際應用需求結合起來，對于高可靠性和高精度不可以盲目的追求。也不能為追求高效率和低成本而放棄對質量的要求，為此可以采取以下措施：①在布設GPS網時，適當增加觀測期數對于提高GPS網的可靠性非常有效；②為提高GPS的尺寸精度，可采用增設長時間、多時段的方法提高精度；③為保證網的點位精度均勻，起算點應均勻分布在GPS網的周圍。

3 GPS大地控制網建設原則

3.1 加強權限控制

權限控制是對坐標系統網絡在做出不當操作行為后所采取的一種保護性措施手段，是在所創建出的大地控制網系統內部針對用戶以及用戶組給予其一定的權限，能夠對用戶及其組分目錄、子目錄及文件等相關資源信息進行瀏覽與更改。處于網絡環境下的服務器在暫停運行的狀態下可采取拒絕回應操作，即刻將目前未應用到的界面予以關閉，以提升系統運行效率，針對當日的文件信息采取實時性監督管控，一旦出現問題情況便需及時予以處理。針對末尾數據信息可采取三維加密方式，并定期運行安全檢測系統來保障系統的運行安全性及穩定性。若通過加密通道系統則可將數據自動存儲并轉換成視圖模式，同時進行數據處理與審計，由此便可確保大地測量系統內的數據安全性，采用防護墻來將所獲取到的棄置數據排除出去，以防止各項數值信息出現錯亂情況，使得GPS大地控制網建設能夠得以進一步的優化改進。

3.2 降低失誤概率

在大量的數據誤差內，其中多數是發生在一些人為性的因素方面。對于有關機器設備的熟悉程度不足，以及在實際操作過程中的輕視心理都會導致大地控制網建設面臨困難挑戰。針對網絡設備的配置，應盡可能加以完善改進，在條件允許的情況下做出更加科學、合理性的設置與應用，確保網絡連接系統能夠達到更高的安全性。為避免因人為性操作而導致的誤差影響，可應用系統錄入制度，用戶可在識別后進入到系統內部，在獲取到相應的數據信息內容后，明確出與最終應用存在密切相關性的標識，將實際操作所應用到的時間予以記錄并做備份處理。

3.3 創建備份系統

在開展GPS三維空間大地控制網的建設工作之時，經常性的會發生系統崩潰現象，此類狀況的出現很大概率上是由于系統在進行多組數據信息處理時，難以還原至初始界面。一旦出現這一現象便會導致系統數據完全丟失，因此創新備份系統至關重要。

4 結束語

總之，在目前的測繪工程領域內，科學高效的大地控制網建設，有助于促使工程測繪人員能夠及時獲取到更高精度的測繪信息，保障工程建設項目的順利開展。在具體的工作實踐當中相關的工作人員應當從加強權限控制、降低失誤概率、創建備份系統、完善GPS大地控制網等方面來著手實施。

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