城市供水管網GIS測繪的GPS技術應用

曾翔

摘? 要：該文針對GPS技術發展的客觀趨勢，從GPS的獨立觀測出發，通過采用大量參考文獻的分析法、對比法，首先，從控制網的布設、GPS網的觀測方案兩個方面入手，分析了GPS的獨立觀測;其次，從無約束平差、約束平差、GPS控制網高程擬合計算、GPS網外部條件的檢核4個方面入手，研究了GPS網的平差計算;再次，探討了動態GPS的測量;最后，又通過結束語的形式總結了GPS技術的應用給城市供水管網GIS的測繪帶來的積極影響，希望通過這次研究，為技術人員的工作提供有效的參考。

關鍵詞：城市供水管網? GIS測繪? GPS技術

中圖分類號：TU991 ? ?文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）11（b）-0008-02

最近幾年，隨著我國對GPS技術的不斷關注和重視，對城市供水管網GIS測繪的GPS技術應用提出了更高的要求，因此，關于“城市供水管網GIS測繪的GPS技術應用”這一話題成為了測繪行業關注的焦點。為了推動GPS技術的快速發展，一方面要重視對GPS獨立觀測的認識和理解，另一方面要重視對GPS網的平差計算的應用。除此之外，還要重視對動態GPS的測量，為最大限度地提高GPS技術在城市供水管網GIS測繪領域的應用水平起著至關重要的影響。

1? GPS的獨立觀測

1.1 控制網的布設

通常情況下，控制網布設的主要目的是對自來水的設施點進行實施和測量，為了最大限度地滿足監視設施點的實際需要，將控制網布設成16個點，將設計的等級設置為c級[1]，其中允許的最大誤差范圍在-1～+1之間。總而言之，在應用GPS技術初期，需要對城市供水管網進行控制網布設，為后期應用GPS技術做好準備工作。

1.2 GPS網的觀測方案

GPS網的觀測主要采用了美國先進的ASHTECH靜態單頻接收機共5臺，根據靜態作業模式的特點，在運用GPS網觀測的初期，需要對所有儀器進行質量的檢驗，以保證儀器的運行性能處于正常、穩定、安全的狀態[2]，除此之外，需要對計算過的GPS網的基向量殘差進行科學合理的分析，然后將殘差比較大的數據進行篩選和去除，在篩選和去除殘差比較大的數據過程中，要保證其去除率不得超過5%。

2? GPS網的平差計算

為了有效地提高城市供水管網GIS測繪的GPS技術應用水平，需要對GPS網的平差計算有充分的掌握和靈活的運用，接下來，從以下幾個方面入手，對GPS網的平差計算進行詳細介紹，以加深對GPS網的平差計算的認識和理解。

2.1 無約束平差

技術人員通過借助SLNB點對WGS-84坐標的數據進行無約束平差計算，這一計算的目的，主要是考察GPS網中的殘差基線的繪制準確度以及網的精度設置是否準確，然后根據基線的繪制精確度與網的精度對WGS-84的坐標成果進行輸出。總之，無約束平差這一概念相當重要，它直接影響了GPS網的運用效果，因此，相關技術人員要熟練掌握。

2.2 約束平差

約束平差主要是指通過獲取點位坐標定位過程中的精度信息，對約束點之間的兼容性進行確認。根據精度評定的規則，可以明顯地得出以下結論，GPS網的無約束和約束平差計算出的結果均滿足C級GPS網的相關精確度的計算標準。

2.3 GPS控制網高程擬合計算

表1是高程已知點及擬合后的高程對照表，從表中可以明顯的看到GPS網共有12個高程點可供利用，經過GPS網的無約束和約束平差計算后，該GPS控制網高程擬合效果非常理想。

2.4 GPS網外部條件的檢核

為了更好地評價GPS網相關精確度的計算情況，技術人員需要利用GPS RTK對GPS網的所有控制點坐標進行一系列的檢查和驗證[3]，從而提高對GPS網檢核的質量和效率，其中，該GPS網的點位允許的最大誤差是-2～+2cm之間，除此之外，對未參加擬合的水準點進行一系列的檢查和驗證，其GPS網的點位允許的最大誤差同樣是-2～+2cm之間。由此可見，通過對GPS網外部條件進行檢核，可以有效地確定GPS網的點位允許的最大誤差，為提高GPS網的精確度產生了至關重要的影響。

3? 動態GPS的測量

眾所周知，GPS的應用可以向全球范圍內的任意用戶提供非常高的精確度，因此，基于GPS的這一顯著特點，GPS被廣泛應用于城市供水管網GIS測繪的領域中。相關技術人員在運用GPS對城市供水管網的GIS測繪進行動態測量的過程中，為了最大限度地保證測量的精確度，盡可能地降低測量誤差，需要技術人員采用坐標轉換的形式，對CGCS2000的坐標系下的3維空間的坐標點進行處理，然后得到轉換后的二維坐標點，接著，對轉換后的二維坐標點進行測量，從而根據測量的數據，畫出點坐標的集成圖，最終形成管線庫。以上是運用GPS對城市供水管網的GIS測繪進行動態測量的整個步驟，相關技術人員一定要嚴格按照步驟操作，這樣才能最大限度地提高測量的準確度。

4? 結語

綜上所述，GIS在建立的過程中，需要大量的數據源，而這些數據源均來自于是管線庫，與此同時，城市供水管網GIS在建立和使用的過程中，可以幫助技術人員找到城市長期積水的原因，并且通過使用城市供水管網GIS，可以快速掌握清雨、污、水三者混合的具體情況，總之，該系統的建立和使用，一方面提高了相關技術人員的工作質量和效率，另一方面對提高市政的管理水平起著至關重要的影響。

參考文獻

[1] 劉明春，王進，鄒東.基于GIS&GPS;技術的供水管網巡檢養護系統的實現[J].地理空間信息，2016，14（1）：104-106.

[2] 陳圣鵬，鐘煥良，謝君亮，等.基于GIS的供水企業管理新模式的研究與實踐[A].全國測繪科技信息網中南分網第二十八次學術信息交流會[C].2016.

[3] 李恒利.供水管網移動GIS巡檢系統的建設與實現[J].北京測繪，2017（1）：110-113，150.