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1、GPS技术在线路勘测中几个应用问题的探讨7GPs技术在线路勘漓中几个应用问聒的探讨——袁钢方向明33GPS技术在线路勘测中几个应用问题的探讨{;一袁钢方向明(核工业华东地质局)(江西省交通设计院)￡}}2?斟
2、提要本文结合目前线路GPS定位测量的现实与特点,详细讨论了GPS布网观测方案,基准点选择和高程转换几个热点问题,并就此提出了一些切实可行的技术手段和方法.关麓词略些整查旦墅堕高程异常勘刮高耗手破/厶,路1引言GPS技术以其精度高,速度快,全天候,多功能的优势迅速渗透到我国经济建设和科学研究等相关领域,尤其是在布设各种精密工程控制网中,GPS定位技术几乎完全取
3、代了常规测量方法.1995年以来,在江西省高等级公路工程建设中充分运用了这一高新技术成功建立了首级控制网,如九景线,昌赣线,温厚线,南瑞线和目前正在测设中的梨温线.对全线进行统一布网,整体平差,精度高,自身兼容性好,取得了显着的经济效益和社会效益.本文结合实例,仪就目前线路勘测中GPS布网方法,基准点选择及GPS高程计算几个热点问题谈谈初浅的认识,供同行参考.2线路GPS布网观测方案对于按常规方法布设的三角网,导线网,网形设计是非常重要的一项工作.良好的网形设计,既可提高工作效率,减轻作业人员劳动强度,也为获得较高精度的成果打下了基础.而应用卫星定位技术建立控制网
4、时,由于GPS的同步观铡不要求通视,使得网形设计具有很大的灵活性一般来说线路纵向跨度大,横向跨度小,首级控制网点的布设既要满足线路勘测对密度和收稿日期1999—05—26精度的要求,又要考虑用常规方法加密导线点的需要,因此常常成对(组)布点.一般本组(对)点间距仪有几百米左右,而组与组之间的距离远达几公里,甚至十公里以上.边长相差悬殊,点位分布极不均匀,给布网和作业带来一定的困难若采用GPS相对静态定位模式,既可按"点连式"布设成单导线形式的附台网或环状式闭合网,也可按"边连式布设成三角形,四边形或五边形图形相连的网.下面分别从成果质量和生产效率两个角度讨论一种既
5、能保证GPS网必要的可靠性和精度,又使汽车运距最短或者说迁站时间最少的方案.(1)网形结构①按"点连式"布设的单导线形式的附合网.这种结构缺少检核条件,不易发现粗差,可靠性太差.另一方面随着线路的增长,积累误差也会增大,精度迅速降低.且个别基线解算质量达不到要求时需重新返工.②在按"点连式"组成的单导线基础上,每隔一定距离首末相连组成环状式闭合网.这种结构尽管提高了网的可靠性,但仍存在前者的第二条缺陷.同时首末点间距一般都在几十公里,单频接收机无法克服GPS信号穿过电离34铁路航测1999年第4期层,对流层折射的干扰,影响整周模糊度的确定,降低了基线解算结果质量.
6、而且后面将证明该法运距最长,影响工作速度和经济效益.③"边连式"布网方法.指相邻同步图形之间有一条公共基线进行连接(见图1).以这种方式布网,存在大量的坐标闭合条件和大量的复测基线,具有较高的可靠性和几何强度,但工作量较前者大.当网中有若干条基线解算结果不理想时,可随时灵活地更改网形而避免返工.图1"边连式布网方法示意图参加同步观测的接收机台数不同,构成的此大量的时间花在迁站上.这就使人们时常想几何图形也就不同,如3台接收机同步观测构能否寻找到一种简便可行的观测方案.成三角形,4台接收机则构成大地四边形等.下为便于分析,假设各组测站间在主干线行面依据运筹学原理和线
7、路测量特点讨论作业接驶的各段距离以及通过支线到达测站的距收机的最佳台数.离厶相等(如图2),尽量减少迂回或对流线路(2)最短运距的观测方案情况,并且讨论时只分别考虑3台,4台和5台在目前的情况下,一般新辟线路交通条件接收机的情形,对2台和6台及更多台接收机都较差,配给GPS观测组交通用车大多一辆,的情形因较少见而暂不讨论.并且主要靠盲肠式的大车路才能接近测站,因图2测站运距分析示意图①按"点连式"布设成单导线式的附合网:无论3台,4台或5台,其总运距=4.ZL+3,重复设站率≤l_5.②按"点连式"布设成环状式闭合图形:无论3台,4台或5台,其总运距>4EL
8、+6ES,重复设站率<2.0.③"边连式"方法布网观测:3台接收机的总运距=8EL,+5,重复设站率一3.0.4台接收机的总运距一4EL,+3,重复设站率一2.0.5台接收机的总运距=4∑厶+4,重复设站率一l_7.显而易见,唯有4台接收机采用"边连式"的布网观测方法既保证了网的可靠性和图形强度,又满足"平均重复设站观测次数不少于2次"的原则,且运距最短.3GPS网平面基准点的选择GPS观测成果属于wGs一84坐标系,三维基线向量反映的是wGs一84坐标系中的指向和尺度,而我们实用的工程测量成果一般属于国家或地方坐标系,为把GPS定位成果转换到实用的坐标系中
9、,规范规定
