浅析长江口深水航道治理工程gps控制网的布设技术

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1、浅析《长江口深水航道治理二期工程GPS（B级）控制网》布设技术上海达华测绘公司万军摘要：本文对长江口深水航道二期工程GPS控制局域网的结构特点、外业观测成果、平差方法、高程异常网等技术作一番简析。关键词：浅析GPS控制网、布设、技术一、前言长江口深水航道治理工程是我国有史以来国内最大的航道治理工程。由于工程范围大、远离陆域，定位和定位精度控制也成为航道治理工程中一大难题，尤其是南、北导堤施工测设定位需要高精度定位。于1996年向长江口航道建设有限公司（业主）提出了一系列应用GPS定位方案，并提出建立覆盖施工区域的GPS工程局域网（B级）的方案。经测绘专家多次论证和评审，获得了很好评价。在199

2、7年12月至2001年6月分别完成一、二期GPS工程局域网，尤其是二期工程GPS局域控制网覆盖整个长江口施工区域，其覆盖范围达800平方公里，而且该网还包括了高程异常网（HACN）。目前，长江口施工区已有50多台THALES公司的DNSP6502双频接收机分布在各工段进行定位，如疏浚测量定位、铺排定位、400多吨的半圆体抛设定位、导堤变形监测等等。从最近的测量资料获悉，南导堤处两段导堤（由两个不同时工单位施工）合拢后，其两条导堤中心轴线仅仅偏差2cm,这表明GPS网对定位精度有了最佳控制，各次各幅的测图的拼接也没有出现断裂，拼接得相当好，这一些都能足以表明长江口深水航道治理工程GPS局域网（以

3、下简称：GPS网）的布设是成功的。为了进一步掌握GPS定位技术在水运工程中的应用，本文将对GPS网的布设技术进行简析，作一番探讨。二、GPS控制网建立的三大特点1、用长基线构建GPS骨架网根据长江口沿岸的地形走势、观测环境与条件；交通和通讯的状况、河口水文状况，建立GPS网要比陆域或城市建立GPS控制网更具特殊性、复杂性，如长江口河口处南、北两岸的宽度达100多公里，航道进口端至横沙岛长达60多公里，在这样大的范围建立GPS控制网没有先例可鉴。面对这种情况，提出了采用长基线构成GPS骨架网，根据有关理论与公式计算，基线愈长，其相对误差愈小，反之愈大，因此采用长基线作为骨架网，也可满足业主提出“

4、基线相对精度10-7~10-8”的要求。为了加强网的整体强度，在长边骨架网之内，布设了加密网，从而加强了网的整体强度,长江口深水航道治理二期工程GPS控制网的结构如图（1）所示。图（1）长江口深水航道治理工程二期GPS局域控制网1、选用佘山IGS站佘山IGS站是国家GPS网A级点，是IGS长期跟踪站，它在WGS-84系统内具有很高绝对位置精度，充分利用这个重要资源，对建立长江口GPS网有着重大的作用。如图（2）所示，从佘山IGS站于长江口GPS网各控制点进行联测，只要保证全网基线相对精度10-7~10-8的条件下，则可使得网中各点在WGS84坐标系中的点位中误差与佘山IGS站的点位中误差相匹配

5、，由于佘山点位绝对精度优于±0.2m，这样网中各点的WGS84坐标绝对精度可达±0.2m，大地高差基本上可以控制在0.3ppm之内，这是一个很重要的技术特点，使得在基线解算、坐标转换中获得了具有精度较高的WGS84坐标的起算点。同时，在计算中采用了IGS提供的精密星历，以保证测得的大地高值的稳定性，从而实在大地高系统转换为正常高的过程中，能给与较好的精度保证，为提高整网的精度打下了很好的基础。图（2）从佘山IGS站引测网中各点示意图3、重合点的选择在建立GPS网中，如何选择重合点也是一个重要的技术，其关系到转换源的坐标精度是否达到需要的精度，所以，在这次长江口建立GPS网中，共选用了17个点，

6、其中4个点为国家一等点作为转换源，控制点点号和点名如表（1）所示。控制点点号和点名表表（1）点号点名备注1花鸟山控制点国家一等点2绿华山控制点3大戢山控制点国家一等点4牛皮礁控制点5北槽中控制点6江夏村控制点7倪家鸿控制点城建二等点8芦潮港水位站9横沙岛小白楼10横沙岛水手搂11长兴岛水位站12陈家镇控制点国家一等点13陈家宅桥控制点国家一等点14吴淞水位站水准点16大戢山GPSA级点17佘山IGS跟踪站国家GPSA级点三、外业成果本次GPS网外业观测使用了8台测量型双频GPS接收机，其中有THALES6502、ASHTECHZ12SURVEYERGPS接收机，其标称精度为,外业观测工作按预先

7、编制的技术设计书的要求与规定进行。由于GPS网是采用长基线骨架网组成，基线平均长度在50km以上，最长基线达140km，而且要求的精度达到10-7或更高，这样的精度要求，是一般商用软件所不能达到的，因此，选用GAMIT软件。GAMIT软件是麻省理工学院研制的集GPS定位定轨于一体的高精度GPS数据分析与处理软件，是目前国际上著名的定位定轨软件之一。我国武汉测绘科技大学、同济大学在消化、吸收GAMI