gps控制网的布设原则及优化设计探讨

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1、GPS控制网的布设原则及优化设计探讨张伟(安徽友元勘测设计有限公司，安徽，合肥，230001)【摘要】GPS控制网的优化设计是实施控制测量的基础性工作，它能保证控制网的精确性、可行性、经济性。木文总结了GPS控制网的特点以及GPS控制网布设应坚持的原则，同时提出了GPS控制网优化设计的一些措施。【关键词】GPS控制网；布设原则；优化设计；可靠性；精度1.引言GPS控制网的优化设计是实施控制测量的基础性工作，它能保证控制网的精确性，可行性，经济性。与传统控制测量方法相比，GPS技术具有点位精度高、观测时间短、操作简便、可全球全天候作业等优点，但并

2、不等于GPS控制网就无需像传统控制测量方法那样进行控制网的优化设计。由于GPS网的精度与网的几何图形结构无关，且与观测权相关甚小，而影响精度的主要因素是M中各点发出基线的数目及基线的权阵，所以，我们提出GPS控制网优化设计的概念。2.GPS控制网的特点常规测量中对控制网的网形设计是一项非常重要的工作，而在GPS网形设计时，因GPS同步观测不要求通视，对测站点间相互的边角也没有过高的限定,所以其图形设计具有较大的灵活性。根据不同的用途,GPS网的图形布设通常有：点连式、边连式、连式、边点混连式四种基木方式。选择什么样的网，要全方位的权衡，主要取决

3、于工程所要求的精度、野外条件、作业工期及工作效率等因素。GPS控制网在图形设计时需要考虑以下问题：(1)GPS控制点之间可以互相不通视，但我们考虑测量加密时，我们至少要保证控制点在一个方向上可以通视，而且周围仰角十五度内不应该有障碍物，以免阻挡或吸收信号。(2)在做GPS控制网时，我们要避免自由基线的存在，因为自由基线不具备构成闭合图形，不具备发现粗差的能力，我们要保证奋一定量的多余观测数，保证一定量独立设站数或复线基线数，提高网的精确性和可靠性。(1)要控制闭和环和附和导线条数不宜过多。两条基线夹角不易过小，以确保检核条件，提高网的可靠性。3

4、.GPS控制网的布设原则我们在GPS控制网布设吋应考虑以下的问题：(1)尽量减少尺度误差。在GPS控制网中加2-3段高精度的测距边作为GPS网的外部尺度基准。(2)要用高精度的基线向量。将地面精度高的起算点转换到WGS84坐标系，作为GPS网基线解算吋的固定位置基准。(3)选定起算数据和联测原有控制点，与未知点构成图形，己知点也要构成图形，分析联测点精度，使GPS网不受起算数据精度较低的影响。(4)为获GPS控制正常高程，考虑高程控制点，按高程拟合要求进行布设。(5)应将GPS控制网的坐标系统跟测区过去采用的坐标系统统一起来。3.1效率优先原则

5、在进行GPS网的设计吋，应采用效率指标来衡量设计方案的效率，以及在采用布网方案作业中所需要的吋间、消耗等问题。3.2高精度性原则GPS控制网的高精度性是工程测量的基石，也是苏最明显的优势之一。在布设吋，要做到高精度性原则：先确定GPS网的网形，再根据GPS网的网形，得到GPS网的设计矩阵B，从而得到GPS网的协因数阵Q=(BTPB｝，由此做到GPS控制网的高精度性原则。3.3可靠性原则可靠性原则是GPS控制网布设的重要原则之•一，在进行GPS网的设计时，一般采用一种反映GPS网可靠性的数量指标，以达到改善网的质量的0的。3.4经济性原则GPS控

6、制网的布设是一项重要的前期工程，应着重考虑实现较低的经费支出和较高的测量效果的问题。经费的多少取决于网中点的总数和重复设站率，如果一台接收机观测期的平均费用为T,则其总费用为：F=TCmin4.GPS控制网的优化设计措施GPS控制网的优化设计，是在保证质量的前提下，提高效率，降低成本。既不能脱离实际的应用需求，盲0追求不必要的高精度和高可靠性，也不能为追求高效率和低成本，放弃对质量的要求。4.1提高GPS网精度的方法首先，保证GPS网中各相邻点的相对精度。在全面网之上布设桐架网，以桐架网作为整个GPS网的骨架；制定一个子区和子环路的实测方案。其

7、次，引入高精度激光测距边。在布设GPS网吋，作为观测值与GPS观测值（基线向量）一冋进行联合平差，或将它们作为起算边长。最后，采用高程拟合的方法测定网中各点的正常高和正高。水准点的数量尽可能多，在网中均匀分布，网中的四周将整个网包含在其中。4.2提高GPS网可靠性的方法首先，增加观测期数。这样测得的独立基线数就会增加，可以提高控制网的可靠性精度。其次，保证一定的重复设站次数。重复设站次数可以确保GPS网的可靠性，原因有二：①通过在同一测站上的多次观测，可冇效地发现设站对中、整平、量测天线高等人为错误；②当冋一台接收机在冋一测站上连续进行多个吋段

8、的观察吋，各个时段必须重新安置仪器，以更好地消除各种人为操作误差和错误。再.次，保证每个测站独立基线相连在3条以上。3条以上的独立基数相连，可使测站具