广州 GPS平面控制网扩建与使用

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1、专业知识分享版摘要：为了满足2015年地铁新线建设规划，广州地铁对GPS控制网进行了扩建。本文介绍了扩建控制网的图形设计、测量、数据处理以及精度评价等环节的主要内容。并结合在工程中的实际使用效果，对控制网的改进和使用提出了建议，可为类似GPS控制网测量和使用提供参考。关键词：扩建；基线；精度；平差0引言2004年广州建立了覆盖整个广州城区的三等GPS控制网（以下简称为原网）。2009年为了满足2015年地铁新线建设规划，广州进行了GPS控制网的扩建（以下简称为扩建网）。控制网扩建的主要原因有：①原网是在二等GPS“孤”点的基础上建立的三等控制网，由于没有建立

2、二等控制框架网，原网的整体精度有待提高；②控制网的整体性不强。原网建成后，根据线路建设需要，在原网的基础上进行了几次局部扩网；③对已建成的三等GPS控制网进行复测。1网形设计1.1设计原则扩建网的设计原则有：①技术指标需满足规范要求；②扩建网既要满足在建线路的需要又要满足2015年新增线路需要；③应建立二等GPS框架网。1.2扩建网构成如图1，GPS扩建网由二等GPS框架网和三等GPS控制网构成。其中：二等GPS框架网39个、原网旧点103个和新增线路GPS控制网45个。多边形以三边形和四边形为主，并且要求闭合环中的边不数最多超过6条。新增点位的选点和标石埋

3、设均满足规范要求。使命：加速中国职业化进程专业知识分享版2外业观测GPS控制网观测具体参数见表1。3数据处理数据处理采用框架网和三等网的整网平差，并将控制网纳入广州市平面基准进行平差计算。坐标系统采用广州市平面坐标系统。3.1起算点选择起算点的选择原则：①所选择的起算点应达到较高精度、具有良好的兼容性；②原则上采用广州市二等以上城市高等级控制点作为起算，在条件许可的情况下还应尽量采用广州市二等网的框架点作为起算；③所选用的起算点在网中应尽量均匀分布，网形薄弱处应适当增加起算点，确保全网更好地得到控制。3.2基线解算3.2.1框架网基线解算框架网的基线解算采用

4、Trimble公司的处理软件TGO（TrimbleGeomaticOffice）来完成，选取广播星历进行解算。在解算中每一条基线都按双差固定解来解算。同时，根据同步和异步闭合环的闭合差值及时了解基线的质量情况。二等框架网共解算独立基线94条，其中最长边27072.680m，最短边2515.092m，平均边长10803.095m。基线长度0～10km有48条，10～20km有43条，超过20km有3条。3.2.2三等GPS网基线解算采用Trimble公司的处理软件TGO来完成，利用了广播星历进行解算，每一条基线都要求双差固定解。根据设计网形和同步、异步闭合环的

5、闭合差值及时了解基线的质量情况。三等GPS网全网共解算独立基线431条，其中最长边15332.38m，最短边593.084m，平均边长4074.27m。基线长度0～3km有331条，5～10km有96条，超过10km有4条。3.3整网平差平差计算采用后处理软件TGPPSWforWIN32完成。整网平差以地铁框架网中的二等GPS控制点作为骨架点，将地铁框架网和三等GPS控制网合并在一起作整体平差，从而直接得到二等GPS框架网和三等GPS网坐标成果。3.3.1异步环闭合差及重复基线检验整网共由187个点组成，实际采用独立观测基线向量共525条，其中有78条重复观

6、测向量，共组成闭合环261个。在261个闭合环中，其坐标差分量、环闭合差全部满足《全球定位系统城市测量技术规程》要求。最大环闭合差为6.30ppm（限差要求为9.50ppm），最小为0.06ppm；闭合环差值0～2ppm有172使命：加速中国职业化进程专业知识分享版个，2～4ppm有75个，4～6ppm有12个，6～8ppm有2个。重复基线较差最小为0.21ppm，最大为18.06ppm（限差31.5ppm），重复基线较差平均为3.68ppm。重复基线较差0～2ppm有36个，2～4ppm有26个，4～6ppm有12个，大于6ppm有4个。3.3.2WGS-

7、84无约束平差以二等GPS控制点WS作为固定点，以其绝对定位的WGS-84坐标为起算点数据，平差后基线向量的改正值分布情况见表2。基线向量的改正值都在限差范围内，表明基线中没有粗差。3.3.3WGS-84三维约束平差三维约束平差的目的是计算出全网所有点的WGS-84坐标。选用5个二等GPS控制点作为起算点。分别为：E3、YH、SH、HL、WS。这五个点都拥有高精度的WGS-84坐标。三维约束平差后，最弱点为TP，统计结果见表3。结果表明，WGS-84三维约束平差结果较好。3.3.4广州坐标约束平差整网平差共采用16个广州市二等GPS控制点作为起算点进行平差，

8、如图1，只有M2点为非二等GPS框架点。约束平差后，