对工程测量中GPS控制测量平面与高程精度误差的分析.pdf

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1、勘察与测绘口Ⅱ

2、垂】西2013年2月对工程测量中GPS控制测量平面与高程精度误差的分析金庭剑(四川省地质测绘院四川省成都市610017)摘要：全球卫星导航定位系统是利用在空间飞行的卫星不断向地面广播发送某种频率并加载了某些特殊定位信息的无线电信号来实现定位测量的定位系统。随着科技的不断发展，GPS控制测量普遍应用于工程测量中，但其精度不如传统控制测量方法那样直观，且目前的GPS商业平差软件所显示出的点位精度也并不可靠。本文是作者通过测量工程实例，分析了GPS控制测量在网形条件不是很理想的情况下，高程误差较大的形成原因，以供参考。关键词：工程测量；控制测量；GPs；误

3、差1引言全球卫星导航定位系统是利用在空间飞行的卫星不断向地面广播发送某种频率并加载了某些特殊定位信息的无线电信号来实现定位测量的定位系统。目前，正在运行的全球卫星导航定位系统有美国的全球卫星定位系统(GPS)、俄罗斯的全球卫星导航定位系统(GLONASS)、欧盟的Galileo系统和中国的北斗卫星导航定位系统(Compass)等。GPS控制测量以其精度高、速度快、相邻点间无需通视、费用省、操作简便等优良特性被广泛应用于控制测量中。时至今日，可以说GPS定位技术已基本取代了用常规测角、测距手段建立控制网的方法。在大地测量和面积较大的面状城市基础控制网中，如果GPS网形

4、比较理想，已知点较多并分布均匀，且有足够多的点进行了水准测量，则基本不存在精度问题。但在相当多的工程测量中，一般存在采用的已知点较少(经常采用2～3个己知点)、已知点分布位置不佳、网形呈带状、相对高差大、水准测量困难或不进行水准测量等因素，这些因素都会影响到GPS控制网的精度。本文利用．3个实例来解析工程测量中GPS控制测量的平面精度与高程精度。2GPS控制测量实例2．1该开发区引水工程带状E级GPS网图1为引水工程施工布设的带状E级GPS网，其中JMS、DSX和PXC3点为已知起算点，平面精度为D级，二等水准高程。l～30号点为新测E级GPS点，GPS拟合高程，高

5、程值在10～25m之间。另以JMS、DSX和PXC3点为起算高程点，测量了其中10个点的水准高程，精度为四等。将GPS拟合高程和水准高程相比较，最大误差为0．029m。这说明在距离不太远、各点之间高·200·差也不太大的情况下，GPS拟合高程与四等水准高程较差也不大，最大为29mm，亦即GPS拟合高程基本可以取代四等水准高程。圈1引水-r"程带状E级GPS网骼圈2．2开发区E级GPS网图2和图3为开发区分别采用不同的己知点施测的E级GPS网，C，～C。为C级GPS点，二等水准高程，并作为起算成果；E。～E。为E级GPS点，其中E。和E：为共点。C。和C：高程分别为3

6、．51m、3．68m，C，高程为4．20mm，C。高程为4．85mm，开发区高程在1～275m之间。可以看出，图2的网形结构是很差的，图3网形要好些，但也不理想，且高差较大。将两次测量的成果比较可知：即使网形结构很差，但其对平面位置影响还是很小，平面坐标较差最大为31mm，在精度允许范围内；高程较差就明显加大了，E。高程较差为0．448m，E：高程较差则达到了0．601m。虽然在各自的控制网平差报告中高程中误差均在厘米级，但很明显这仅仅只是假象。2．3开发区D级GPS网图4为开发区D级GPs网略图，C。。C，为C级GPS点，坐标系为1980西安坐标系，二等水准高程，

7、并将其作为起算成果；D。和D：为测区内原有的导线点，2013年2月■嗣日爱窿勘察与测绘GPS同时观测一个时段，首先采用4个C级点作为已知点进行平差计算，然后分别把其中3个C级点作为已知点，另外1个c级点和D，、D：作为未知点进行平差计算，其平差结果和较差如表1所示。“：■”圈4开发区D级C,,PS网略圈从表1可以看出，无论采用哪些起算点，在平面位置上较差都不大，坐标较差最大为25ram，且在精度允许范围内。而高程较差较大，最小0．052m，最大0．678m，都超出允许误差要求。平差报告中显示的高程中误差均为：t：20mm以内，仅仅只是假象。3GPS拟合高程误差成因分

8、析坐标系为98统一坐标系，网等水准高程。用6台静态l假想海洋处于完全静止和平衡状态时的海水面并表l开发区D级GPS网坐标较差表(寰内的坐标数据由于保密原因，已作处理)已知坐标解算坐标差值序号点号XYHXYH△X△Y△HQ55336．7193692．565199322C，59964．79116146．732163．5舳已45515．1719377．846214．939l已48005．00021575．905178．635D·51667．58822117．790196．387196．494+o．107D258452．86021389．670180．019179．96