带状gps控制网优化设计探析

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1、带状GPS控制网优化设计探析　　摘要：本文就带状GPS控制网的构网特点和构网原则进行了简单阐述，对长输管线的工程特点及长输管线带状首级GPS控制网的优化设计进行了简单探讨。关键词：带状GPS控制网；优化设计；探讨中图分类号：P228.4文献标识码：A文章编号：GPS静态定位在测量中主要用于测定各种用途的控制点，其相对于常规控制测量无与论比的优越性决定了它在控制测量中的主导地位，例如：选点灵活、受客观条件影响小，全天侯作业，观测时间短、节省人力物力财力等等，对控制网的优化设计及高效完成起着主导性的作用。随着社会的不断发展，公路、铁路、水利、电力、石油运输、市政管线等等一些投资大

2、、定位精度要求高的工程对测量技术提出的要求越来越高。这些工程最大的特点就是处于狭长的带状区域或偏远的山区，传统的三角网或导线网很难满足工程的需要，而且效率低、费用高。带状GPS网与块状GPS网最大的区别在于，块状GPS网控制点分布均匀，各基线的长度相差不大。而带状GPS控制网控制点总体呈带状分布，基线长度相差比较大。如本工程控制网中最长基线与最短基线长度相差8公里左右。这将造成各基线对网的作用相差较大。1长输管线GPS控制网的构网特点与构网原则7一般的长距离输油、输气管线长度都能达到数百公里甚至上千公里，测量工作贯穿工程建设的可行性研究、初步设计、施工测绘、管线施工、竣工图测

3、绘等各个阶段，为管线设计提供中线两侧各100米左右狭长带状分布的全线带状地形图、线路全程纵断面图、局部穿跨越放大平面图，局部放大纵断面图、站场及阀室地形图等现场测绘资料。因此，为满足工程需要长输管线GPS控制网一般沿线路按点对布设，构成由大地四边形或中心多边形延伸的覆盖管道中线的带状网。2长输管线GPS网的优化设计长输管线GPS控制网的优化设计，是在限定精度、可靠性和费用等质量标准下，寻求网设计的最佳极值。与经典控制网的优化设计不同，GPS网是一种非层次结构的，可一次扩展到所需的密度；对天观测卫星，不需要点间相互通视；测量精度与网形无关，与观测卫星的几何分布密切相关。2.1基

4、准优化设计GPS网的基准优化设计主要是对坐标未知参数进行设计。基准选取的不同将会对网的精度产生直接影响，其中包括GPS网基线向量解中位置基准的选择，以及GPS网转换到地方坐标系所需的基准设计。由于GPS尺度往往存在系统误差，也应对GPS网的尺度基准进行优化设计。7GPS基线向量解算中作为位置基准的固定点误差是引起基线误差的一个重要因素，使用测量时获得的单点定位值作为起算坐标其误差较大，且使用不同点作为基准时其基线向量差可达数厘米，因此必须对网的位置基准进行优选设计。位置基准优化方案：2.1.1采用网中具有较准确WGS-84系坐标的点作为GPS网的固定位置基准。2.1.2采用网

5、中具有较高单点定位的Doppler点或SLR站点GPS网中的一点或多点基准。2.1.3无任何其他起算数据时，可采用网中一点多次GPS观测的伪距坐标作为网的位置基准。2.2精度优化设计GPS网的精度不受网点所构成的几何图形的影响，即其精度与网中各点的坐标及边与边之间的角度无关，而只与网中各点所发出的基线数目及基线的权阵有关。GPS网的精度设计是根据偶然误差传播定律，按照一定的精度设计方法，分析网中各未知点平差后预期能达到的精度。管道GPS控制测量分为国家等级点的加密控制测量（D级）和线路控制测量（E）级两级。GPS网相邻点间弦长精度通常表示为：在满足工程需求的前提下，设计合理的

6、测量精度不但可以极大地节约成本，而且能够圆满的完成工程的预期目标。2.3施测方案优化设计7GPS野外观测工作主要是接收GPS卫星信号数据，由于GPS观测精度与所接收信号的卫星的几何分布及所观测的卫星数目密切相关。而作业的效率与所选用的接收机数目、观测的时间、观测的顺序密切相关。因此，在进行GPS外业观测之前做好卫星星历预报，拟定观测调度计划，对于保证观测工作的顺利完成、保障观测结果的精度及提高作业效率是及其重要的。优化方案：2.3.1紧扣测量目的布网。对于长输管线而言应尽量布设成大地四边形或中心多边形延伸的带状网，在满足工程要求以及GPS测量相关规定的前提下尽量把点位布设在交

7、通便利，易于摆站，工程利用方便的地方。2.3.2预测最佳观测时间。卫星星历预报要准确的预测观测当天测区的卫星GDOP值，可见卫星数量和时间以及天气状况等，以便于选取最佳的观测时段，保证观测成果质量。2.3.3安排最佳上点计划。GPS网平差计算要求每个时段必须进行同步观测，即每台接收机同时观测同一组卫星足够的时间，这就需要对每一组仪器设备的上点路线，到达时间，进行科学准确的计划安排，有一点失误都会影响到整个观测方案的顺利实施。3GPS网的可靠性与精度分析增加观测期数（增加独立基线数）。在布设GPS网时，适