gps控制网设计和精度研究

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1、GPS控制网设计和精度研究　　【摘要】：本文以晋城煤业集团GPS控制网为例，从GPS控制网点的选点、布设、外业数据观测及检核、平差计算及高程分析等方面，就矿区GPS控制网的布网原则、作业方法及成果整理等进行了探讨。通过全面质量控制以确保城市GPS控制网测量成果符合现行测量规范的要求。【关键词】：GPS控制网基线处理平差精度分析中图分类号：S611文献标识码：A文章编号：1前言晋城矿务局矿区控制网建立于20世纪60年代，已难以满足现代化矿区建设的需要，在很大程度给区域的规划发展带来了困难。为配合国民经济建设发展的需要，在利用原有控制网点的基础上，采用GPS方式布设全矿区新的控制网

2、。经踏勘测区内已有各类控制点，全网共布设31个点，其中待测点28个。为保证D级GPS控制网关于平均边长及相应的精度要求，对古书院矿相邻点间距过小的四个控制点进行单独组网。网形布设如图：图一：古书院矿辅助平面控制网布设示意图图二：老矿区D级GPS制网布设示意图2GPS网外业观测及数据处理2.1外业观测情况5采用3台南方灵锐S82型GPS接收机按静态测量方式进行作业，观测前，根据卫星可见性预报表和交通情况，编制观测调度计划。作业过程中执行《全球定位系统（GPS）测量规范》GB/T18314-2001相关要求。2.2网形结构统计矿区D级GPS网共31个控制点，其中主网如图二所示，共2

3、9个观测点，基线数为119，同步三边形数141，异步三边形数86，重复基线向量数9；辅助网如图一所示，共4个观测点，两个已知点，基线数为6，同步三边形数2，异步三边形数2，重复基线向量数1。2.3外业成果检核根据规范要求，基线向量改正值改正数Vx、Vy、Vz均要≤3，为D级GPS网规定的基线精度，其计算公式如下：，经计算，基线分量改正数最大值是Vy=43mm，规范要求Vx≤=210mm；Vy≤=210mm；Vz≤=210mm，其它参与平差的基线全部合格。5通过上述方法处理后在所有基线中只有一条不合格，该基线在平差计算时软件自动剔除。总基线数为119条，合格率为的99.2%。基线

4、边长最短的为171.593米，其相对误差也最大，为1：34178；大于1公里的基线边，最大相对误差1：126285，边长为1056.382米。另外，根据三边网的精度分析，全部118条合格基线共组成同步环141个，异步环86个，共227个三边网。通过分析，人为剔除误差较大的8条基线向量，自动剔除与人工剔除共9条基线向量，占基线向量总数（119条）的7.5%，满足规范要求D级网的基线剔除率(10%)的要求。其余110条基线向量参加GPS网平差计算。剔除不参与平差的基线（包括人为剔除和自动剔除）后的基线组成的闭合环总数是175个，其中同步环115个，异步环60个，对它们的检核情况如下

5、：1、同步环检核：同步环全长相对闭合差情况如下表1：表1同步环全长相对闭合差情况2、异步环检核：异步环全长相对闭合差情况如下表2：3、重复观测边检查：GPS网中共有重复观测边9条，所有边均有两个时段观测，两次观测同一边的互差最大是基线D015-D016与D016-D015，互差值为0.014m，互差最小是基线D010-D009与D009-D010，互差值为0.000m。2.4平差检核5通过TGO软件对数据处理，先经过三维无约束平差后，再根据选取的三个已知点进行约束平差，通过计算对比平差后WGS-84坐标和点位精度，最大点位中误差0.003米，满足精度要求。基线边长最短的是D01

6、2-D011，边长为171.505米，其相对误差也最大，1：56069；大于1公里的基线边，最大相对误差1：189281，D029-D014，边长为1054.118米。基线向量改正值(最大值)=3.7mm，基线向量改正值(最大值)=2.8mm全部小于。满足规范的要求，解算的结果准确可靠。3D级GPS控制网的高程通过约束不同数量的已知水准点参与计算，不同的拟合方案所产生高程差值一般小于0.5米，如按本次GPS网的平均边长3.411km计算，接近四等水准(0.46米)的限差值。可满足五等水准测量的要求(0.73米)。4.结语（1）观测前应根据已有的资料，作好GPS网布设方案，根据实

7、际情况再进行适当调度。（2）控制网布设要网形坚强，点位密度适中，点位精度分布均匀。（3）平面控制网平差计算要合理的应用已知点，已知点在加入平差计算时要进行精度检测。（4）高程拟合时应尽量多的应用已知符合精度要求的控制点的高程，以达到尽可能高的精度。参考文献：[1]郭金运、徐泮林等矿区GPS测量控制网实践勘察科学技术2000(3)5[2]张进明、姜祖英等GPS网的网形结构对成果影响的探讨江苏侧绘1998(3)[3]吕福祥利用GPS定位技术建立矿区GPS基础网西山科技1998(9)[4]李国利鹤