gps在平面控制测量中的应用

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1、GPS在公路控制测量中的应用刘晓峰孙立双郑洪涛(大连市交通规划勘察设计院)摘要本文结合工程实践，介绍GPS（卫星全球定位系统）在公路控制测量中的应用，对控制网布设过程中存在的一些问题进行了探讨。关键词控制测量，GPS，静态，动态《公路勘测规范》定义公路控制测量分为平面控制测量和高程控制测量。平面控制测量的目的是测绘路线带状地形图，以及现场控制路线走向，其测量方法可分为GPS(卫星全球定位系统)测量、三角测量、三边测量、导线测量等方法；高程控制测量采用水准测量，其目的是在公路沿线布设高程精度比较高的水准点，可采用水

2、准测量、光电测距三角测量等方法。下面结合工程实践，对应用GPS（卫星全球定位系统）进行平面控制测量和高程控制测量加以论述和分析。1平面控制测量GPS测量分为静态定位和动态定位两种测量方法，静态测量的原理是采用载波相位测量差分法：在接收机间求一次差；在接收机和卫星间求二次差；在接收机、卫星和观测历元间求三次差，解算出待测基线长度的精确解；动态测量与静态测量原理相同，但可以达到实时定位，其定位精度可达厘米级。《公路全球定位系统（GPS）测量规范》对应用GPS定位技术布设平面控制网及其观测技术指标都有详细规定，工程测量

3、依据此规范执行。我院98年引进ASHTECH公司的Z-12型号GPS测量设备，该套设备包括三台接收机（一台参考站、两台流动站）、两部手簿（手持计算机）以及相关的基线解算、网平差、坐标转换等软件。引进该设备后，我院投入技术力量进行了消化和吸收，在平面控制网的布设和路线中桩放样、数据采集等方面加以推广和使用。我院现承接一个公路工程项目，该项目路线设计长度30km，路线平面控制网采用整体到局部分等级进行布设。路线所在测区属平原微丘区，沿线经过市区，通视条件不理想，因此考虑应用GPS定位技术布设平面控制网。过去首级控制网

4、和加密控制测量均采用GPS静态测量技术，观测方法无论是边连式还是点连式，观测时段较多，影响外业勘测效率。结合该工程具体情况以及GPS静态定位和动态定位技术，我们尝试对公路平面控制网和高程控制网采用GPS静态测量和动态测量相结合的办法。1.1静态测量1.1.1根据《公路全球定位系统（GPS）测量规范》规定、6测区内国家三角点的分布情况以及沿线地形、地貌等特征，全线共布设9个GPS首级控制点，其相邻距离为5~10km。其中100、700、200、800、900、600号点是具有四等水准测量高程的联测水准点，300、4

5、00、500号点是联测的国家三角点（300、400号点是国家二级三角点，500号点是军控点），首级平面控制网布置图如下：图一1.1.2外业观测前，通过下载卫星星历文件，编制GPS卫星可见性预报表，选取最佳观测时间。实地观测时，每个测量时段观测时间为90分钟，有效卫星观测总数均在6颗以上。首级平面控制网共观测9个时段，两天观测完毕。1.1.3内业数据处理采用Ashtech公司提供的基线解算和网平差软件，对观测基线和同步闭合环进行解算和检验，基线解算均为差分固定解，同步闭合环检验结果如下：表一观测时段观测点名X分量闭

6、合差WxY分量闭合差WyZ分量闭合差Wz同步环闭合差W1100~200~40012662100~300~40031453200~300~5002527284300~500~6001119145100~200~50051256100~200~7003114147200~700~80026798200~800~900784119600~800~9001299表中基线解算精度以及同步闭合环精度计算公式参照《公路全球定位系统（GPS）测量规范》规定：6分析计算结果，发现3、4、6观测时段同步环闭合差均超限，在勘测时间紧的

7、情况下，选择了对解算的基线进行筛选和比较，从而提高异步环的闭合精度。重新解算的异步环闭合差检验结果如下：表二闭合环名称点名X分量闭合差WxY分量闭合差WyZ分量闭合差Wz异步环闭合差WWA700~100~400~200~500~600~800~70013122228B100~300~400~200~500~600~800~700~10017182032表中异步环闭合精度参照如下公式：计算表明，筛选后的基线组成的异步环闭合精度较高，完全满足公路测量规范要求，确定GPS静态观测数据有效。1.2动态测量1.2.16GP

8、S静态控制网平差过程中，采用北京五四大地坐标进行自由平差，平差后得到首级控制点的五四大地坐标，经过高斯投影转换得到平面直角坐标；然后再采用WGS84大地坐标进行控制网平差，得到控制点的WGS84大地坐标。通过控制点的WGS84大地坐标与北京五四高斯投影平面直角坐标，计算坐标转换参数，输入手簿，准备工作完成，即可进行外业动态测量。1.2.2实际外业测量过程中，预先下载星历文