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摘要：基于城市GPS控制网在生产生活中的突出作用，本文重点的对于GPS基线解算的精化问题、基线成果可童性检测指标与方法以及提高GPS控制网测量精度的有效措施进行了分析。
关键词：城市；GPS；控制网
中图分类号： P228.4 文献标识码：A 文章编号：
Abstract: based on GPS control network in production city in the life of the prominent role, this paper mainly for the solution of the GPS baseline of refine the problem, baseline results can child sex testing index and methods and improve the accuracy of measurement of GPS control network effective measures are analyzed.
Key words: the city; GPS; Control network
经济社会及科技的发展促进了信息化时代的到来，一个完善的空间数据基础设施要能够为用户提供精确、及时可靠的信息服务。而连续运行的GPS卫星系统就是行之有效的空间数据设施。
1.观测卫星的几何分布对绝对定位和相对定位精度的影响
1.1观测卫星的几何分布对绝对定位的影响
首先引入精度因子D0P(Dilution of Precision)这一导航学中的概念。在不同的要求下可以根据需要采用不同的精度因子及评价模型：例如高程精度因子VD0P、平面位置精度因子HD0P、接收机钟差精度因子TD0P、以及空间位置精度因子、几何精度因子等。由于GPS的绝对定位误差和精度因子存在着正比例关系，提高定位的精确性变转换为尽量减小精度因子。
1.2观测卫星的几何分布对相对定位的影响
下面来定义相对精度因子，即Relative Dilution of Precision。它是空间位置精度因子与观测时间的函数，是一个可以综合表征相对定位精度的概念。为了保证一定的观测精度，一般限制RD0P在一定的数值范围内。
2.GPS基线解算的精化问题
所测得的数据的准确性并不一定保证得到好的GPS成果，因为后期的数据处理也是影响GPS成果质量的重要因素。而数据的处理中基线的解算质量又是重中之重，下面给出几点行之有效的建议，希望对于得到高质量的基线解算：（1）所使用的固定点的坐标的精确性要高，并且在进行基线的解算时使用手工处理；（2）如果出现了整周的未知数难以收敛的情况应该采取以下措施：放棄观测历元少的卫星重组数据链；增加卫星高度角；采用单频解算；截取GDOP值较为稳定的数据段。当然针对较为复杂的问题可以综合考虑几种解决问题的方法，但是必须保留足够的观测数据以备使用。（3）在外业过程中应该及时的对于信噪比 、失锁情况以及信号质量进行记录，以便于基线的手工处理。同时要遵循信噪比低于35的卫星慎用以及低于30的弃用的原则。（4）根据边长的具体情况采取不同的方法：当变长大于25km时，进行的观测时间要尽量的长些，至少保证一个小时；当边不长时选择双差固定解。
3.GPS基线成果可童性检测指标与方法
在使用计算机软件进行基线的解算过程会得到一系列的可靠性检测指标：REJECTED、RD0P、RATIO以及RMS。其中REJECTED是去掉的不合理观测值的个数，通过其与观测数的比值可以得到表征观测值优劣比例，实际的数据提出率控制在10%以内，过低会使得劣质观察影响计算，过高又使得多余观测值较少，同样影响解算基线；RMS是表征观测质量的验后中误差。可以对周调的修复程度、观测噪音以及观测改正模型误差等给出综合的反映，当然是取值越小越好；RATIO作为一个比值，这一比值的获得是通过加减1-2周以及舍入取整的方式进行探查式计算，实现对于整周未知数N的探查。从计算的结果中选择残差平方和最小的数值作为分母，次小的作为分子，得到的比值越大就表明结果越好；RD0P是相对定位几何因子，与基线的长度无关，只受卫星星座的结合图形结构的影响。如果构成此图形结构的卫星个数越多，图形的强度又好，那么测量的误差对于基线的成果的影响也就越小。
4.提高GPS控制网测量精度的有效措施
4.1对GPS接收机进行检验
对于GPS接收机进行检验包括三方面：接收机内部噪声水平检验、GPS 野外鉴定场检验、天线相位中心稳定性的检验。
（1）接收机内部噪声水平检验又包括两种情况，即超短基线检验与零基线检验。使用长度精确的超短基线或者基线网进行GPS接收机内部噪声水平的检测方法原理如下：在超短基线的两侧分别安装一台接收机天线，按照高精度静态相对定位的规范进行实时的检测。由此得到的数据与已知的基线长度差值就可以反映接收机的内部噪声水平；后者是通过功分器将接受到的GPS卫星信号分为功率及相位一样的两路信号，然后输入到两个接收机，理论上讲，利用相对定位的原理解算由观测数据得到的相应的基线向量应为零。
（2）GPS野外鉴定场检测是通过在野外分别测量长边、超长边以及短边、超短边进行静态的观测，从而可以获得基线值与已知长度的差值，也就获得了接收机的内部噪声水平。
（3）天线相位中心稳定性的检验所一般采用的方式为相对定位法。此方法需要在基线网的精确位置上安装GPS接收机，天线的定向标保持在正北方向，在此基础上观测一两个小时后，将天线中的一根设置为不动状态，其余的在原来的基础上每隔90度设置一根，并进行一个小时的观测；然后保持天线不动，将上面不动状态的天线再相对于其余的天线依次的每隔90度转动，并做相应的观测。最后求解各时段的基线值，计算得到的互差不能超过接收机上标称误差的两倍。
4.2实地仔细踏勘
实地的踏勘过程中要从以下几点确保测站点的观测条件：首先是所选择的点位的四周因该保证开阔，至少障碍物的高度要小于巧度，以保证GPS接收机以及天线的安装；其次要尽量的避免大功率的无线发射源以及高压线，防止其产生的电磁场对于信号的干扰；再次要避免可能引起电磁波的吸收或者反射的大面积物体的存在，从而达到减小多路径效应的干扰。
4.3制订外业观测计划
首先要选择最佳的观测时机，一般认为当天空出现不少于4颗卫星或者GD0P值小于6的情况下可以进行观测；其次卫星的几何图形强度也很重要，当观测站与观测卫星所成的几何图形合适的标准可以量化为GD0P不大于8。最后要进行GPS卫星可见性预报图的编制：将观测日期、时间段、测区中心的概况以及高度角输入后即可得到相应的卫星信息，其原则是，在观测时间段内出现的卫星数量越多越好。
4.4做好外业观测工作
外业观测工作作为观测可靠性的重要影响因素，在实际的测量之前一定要进行细致周密的准备，其重点是：（1）观测的时间应该严格的按照规定的时间进行，并且确保每台接收机的观测员同时的按照此时间进行同步的观测；（2）定向标的的设置要精准，与正北方向的误差控制在5度之内，同时要考虑到当地磁偏角的干扰；（3）一旦开始测量，观测员要集中注意力进行以下信息的记录：实时定位的结果以及变动状态、各通道的信噪比、相位的测量残差、接受卫星的数量级卫星号等。
4.5选择合适的参数进行数据处理
得到的各参数不能急于处理，要首先相应的检验，例如同步环、独立环以及复测基线的检验，以达到甄别可使用值与粗差值，从而提高计算的精度；其次要使用手工选择的方式进行基线的选择，然后使用精密的星历来计算；最后在基线的解算中还要尽量使用起算点的WGS84坐标精度较高的起算点，因此使用转换的WGS84坐标或者已有的再好不过了。
5.城市控制网现代化建设的任务
城市控制网现代化建设任务的完成必须基于三维地心坐标系的建立。具体来说就是建立若干个城市基准站网，这一网络中需要使用GAMIT或者是GLOBK软件进行数据的分析，同时网中要联测包括IGS在内的多个连续运行站。
将首级GPS控制网的固定点设定为基准站点有两个优点：首先是可以通过获得控制点基于ITRF框架的三维地心坐标，从而可以使得每个控制点都可以得到CGCS 200以及wGS84三维立体坐标并实现城市定位控制网的现代化。
于是这就为GPS附合网作三维平差以及如何将三维地心坐标转换到现有城市的独立坐标提出了新的要求。
6.结束语
GPS控制网可以实时的获取带有时间标志的位置信息，可以广泛的用于高精度快速的定位、三维放样、精密导航、各类检测，从而为环境的检测、施工建设、灾害的预测、交通监管、城市规划等提供有力的信息技术保障。随着这项技术的成熟及发展，它必将发挥更大的优势，更好地服务于生产生活。
参考文献：
[1] 沈学标，郇永生．提高GPS水准高程拟合精度的探讨[J]．地矿测绘，2007.
[1] 杨振涛，刘宗泉.GPS地籍控制测量的联网及其精度[J]．测绘信息与工程，2006(4)．
[2] 张吉春，王金梅．GPSRTK控制测量在地籍测量中的应用[J]．科技创新导报2009(8).
关键词：城市；GPS；控制网
中图分类号： P228.4 文献标识码：A 文章编号：
Abstract: based on GPS control network in production city in the life of the prominent role, this paper mainly for the solution of the GPS baseline of refine the problem, baseline results can child sex testing index and methods and improve the accuracy of measurement of GPS control network effective measures are analyzed.
Key words: the city; GPS; Control network
经济社会及科技的发展促进了信息化时代的到来，一个完善的空间数据基础设施要能够为用户提供精确、及时可靠的信息服务。而连续运行的GPS卫星系统就是行之有效的空间数据设施。
1.观测卫星的几何分布对绝对定位和相对定位精度的影响
1.1观测卫星的几何分布对绝对定位的影响
首先引入精度因子D0P(Dilution of Precision)这一导航学中的概念。在不同的要求下可以根据需要采用不同的精度因子及评价模型：例如高程精度因子VD0P、平面位置精度因子HD0P、接收机钟差精度因子TD0P、以及空间位置精度因子、几何精度因子等。由于GPS的绝对定位误差和精度因子存在着正比例关系，提高定位的精确性变转换为尽量减小精度因子。
1.2观测卫星的几何分布对相对定位的影响
下面来定义相对精度因子，即Relative Dilution of Precision。它是空间位置精度因子与观测时间的函数，是一个可以综合表征相对定位精度的概念。为了保证一定的观测精度，一般限制RD0P在一定的数值范围内。
2.GPS基线解算的精化问题
所测得的数据的准确性并不一定保证得到好的GPS成果，因为后期的数据处理也是影响GPS成果质量的重要因素。而数据的处理中基线的解算质量又是重中之重，下面给出几点行之有效的建议，希望对于得到高质量的基线解算：（1）所使用的固定点的坐标的精确性要高，并且在进行基线的解算时使用手工处理；（2）如果出现了整周的未知数难以收敛的情况应该采取以下措施：放棄观测历元少的卫星重组数据链；增加卫星高度角；采用单频解算；截取GDOP值较为稳定的数据段。当然针对较为复杂的问题可以综合考虑几种解决问题的方法，但是必须保留足够的观测数据以备使用。（3）在外业过程中应该及时的对于信噪比 、失锁情况以及信号质量进行记录，以便于基线的手工处理。同时要遵循信噪比低于35的卫星慎用以及低于30的弃用的原则。（4）根据边长的具体情况采取不同的方法：当变长大于25km时，进行的观测时间要尽量的长些，至少保证一个小时；当边不长时选择双差固定解。
3.GPS基线成果可童性检测指标与方法
在使用计算机软件进行基线的解算过程会得到一系列的可靠性检测指标：REJECTED、RD0P、RATIO以及RMS。其中REJECTED是去掉的不合理观测值的个数，通过其与观测数的比值可以得到表征观测值优劣比例，实际的数据提出率控制在10%以内，过低会使得劣质观察影响计算，过高又使得多余观测值较少，同样影响解算基线；RMS是表征观测质量的验后中误差。可以对周调的修复程度、观测噪音以及观测改正模型误差等给出综合的反映，当然是取值越小越好；RATIO作为一个比值，这一比值的获得是通过加减1-2周以及舍入取整的方式进行探查式计算，实现对于整周未知数N的探查。从计算的结果中选择残差平方和最小的数值作为分母，次小的作为分子，得到的比值越大就表明结果越好；RD0P是相对定位几何因子，与基线的长度无关，只受卫星星座的结合图形结构的影响。如果构成此图形结构的卫星个数越多，图形的强度又好，那么测量的误差对于基线的成果的影响也就越小。
4.提高GPS控制网测量精度的有效措施
4.1对GPS接收机进行检验
对于GPS接收机进行检验包括三方面：接收机内部噪声水平检验、GPS 野外鉴定场检验、天线相位中心稳定性的检验。
（1）接收机内部噪声水平检验又包括两种情况，即超短基线检验与零基线检验。使用长度精确的超短基线或者基线网进行GPS接收机内部噪声水平的检测方法原理如下：在超短基线的两侧分别安装一台接收机天线，按照高精度静态相对定位的规范进行实时的检测。由此得到的数据与已知的基线长度差值就可以反映接收机的内部噪声水平；后者是通过功分器将接受到的GPS卫星信号分为功率及相位一样的两路信号，然后输入到两个接收机，理论上讲，利用相对定位的原理解算由观测数据得到的相应的基线向量应为零。
（2）GPS野外鉴定场检测是通过在野外分别测量长边、超长边以及短边、超短边进行静态的观测，从而可以获得基线值与已知长度的差值，也就获得了接收机的内部噪声水平。
（3）天线相位中心稳定性的检验所一般采用的方式为相对定位法。此方法需要在基线网的精确位置上安装GPS接收机，天线的定向标保持在正北方向，在此基础上观测一两个小时后，将天线中的一根设置为不动状态，其余的在原来的基础上每隔90度设置一根，并进行一个小时的观测；然后保持天线不动，将上面不动状态的天线再相对于其余的天线依次的每隔90度转动，并做相应的观测。最后求解各时段的基线值，计算得到的互差不能超过接收机上标称误差的两倍。
4.2实地仔细踏勘
实地的踏勘过程中要从以下几点确保测站点的观测条件：首先是所选择的点位的四周因该保证开阔，至少障碍物的高度要小于巧度，以保证GPS接收机以及天线的安装；其次要尽量的避免大功率的无线发射源以及高压线，防止其产生的电磁场对于信号的干扰；再次要避免可能引起电磁波的吸收或者反射的大面积物体的存在，从而达到减小多路径效应的干扰。
4.3制订外业观测计划
首先要选择最佳的观测时机，一般认为当天空出现不少于4颗卫星或者GD0P值小于6的情况下可以进行观测；其次卫星的几何图形强度也很重要，当观测站与观测卫星所成的几何图形合适的标准可以量化为GD0P不大于8。最后要进行GPS卫星可见性预报图的编制：将观测日期、时间段、测区中心的概况以及高度角输入后即可得到相应的卫星信息，其原则是，在观测时间段内出现的卫星数量越多越好。
4.4做好外业观测工作
外业观测工作作为观测可靠性的重要影响因素，在实际的测量之前一定要进行细致周密的准备，其重点是：（1）观测的时间应该严格的按照规定的时间进行，并且确保每台接收机的观测员同时的按照此时间进行同步的观测；（2）定向标的的设置要精准，与正北方向的误差控制在5度之内，同时要考虑到当地磁偏角的干扰；（3）一旦开始测量，观测员要集中注意力进行以下信息的记录：实时定位的结果以及变动状态、各通道的信噪比、相位的测量残差、接受卫星的数量级卫星号等。
4.5选择合适的参数进行数据处理
得到的各参数不能急于处理，要首先相应的检验，例如同步环、独立环以及复测基线的检验，以达到甄别可使用值与粗差值，从而提高计算的精度；其次要使用手工选择的方式进行基线的选择，然后使用精密的星历来计算；最后在基线的解算中还要尽量使用起算点的WGS84坐标精度较高的起算点，因此使用转换的WGS84坐标或者已有的再好不过了。
5.城市控制网现代化建设的任务
城市控制网现代化建设任务的完成必须基于三维地心坐标系的建立。具体来说就是建立若干个城市基准站网，这一网络中需要使用GAMIT或者是GLOBK软件进行数据的分析，同时网中要联测包括IGS在内的多个连续运行站。
将首级GPS控制网的固定点设定为基准站点有两个优点：首先是可以通过获得控制点基于ITRF框架的三维地心坐标，从而可以使得每个控制点都可以得到CGCS 200以及wGS84三维立体坐标并实现城市定位控制网的现代化。
于是这就为GPS附合网作三维平差以及如何将三维地心坐标转换到现有城市的独立坐标提出了新的要求。
6.结束语
GPS控制网可以实时的获取带有时间标志的位置信息，可以广泛的用于高精度快速的定位、三维放样、精密导航、各类检测，从而为环境的检测、施工建设、灾害的预测、交通监管、城市规划等提供有力的信息技术保障。随着这项技术的成熟及发展，它必将发挥更大的优势，更好地服务于生产生活。
参考文献：
[1] 沈学标，郇永生．提高GPS水准高程拟合精度的探讨[J]．地矿测绘，2007.
[1] 杨振涛，刘宗泉.GPS地籍控制测量的联网及其精度[J]．测绘信息与工程，2006(4)．
[2] 张吉春，王金梅．GPSRTK控制测量在地籍测量中的应用[J]．科技创新导报2009(8).