论文部分内容阅读
摘 要GPS 快速静态定位测量具有操作简便、补网灵活、观测时间短、定位精度高等特点。
关键词GPS技术;控制测量;应用
中图分类号TP文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)051-0182-01
平面控制测量,包括路线、桥梁、隧道及其它大型建筑物的平面控制测量。路线平面控制网又是公路平面控制测量的主控网,沿线各种工程平面控制网应联系于路线主控网上,而主控网应全线贯通,统一平差。平面控制网的建立,可采用传统测量方法,也可采用全球定位系统(GPS)测量。传统控制测量中,相邻控制点之间必须通视,通过角度、边长和方位角的观测量,逐级地传递起始边长和方位角。与传统的测量方法不同,GPS定位技术,在一定的精度要求下,可以直接确定任一待测点的坐标,相邻观测点之间不需通视,并且,由于各观测点之间的不相关性,其坐标不需逐级传递,因此,测量中不存在传递误差。
1GPS快速静态定位测量
GPS快速静态定位测量是利用快速整周模糊度解算法原理所进行的GPS静态定位测量。它具有高精度、全天候、全球性和点间无需通视等优点,已广泛应用于测量的各个领域,为我国经济建设做出了重大贡献。这一高新技术出现以来,其应用之广泛、普及之迅速是前所未有的。就观测时段而言,《全球定位系统城市测量技术规程》规定,二等以下GPS测量各等级作业的观测时段长度见表1。
由表1可见:与静态定位相比,使用快速静态定位测量,观测时段将缩短2倍;在精度方面,对于二等以下控制网,GPS静态定位测量所能达到的精度,快速静态定位测量同样可以达到,而工作效率却提高了2倍,快速静态定位测量越来越受到人们的青睐。笔者在2002-2004年,使用Topcon GP-Sx1单频接收机,按GPS快速静态定位模式观测,在南京市先后施测了几个大型控制网,取得了良好的效果。
2使用快速静态定位模式布设二等以下控制网时应考虑到的问题
根据多年的实践,笔者就使用快速静态定位模式布设二等以下控制网时应考虑到的问题,归纳如下:
1)选点时,主要应便于GPS信号的接收和不受干扰且利于保存。
2)为便于经典方法进行扩展,每个GPS点至少应有一个通视方向。
3)为了提高GPS网的可靠性,每个测站应与三个以上的独立基线相连,布网时应布设成能够组成独立校核条件的图形,且网中最小异步环的边数应满足《规程》的规定。
4)用单频接收机进行GPS快速静态定位测量时,要求同时接收5颗以上卫星。
5)网中相邻点的距离应小于20km。若相邻点的距离大于20km时,应采用GPS静态定位法施测。
6)为了使GPS成果能较好地转换到地面网中,一般可选3个以上起算点,1个以上校核点,这样既可以保证新老成果的一致性,又可以保持GPS网的原有精度。为保证整网的点位精度均匀,起算点一般应均匀地分布在GPS网的周围。
7)为了使网中各相邻点具有较高的相对精度,一定要对其进行同步观测,以获取它们间的直接观测基线,这样可以避免在以后的应用中出现问题。
8)在寻常标下观测时,应适当延长观测时间或放倒规标。需在规标的基板上安置天线时,应先卸去规标顶部,将标志中心投影至基板上,然后依投影点安置天线,投影方法见GB/T179420
9)按快速静态定位模式解算基线向量时,要求它的一个端点有较精确的WGS-84系坐标,一般可利用GPS单点定位法获得。
3GPS观测
1)使用仪器使用6台Ashtech型静态单频GPS接收机(标称精度为5ram+lppm)进行GPS网野外数据采集。
2)作业时基本技术要求卫星截止高度角≥l5°;同时观测有效卫星数≥4;平均重复设站数≥ 1.6;同时观测有效卫星数≥4;时段长度≥60min;数据采样率(s)≤30s。
3)观测方式每时段观测均量取天线高两次,其互差不超过3ram,取平均值作为最后天线高。
4)外业数据检核。①同一时段观测值的数据剔除率不易大于10%。②重复基线的测量差值ds≤2√2σ。
4GPS内业解算
1)数据后处理。①GPS观测数据内业编辑输入相关点位信息后,采用接收机配备的商用软件Ashtech solutions 2.5进行基线解算,保证每一条基线都求出整周模糊度。②重复基线较差和非同步环闭合差的检核仍按外业基线检核时的要求进行。
2)网平差。①对整网进行无约束平差并检核GPS网的观测质量。以所有独立基线组成闭合图形,以i维基线向量及相应方差协方差阵作为观测信息,以网一点的WGS一84系三维坐标作为起算依据,进行全网无约束平差。②对整网进行二维约束平差。以深期f市平面控制网GPS点“G2015、2035”作为起算数据,对控制网进行二维约束平差计算。
5GPS点位中误差统计
GPS点位中误差统计100%的点位精度在1.0cm以内,其中46%精度小于0.5cm。充分说明观测数据合格,基线解算质量良好,GPS网的测量精度满足四等要求。
参考文献
[1]CJJ73-97,全球定位系统城市测量技术规程[S].
[2]马克.测绘资质管理规定与测绘新技术新标准应用手册[M].宁夏:宁夏大地音像出版社,2004.
[3]周忠漠,易杰,周琪.GPS卫星测量原理与应用[M].北京,测绘出版社,1995.
关键词GPS技术;控制测量;应用
中图分类号TP文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)051-0182-01
平面控制测量,包括路线、桥梁、隧道及其它大型建筑物的平面控制测量。路线平面控制网又是公路平面控制测量的主控网,沿线各种工程平面控制网应联系于路线主控网上,而主控网应全线贯通,统一平差。平面控制网的建立,可采用传统测量方法,也可采用全球定位系统(GPS)测量。传统控制测量中,相邻控制点之间必须通视,通过角度、边长和方位角的观测量,逐级地传递起始边长和方位角。与传统的测量方法不同,GPS定位技术,在一定的精度要求下,可以直接确定任一待测点的坐标,相邻观测点之间不需通视,并且,由于各观测点之间的不相关性,其坐标不需逐级传递,因此,测量中不存在传递误差。
1GPS快速静态定位测量
GPS快速静态定位测量是利用快速整周模糊度解算法原理所进行的GPS静态定位测量。它具有高精度、全天候、全球性和点间无需通视等优点,已广泛应用于测量的各个领域,为我国经济建设做出了重大贡献。这一高新技术出现以来,其应用之广泛、普及之迅速是前所未有的。就观测时段而言,《全球定位系统城市测量技术规程》规定,二等以下GPS测量各等级作业的观测时段长度见表1。
由表1可见:与静态定位相比,使用快速静态定位测量,观测时段将缩短2倍;在精度方面,对于二等以下控制网,GPS静态定位测量所能达到的精度,快速静态定位测量同样可以达到,而工作效率却提高了2倍,快速静态定位测量越来越受到人们的青睐。笔者在2002-2004年,使用Topcon GP-Sx1单频接收机,按GPS快速静态定位模式观测,在南京市先后施测了几个大型控制网,取得了良好的效果。
2使用快速静态定位模式布设二等以下控制网时应考虑到的问题
根据多年的实践,笔者就使用快速静态定位模式布设二等以下控制网时应考虑到的问题,归纳如下:
1)选点时,主要应便于GPS信号的接收和不受干扰且利于保存。
2)为便于经典方法进行扩展,每个GPS点至少应有一个通视方向。
3)为了提高GPS网的可靠性,每个测站应与三个以上的独立基线相连,布网时应布设成能够组成独立校核条件的图形,且网中最小异步环的边数应满足《规程》的规定。
4)用单频接收机进行GPS快速静态定位测量时,要求同时接收5颗以上卫星。
5)网中相邻点的距离应小于20km。若相邻点的距离大于20km时,应采用GPS静态定位法施测。
6)为了使GPS成果能较好地转换到地面网中,一般可选3个以上起算点,1个以上校核点,这样既可以保证新老成果的一致性,又可以保持GPS网的原有精度。为保证整网的点位精度均匀,起算点一般应均匀地分布在GPS网的周围。
7)为了使网中各相邻点具有较高的相对精度,一定要对其进行同步观测,以获取它们间的直接观测基线,这样可以避免在以后的应用中出现问题。
8)在寻常标下观测时,应适当延长观测时间或放倒规标。需在规标的基板上安置天线时,应先卸去规标顶部,将标志中心投影至基板上,然后依投影点安置天线,投影方法见GB/T179420
9)按快速静态定位模式解算基线向量时,要求它的一个端点有较精确的WGS-84系坐标,一般可利用GPS单点定位法获得。
3GPS观测
1)使用仪器使用6台Ashtech型静态单频GPS接收机(标称精度为5ram+lppm)进行GPS网野外数据采集。
2)作业时基本技术要求卫星截止高度角≥l5°;同时观测有效卫星数≥4;平均重复设站数≥ 1.6;同时观测有效卫星数≥4;时段长度≥60min;数据采样率(s)≤30s。
3)观测方式每时段观测均量取天线高两次,其互差不超过3ram,取平均值作为最后天线高。
4)外业数据检核。①同一时段观测值的数据剔除率不易大于10%。②重复基线的测量差值ds≤2√2σ。
4GPS内业解算
1)数据后处理。①GPS观测数据内业编辑输入相关点位信息后,采用接收机配备的商用软件Ashtech solutions 2.5进行基线解算,保证每一条基线都求出整周模糊度。②重复基线较差和非同步环闭合差的检核仍按外业基线检核时的要求进行。
2)网平差。①对整网进行无约束平差并检核GPS网的观测质量。以所有独立基线组成闭合图形,以i维基线向量及相应方差协方差阵作为观测信息,以网一点的WGS一84系三维坐标作为起算依据,进行全网无约束平差。②对整网进行二维约束平差。以深期f市平面控制网GPS点“G2015、2035”作为起算数据,对控制网进行二维约束平差计算。
5GPS点位中误差统计
GPS点位中误差统计100%的点位精度在1.0cm以内,其中46%精度小于0.5cm。充分说明观测数据合格,基线解算质量良好,GPS网的测量精度满足四等要求。
参考文献
[1]CJJ73-97,全球定位系统城市测量技术规程[S].
[2]马克.测绘资质管理规定与测绘新技术新标准应用手册[M].宁夏:宁夏大地音像出版社,2004.
[3]周忠漠,易杰,周琪.GPS卫星测量原理与应用[M].北京,测绘出版社,1995.