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【摘 要】公路在保障经济生活生产和建设良好生活环境中的作用也越来越重要，开展公路改建工程是提高公路状况的根本措施，有效的推动了经济的发展。
控制测量中GPS定位技术迅速应用到工程测量的各个领域，能快速而准确的完成测量任务。本文重点讲述了GPS技术在以S213公路改建工程為例，根据测量任务书和技术规范要求，对整个测区合理选取GPS控制点和水准点并布设GPS-E级控制网。通过外业观测得的数据和已有的高等级的控制点提出了两套套网平差方案，再通过数据处理软件得到各个方案的精度指标，选取精度最高的网平差方案得到各GPS控制点的坐标，从而完成施工平面控制网的布设，便于高效的进入下一步的测量工作。
【关键词】GPS技术;公路改建;控制网;网平差
1.S213公路改建控制测量的实施
1.1测区概况
S213宜黄棠阴至徐兰段、南城徐兰至里塔段需要改建的公路全长约为34.340km，地理位置位于东经116°18′至116°32′之间，北纬27°21′至27°28′之间，通视良好，测区全段手机移动信号良好。平面坐标系统采用的是CGCS 2000国家大地坐标系，坐标投影带中央子午线为东经117°。
1.2作业依据
[1] 《全球定位系统（GPS）测量规范》（GB/T18314-2009）;
[2] 《全球定位系统实时动态测量（RTK）技术规范》（CHT2009-2010）。
[3] 《卫星定位城市测量技术规范》（CJJ/T 73-2010）;
2. S213公路改建GPS数据处理与建网方案
2.1数据处理方案
（1）控制网平差方案。本次公路改建工程施工平面控制网共19个控制点，四个已知点分别为V328，V592，A080，V401。通过已有数据提出2套平差方案，即①以V328，V592，A080，V401为起算数据，先对I030，I060进行首级平差解算，然后再以V328，V592，A080，V401，I030，I060作为起算数据，进行加密平差解算。②以V328，V592，A080，V401为起算数据，对所有控制点直接进行平差解算。已知高等级控制点的坐标，如：表2-1。
（2）GPS静态控制网观测数据采集。GPS静态控制网野外数据采集采用六台精密测量型南方灵锐S86T GPS接收机以静态模式同步进行野外数据采集。GPS静态网由6台GPS接收机观测4个时段、5台GPS接收机观测3个时段，每个时段观测60min，共观测基线80条，完全独立基线28条。全网由19个控制点（包括4个已知点V328，V592， A080，V401）组成。共有有效观测文件34个，平均重复设站数1.79
2.2处理过程
（1）新建项目;（2）增加观测数据文件;（3）输入已知点坐标;（4）基线解算设置;（5）基线解算;（6）平差参数设置;（7）网平差计算。
2.3静态网布设两种平差方案及其数据处理比较
（1）坐标系统名称： 2000国家大地坐标系;
（2）基准参数：①椭球长半径：6378140.000000，②椭球扁率：1/298.257;
（3）控制等级：E级;
（4）投影参数：①投影比率：M0=1.00000000，②投影高：H=0.00000000。③投影面的平均纬度：Bm=0，④原点纬度：B0=0：00：00.00N。 ⑤中央子午线：L0=117：00：00.00E，⑥北向加常数：N0=0.0000。 ⑦东向加常数：E0=500000.0000
（1）静态网布设方案一及其数据处理。
①静态网的布设。静态GPS网型状为狭长的带状延伸型，采用边连式布设成由大地四边形相连的环形网，按照委托方提供的线路走向选点，每隔3-5km布设一静态采集点，最后综合实地情况一共选择19个点布设静态GPS网（含4个高等级已知点），分别为I003，I011，I022，I030，V328，V592，I032，I040，I044，I060，A080，V401，I052，I067，I068，I069，I070，I080，I090。由于国家控制点相隔较远且布设不均匀，故先选择I030、I060作为首级控制点，进行平差解算，再用平差后I030、I060的值作为已知点带的网中进行静态加密控制测量。首级控制网如图2-1，加密控制网如图2-2。
②控制点的质量检查。本次测量对已有一级控制点的检测平面较差最大值为4.9㎝，;控制点平面收敛精度最大值为1.3cm，平面互差≤5.0cm，可作为本次测量的平面控制成果。
在网平差成果中，各项指标都满足E级平面控制网技术要求。其中最强边、最弱边，最强点、最弱点的情况如下表2-2，表2-3：
（2）静态网布设方案二及其数据处理。
①静态网的布设。静态GPS网型状为狭长的带状延伸型，采用边连式布设成由大地四边形相连的环形网，按照委托方提供的线路走向选点，每隔3-5km布设一静态采集点，最后综合实地情况一共选择19个点布设静态GPS网（含4个高等级已知点），分别I003，I011，I022，I030，V328，V592，I032，I040，I044，I060，A080，V401，I052，I067，I068，I069，I070，I080，I090。用A080，V328，V401，V592国家高等级已知点进行静态控制测量。方案二建网的方案如图2-3。
②控制点的质量检查。本次测量对已有一级控制点的检测平面较差最大值为4.9㎝，;控制点平面收敛精度最大值为1.3cm，平面互差≤5.0cm，可作为本次测量的平面控制成果。 在網平差成果中，各项指标都满足E级平面控制网技术要求。其中最强边、最弱边，最强点、最弱点的情况如下表2-4和表2-5：
2.4静态网布设及其数据处理的两种方案结果对比
E级平面施工控制网的精度衡量指标有两个，一是最弱边相对中误差要小于1/45000，二是点的点位中误差。经这两项比较得出，第一种方案较好，第二种方案较差。说明第一种方案平差所得到的控制点的精度良好，稳定，可靠。与此同时，还说明了起算数据的分布情况会直接影响网的平差精度，越均匀，精度越好。
本文是讲述S213公路改建工程基础控制测量的实施，通过从控制网的设计到实施，再到数据处理与分析，完成了这个课题，得到以下总结：
静态网布设方案一，其在进行网平差时合理利用了已知的起算数据，所选的已知点要能够控制整个网，保证网平差精度。由于网型过长且成带状分布，要保证网型的稳定和可靠性，先选取两个未知点I030、I060做首级控制点，再用首级控制点和国家高等级已知点进行静态加密控制测量，提高测量精度。其中最强边相对误差为1：56890035，最弱边相对误差为1：43051，最强点点位精度为2.4037（mm），最弱点点位精度为4.5671（mm），数据分布均匀度好，平差精度高。
静态网布设方案二，其直接代入已有的已知数据，由于数据分布过长且成带状分布，已有控制点在线路的两端不能合理控制整个网型，使得已知控制点控制范围大，异步环、同步环总环长变长，基线边长变长让，虽然处理结果过符合规范和平差的限差要求，但增加了最弱边相对中误差和点位中误差，降低了平差后的坐标和点位精度。最强边相对误差为1：1405618，最弱边相对误差1：25442，最强点点位精度2.2887（mm），最弱点点位精度32.1761（mm），数据分布均匀度差，平差精度低。
所以由平差成果看出，各项指标都满足E级网的技术要求，说明了本次公路改建工程施工平面控制网布设方法可行，其成果可以作为后继各项测绘工作的基础。通过对比方案一的平差精度最高、质量最好，所以将其平差解算成果作为最终成果。
3.结语
GPS静态采集的点的坐标数据，将采集来的数据导入GNSS数据处理软件，由于所测的点都分布在道路的两侧并成带状分布，开始直接导入采集来的数据，输入已知控制点坐标进行建网平差计算的话，得到的网型不稳定，数据偏差过大，影响数据的准确性。后来换了一种方式建网，先在要求的点位中挑选两个分布在网型中心枢纽位置的点，与已知高等级控制点进行首级控制网建设，算出这两点的坐标数据，在将这两个点当成控制点一起代入网型中进行加密网平差计算，提高了网型的稳定性，降低了误差，以保证平差结果的准确性，解决了建网平差的问题。
参考文献
[1]徐绍栓，张华海，杨志强等.GPS测量原理及应用.武汉：武汉大学出版社，2011.
[2]孔祥元，梅是义.控制测量学（上册）.第2版.武汉：武汉大学出版社，2002.
[3]孔祥元，郭际明，刘宗泉.大地测量学基础.武汉：武汉大学出版社，2005.
[4]颜平.测量平差基础.北京：中国建筑工业出版社出版，2005.
[5]中华人民共和国交通部.JTG C10—2007.公路勘测规范.北京：人民交通出版社，2007.
[6]中华人民共和国交通部.JTG/T C10—2007.公路勘测细则.北京：人民交通出版社，2007.
[7]国家测绘局.GB/T18314-2001.全球定位系统 GPS 测量规范.北京：中国测绘出版社，2001.
[8]Corbett S J，Cross P A.GPS Single Epoch Ambiguity Resolution [J].Survey Review，1995.
[9]Wolfgang Torge Geodesy.Second Edition Berlin. New York，1991.
[10]GUO jiming.Foundation of Geodesy.Wuhan University，2005.
控制测量中GPS定位技术迅速应用到工程测量的各个领域，能快速而准确的完成测量任务。本文重点讲述了GPS技术在以S213公路改建工程為例，根据测量任务书和技术规范要求，对整个测区合理选取GPS控制点和水准点并布设GPS-E级控制网。通过外业观测得的数据和已有的高等级的控制点提出了两套套网平差方案，再通过数据处理软件得到各个方案的精度指标，选取精度最高的网平差方案得到各GPS控制点的坐标，从而完成施工平面控制网的布设，便于高效的进入下一步的测量工作。
【关键词】GPS技术;公路改建;控制网;网平差
1.S213公路改建控制测量的实施
1.1测区概况
S213宜黄棠阴至徐兰段、南城徐兰至里塔段需要改建的公路全长约为34.340km，地理位置位于东经116°18′至116°32′之间，北纬27°21′至27°28′之间，通视良好，测区全段手机移动信号良好。平面坐标系统采用的是CGCS 2000国家大地坐标系，坐标投影带中央子午线为东经117°。
1.2作业依据
[1] 《全球定位系统（GPS）测量规范》（GB/T18314-2009）;
[2] 《全球定位系统实时动态测量（RTK）技术规范》（CHT2009-2010）。
[3] 《卫星定位城市测量技术规范》（CJJ/T 73-2010）;
2. S213公路改建GPS数据处理与建网方案
2.1数据处理方案
（1）控制网平差方案。本次公路改建工程施工平面控制网共19个控制点，四个已知点分别为V328，V592，A080，V401。通过已有数据提出2套平差方案，即①以V328，V592，A080，V401为起算数据，先对I030，I060进行首级平差解算，然后再以V328，V592，A080，V401，I030，I060作为起算数据，进行加密平差解算。②以V328，V592，A080，V401为起算数据，对所有控制点直接进行平差解算。已知高等级控制点的坐标，如：表2-1。
（2）GPS静态控制网观测数据采集。GPS静态控制网野外数据采集采用六台精密测量型南方灵锐S86T GPS接收机以静态模式同步进行野外数据采集。GPS静态网由6台GPS接收机观测4个时段、5台GPS接收机观测3个时段，每个时段观测60min，共观测基线80条，完全独立基线28条。全网由19个控制点（包括4个已知点V328，V592， A080，V401）组成。共有有效观测文件34个，平均重复设站数1.79
2.2处理过程
（1）新建项目;（2）增加观测数据文件;（3）输入已知点坐标;（4）基线解算设置;（5）基线解算;（6）平差参数设置;（7）网平差计算。
2.3静态网布设两种平差方案及其数据处理比较
（1）坐标系统名称： 2000国家大地坐标系;
（2）基准参数：①椭球长半径：6378140.000000，②椭球扁率：1/298.257;
（3）控制等级：E级;
（4）投影参数：①投影比率：M0=1.00000000，②投影高：H=0.00000000。③投影面的平均纬度：Bm=0，④原点纬度：B0=0：00：00.00N。 ⑤中央子午线：L0=117：00：00.00E，⑥北向加常数：N0=0.0000。 ⑦东向加常数：E0=500000.0000
（1）静态网布设方案一及其数据处理。
①静态网的布设。静态GPS网型状为狭长的带状延伸型，采用边连式布设成由大地四边形相连的环形网，按照委托方提供的线路走向选点，每隔3-5km布设一静态采集点，最后综合实地情况一共选择19个点布设静态GPS网（含4个高等级已知点），分别为I003，I011，I022，I030，V328，V592，I032，I040，I044，I060，A080，V401，I052，I067，I068，I069，I070，I080，I090。由于国家控制点相隔较远且布设不均匀，故先选择I030、I060作为首级控制点，进行平差解算，再用平差后I030、I060的值作为已知点带的网中进行静态加密控制测量。首级控制网如图2-1，加密控制网如图2-2。
②控制点的质量检查。本次测量对已有一级控制点的检测平面较差最大值为4.9㎝，;控制点平面收敛精度最大值为1.3cm，平面互差≤5.0cm，可作为本次测量的平面控制成果。
在网平差成果中，各项指标都满足E级平面控制网技术要求。其中最强边、最弱边，最强点、最弱点的情况如下表2-2，表2-3：
（2）静态网布设方案二及其数据处理。
①静态网的布设。静态GPS网型状为狭长的带状延伸型，采用边连式布设成由大地四边形相连的环形网，按照委托方提供的线路走向选点，每隔3-5km布设一静态采集点，最后综合实地情况一共选择19个点布设静态GPS网（含4个高等级已知点），分别I003，I011，I022，I030，V328，V592，I032，I040，I044，I060，A080，V401，I052，I067，I068，I069，I070，I080，I090。用A080，V328，V401，V592国家高等级已知点进行静态控制测量。方案二建网的方案如图2-3。
②控制点的质量检查。本次测量对已有一级控制点的检测平面较差最大值为4.9㎝，;控制点平面收敛精度最大值为1.3cm，平面互差≤5.0cm，可作为本次测量的平面控制成果。 在網平差成果中，各项指标都满足E级平面控制网技术要求。其中最强边、最弱边，最强点、最弱点的情况如下表2-4和表2-5：
2.4静态网布设及其数据处理的两种方案结果对比
E级平面施工控制网的精度衡量指标有两个，一是最弱边相对中误差要小于1/45000，二是点的点位中误差。经这两项比较得出，第一种方案较好，第二种方案较差。说明第一种方案平差所得到的控制点的精度良好，稳定，可靠。与此同时，还说明了起算数据的分布情况会直接影响网的平差精度，越均匀，精度越好。
本文是讲述S213公路改建工程基础控制测量的实施，通过从控制网的设计到实施，再到数据处理与分析，完成了这个课题，得到以下总结：
静态网布设方案一，其在进行网平差时合理利用了已知的起算数据，所选的已知点要能够控制整个网，保证网平差精度。由于网型过长且成带状分布，要保证网型的稳定和可靠性，先选取两个未知点I030、I060做首级控制点，再用首级控制点和国家高等级已知点进行静态加密控制测量，提高测量精度。其中最强边相对误差为1：56890035，最弱边相对误差为1：43051，最强点点位精度为2.4037（mm），最弱点点位精度为4.5671（mm），数据分布均匀度好，平差精度高。
静态网布设方案二，其直接代入已有的已知数据，由于数据分布过长且成带状分布，已有控制点在线路的两端不能合理控制整个网型，使得已知控制点控制范围大，异步环、同步环总环长变长，基线边长变长让，虽然处理结果过符合规范和平差的限差要求，但增加了最弱边相对中误差和点位中误差，降低了平差后的坐标和点位精度。最强边相对误差为1：1405618，最弱边相对误差1：25442，最强点点位精度2.2887（mm），最弱点点位精度32.1761（mm），数据分布均匀度差，平差精度低。
所以由平差成果看出，各项指标都满足E级网的技术要求，说明了本次公路改建工程施工平面控制网布设方法可行，其成果可以作为后继各项测绘工作的基础。通过对比方案一的平差精度最高、质量最好，所以将其平差解算成果作为最终成果。
3.结语
GPS静态采集的点的坐标数据，将采集来的数据导入GNSS数据处理软件，由于所测的点都分布在道路的两侧并成带状分布，开始直接导入采集来的数据，输入已知控制点坐标进行建网平差计算的话，得到的网型不稳定，数据偏差过大，影响数据的准确性。后来换了一种方式建网，先在要求的点位中挑选两个分布在网型中心枢纽位置的点，与已知高等级控制点进行首级控制网建设，算出这两点的坐标数据，在将这两个点当成控制点一起代入网型中进行加密网平差计算，提高了网型的稳定性，降低了误差，以保证平差结果的准确性，解决了建网平差的问题。
参考文献
[1]徐绍栓，张华海，杨志强等.GPS测量原理及应用.武汉：武汉大学出版社，2011.
[2]孔祥元，梅是义.控制测量学（上册）.第2版.武汉：武汉大学出版社，2002.
[3]孔祥元，郭际明，刘宗泉.大地测量学基础.武汉：武汉大学出版社，2005.
[4]颜平.测量平差基础.北京：中国建筑工业出版社出版，2005.
[5]中华人民共和国交通部.JTG C10—2007.公路勘测规范.北京：人民交通出版社，2007.
[6]中华人民共和国交通部.JTG/T C10—2007.公路勘测细则.北京：人民交通出版社，2007.
[7]国家测绘局.GB/T18314-2001.全球定位系统 GPS 测量规范.北京：中国测绘出版社，2001.
[8]Corbett S J，Cross P A.GPS Single Epoch Ambiguity Resolution [J].Survey Review，1995.
[9]Wolfgang Torge Geodesy.Second Edition Berlin. New York，1991.
[10]GUO jiming.Foundation of Geodesy.Wuhan University，2005.