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摘要：采用GPS卫星定位测量进行平面控制测量具有精度高、灵活性强、工作效率高等特点。近年来，我们应用GPS技术完成了公路勘测、公路工程、城市规划改建等测量工作，其中包括路兰新高速公路勘测、武罐高速公路定线复测、广东（增城、白云、花都）三市区的城市规划及浙江衢州开发区的规划等重点工程的控制测量、施工放样工作。通过本人近十七年应用GPS技术到工程控制测量的生产实践，下面重点总结一下在如何控制GPS测量的质量，如何提高其测量精度方面的一些做法和体会。
关键词：GPS；；数据处理；测量精度
1、提高GPS控制测量质量及精度的做法
1.1布网方案。GPS网应根据任务的要求、测区自然状况、交通条件进行设计，既要考虑近期建设的需要，又要考虑城市长远规划的需要及1：500数字化测图，图根点加密的需要，本着确保测量精度、速度快、费用省的原则布设。
（1）首先根据GPS网的等级确定其规范要求的精度和密度。例如GPS三等平面控制网要求平均边长4.5km，约束平差后最弱边长相对中误差不大于1/7万，故布设三等GPS网就要考虑边长在4.5km左右，精度要求：最弱点点位中误差不得大于±5cm，最弱相邻点相对点位中误差不得大于±3 cm，各边边长相对精度不底于1/7万。
（2）点位选择应避开大功频率发射台或高压线，距离高压线不应小于100m，距离大功率发射台不宜小于400m。
（3）点位应避开由于地面或其他目标反射所引起的多路径干扰的位置。
（4）高度角为15°的上方，应无妨碍通视的障碍物。
（5）GPS控制网应同附近等级高的国家平面控制网点联测，联测点数不少于3个，并力求分布均匀，且能覆盖本控制网。当GPS控制网较长时，应增加联测点的数量。
（6）同一公路工程项目的GPS控制网分为多个投影带时，在分带交界附近宜同国家平面控制点联测。
（7）二、三、四等GPS控制网应采用网连式、边连式布网；一、二级GPS控制网可采用点连式布网。GPS控制网中不应出现自由基线。
（8）GPS控制网由非同步GPS观测边构成多边形闭合环或附合路线时，其边数应附合相应等级规范要求。
（9）首级布设时，宜联测2个以上高等级国家控制点或地方坐标系的高等级控制点；对控制网内的长边，宜构成大地四边形或中点多边形。
（10）布网应从起算点开始，以边连、点连混合方式连续构成整体网。连接后，应便于组成较长的同步环、异步环及复测基线，使GPS网具有较强的几何强度和多余观测及尽量做到重复设站，使GPS网具有一定的可靠性，为GPS网的整体精度提供有力保证。
1.2选点。选点的科学与否，也是影响GPS外业观测质量和GPS网精度的重要因素。选点应考 虑GPS网的设计要求及测区的自然地理情况并结合规范的要求，一般说来选点应满足如下要求：
（1）点位应近可能选在土质坚实、稳固可靠、交通方便、便于埋设和长期保存的地方，同时便于安全安置接收设备、便于观测操作的地方。
（2）点位应选在视野开阔处，高度角在15°范围以上且上方天空没有障碍物。
（3）充分利用旧有控制点，应选成果精度符合要求的点，且其点的名称不易改变的；对仅有标石无成果或无符合要求的成果时，可借用其标石作为新点选取。
（4）点位应考虑日后用常规加密的方便，点位之间最好通视，或至少有一个通视方向。
1.3外业观测。外业观测的质量是保证GPS测量原始数据质量的重要环节。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆为提高 其观测精度，在外业观测前要制定科学周密的观测计划.
首先通过微机设置测区近似经纬度，作业日期及时间，编制GPS卫星可见性预报表，包括可见卫星数、号，卫星高度角、最佳观测卫星组，最佳观测时间，点位精度因子等。根据上述预报选择最佳观测卫星组，最佳观测时间，制定好观测计划。确定每组观测使用接收机的台数和型号。具体还应满足如下要求：
（1）全网的同步观测时间均应安排在每天的最佳观测时段，每时段最少跟踪4颗卫星，精度因子PDOP值均小于6。
（2）在测站上，天线严格整平对中，天线固定标志大致朝北，天线高在测前、测后精确量取，互差不得超过2mm，采用平均值，读数精确到1mm。
（3）每时段观测时间根据规范要求，其时间长短，应根据基线的长短而定，基线长小于20km时，观测时间取90分钟为宜，数据采集间隔为10-60秒，一般采用30秒。
（4）观测过程中，观测者应坐在接收机旁，头顶不要超过天线，随时观察数据接收情况，如卫星数、信噪比及几何精度因子变化及点位周围环境因素，灵活掌握观测时间，若出现观测质量不佳的情况应及时联络各测站，可延长观测时间。
（5）为确保数据安全，每天的观测数据应及时传输至微机存盘保存。每天测站的点名、点号、仪器高、天线高的输入应准确无误。
1.4 GPS的数据处理及GPS网的平差
（1）GPS基线解算及质量控制 要提高GPS网基线解算的精度，必须做好观测数据的处理工作，检验每天观测数据的精度和有效性，每天必须及时地对外业观测数据进行计算、检验，即进行基线解算及同步环、异步环坐标分量相对闭合差、复测基线较差的统计和误差衡量，对误差超限的基线进行适当处理或进行复测，以确保外业观测数据的质量和精度。
（2）GPS网的平差和质量控制 在WGS-84大地坐标系中的三维无约束平差。是以全网的坐标起算点起算，以GPS基线向量为观测值，在WGS-84坐标中进行三维无约束平差。平差后提供了WGS-84坐标系的大地坐标和地心坐标以及相应的精度指标。通过对精度指标是否超限来考察GPS网是否达到了较好的内部符合精度。如平差后的最弱边相对精度必须符合规范规定的限差要求。
2、如何提高GPS控制测量质量及精度的体会与建议
（1）对GPS网中已知点的坐标的精度要进行认真的分析和检验，避免利用那些存在较大误差的“已知点”作为平差计算或坐标转换的约束条件，其结果会影响GPS测量原有的精度，给GPS网的最后结果带来影响。检验方法，一是认真查阅这些已知点的等级、精度等资料，二是通过高精度的测距仪进行测距和已知点计算的边长进行比对，三是对已知点进行分组约束平差试算，找出匹配的平差精度高的已知点。
（2）对精度要求高，重点工程的GPS控制网的成果的检验，可在其GPS网内布设一级光电测距导线，从其测距导线的坐标闭合的相对精度，检验GPS测量最后的平面控制成果的精度，同时也检验了已知点的相对精度。
（3）采用GPS技术进行平面控制测量，具有精度高、灵活性强、工作效率高的特点，不但要求作业人员具有较高的GPS测量专业技术水平，而且更要有高度的责任心。这对确保观测数据质量和平差计算成果的精度是至关重要的。因为每一失误都有可能造成观测成果和内业计算成果的错误，造成返工或不可弥补的损失。具体要求是在静态测量中，要保证测站点名、点号、仪器高、天线高输入的正确。在内业平差计算时，要对约束点、校核点、平面坐标和高程的输入进行反复校对，保证其正确无误。在动态测量中，也要求观测者时时保持高度的责任心，如立杆者必须做到气泡居中，点位对中，误差在1cm以内方可测量，这是保证动态测量精度的关键，须认真做好。
（4）外业施测在在温度比较低（0℃以下）时，应提前20分钟对接收机进行加温预热。这样的观测数据的质量优于未经过接收机预热的观测数据。
3、结语
近年来，我们应用GPS技术完成了相当多的重点工程的测量工作，不难发现，采用GPS卫星定位测量进行平面控制测量具有精度高、灵活性强、工作效率高等特点。 所以提高GPS测量精度在今后的工作中非常重要。
参考文献
[1]李成丰.提高GPS测量精度的分析及措施[J].改革与开放,2009 (05):p134.
[2]王锴.浅析GPS技术在工程控制测量的应用及测量精度[J/OL].中国战略新兴产业:1-3[2018-03-27].https://doi.org/10.19474/j.cnki.10-1156/f.0025 47.
论文作者:马高红
论文发表刊物:《防护工程》2018年第7期
论文发表时间:2018/8/15
标签：精度论文; 测量论文; 基线论文; 点位论文; 联测论文; 坐标论文; 误差论文; 《防护工程》2018年第7期论文;