航测控制网采用GPS技术的探讨.doc

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1、航测控制网采用GPS技术的探讨摘要：文章通过应用中海达V8双频接收机进行本溪市石桥子新城航测GPS网的建立，叙述了GPS网测量的布设方案和实测情况，讨论了GPS网测量的精度和体会。　　关键词：GPS网；精度分析；体会　　0引言　　随着国家振兴东北老工业基地战略的实施，建设本溪生物医药产业基地，打造中国北方药谷，以生物医药产业为支撑，在沈阳市和本溪母城中间地带，建设一座与沈阳行政区划接壤、占地面积60平方公里、容纳人口50万的生态新城。这是推进沈本一体化进程，实现沈阳经济区发展战略的重要组成部分，是辽宁省政府举全省之力重点推进的特色产业之一。为了满足新城规划建设需要，市政府决定更新基础

2、地理数据库，采用航测的方法完成新区81.6平方公里航测数字化成图、DEM及正射影像图基础资料。　　1工程概况及原有资料　　本溪市新城地理位置在41°24′22″-42°24′58″，123°37′11″-123°47′36″。有304国道、沈丹铁路、沈丹高速公路从测区穿过，交通方便，主要居民地为石桥子、张其寨、歪头山。测区内共搜集到1980西安坐标系Ⅱ等三角点4个，分别为大崴子、大旺山（即GPS16，下同）、狼洞沟和马圈子。85高程基准国家水准点2个，分别为Ⅰ沈丹10和Ⅱ高程寨。经实地勘察，上述成果标石保存完好，可作为三等GPS控制网的平面和高程起算点。采用1980西安坐标系、高斯—

3、克吕格正形投影，统一30带的平面直角坐标，中央子午线为123000'；高程采用1985年国家高程基准。　　2GPS网建立　　2.1选点与埋石　　三等GPS网点充分考虑本溪市（沈溪）新城整体发展和建设需要，点位分布密度科学、合理覆盖面广，便于保存和使用方便，进行GPS网的选点和埋石；GPS网点和水准点点位分布、网点间距离等均满足规范与设计要求。其中利用原有三角点11个，新埋设网点4个；新布设三等水准点3个。三等GPS网点编号从GPS11开始，依次递增至GPS22（GPS22为过渡点），详见GPS网图；新布设三等水准点编号从SZ01开始，依次递增至SZ03。　　尽管GPS点的点位不受通视

4、和图形条件的限制，但是考虑到以后使用的方便，点与点之间均有两个以上的通视方向。点位的基础坚实稳定，易于长期保存，便于观测，交通方便，视野开阔，视场内的障碍物高度角小于15°，并且远离高压输电线及电信、电视转播台、微波站等大功率无线电发射源等强电磁场和微波通道处。三等GPS点和三等水准点标石相同，采用不锈钢标芯，标石规格按照规范要求埋设。　　2.2三等GPS网观测网图　　　　本溪石桥子(沈溪)新城航测GPS网图　　2.3GPS数据处理及成果质量4　　GPS接收机所接收的信息（观测量）为伪距、载波相位差及星历数据。要得到两测站间的基线向量（相当于两站天线间的直线距离），必须对GPS接收机

5、信息进行计算处理，最终求出双差固定解或三差解作为基线解算的最终结果。根据技术设计要求，对外业数据资料进行全面检查，基线解算使用仪器自带软件“HDS2003数据软件处理包”对数据进行处理。全部基线均通过了软件所设置的各种先验误差限值。基线解算之后，对基线向量进行了复测边相对精度检验和独立闭合环闭合差检验。独立闭合环分为同步环和异步环；同步环检验能够反映出基线本身的质量；异步环检验则反映GPS网的整体质量状况。　　测区三等GPS网共有基线58条，其中复测基线27条。基线平均长度为5.85km，根据技术设计规定，固定误差a≤10mm，比例误差系数b≤10（1×10-6）,计算相邻点间基线长

6、度精度（即标准差）σ为0.031m。复测基线长度较差限差为0.087m。复测基线较差最大为0.028m（对应基线为GPS12-GPS13），满足规范要求。同步环各分量闭合差限差为0.0107m（限差为0.0185m）；异步环各分量闭合差限差为0.1607m（限差为0.2784m）。全网共构成12个同步环和44个异步环。其中，同步环最大全长闭合差为0.0151m（对应闭合环为：大崴子-GPS14-GPS19）；异步环最大全长闭合差为0.0793m（对应闭合环为：大崴子-GPS12-GPS14）。可知全长闭合差、各分量闭合差满足技术设计规范。　　3GPS网的平差计算　　3.1三维无约束平

7、差　　三维无约束平差是在WGS84坐标系下进行。三维无约束平差就是以GPS基线向量为观测值，以其方差阵之逆阵为权进行平差检查网内有无粗差基线，考察网本身的内符合精度以及基线向量之间有无明显的系统误差，方差因子是否符合客观实际精度。无约束平差反映了GPS网的真实精度。网内58条基线均参与平差计算，平均点位中误差为0.0043m；平均边长相对中误差为1:532920；最弱点点位误差为0.0191m（对应点为GPS18）；最弱边长相对中误差为1:203416（对