基于gps控制网的山区地形测量技术探讨

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1、基于GPS控制网的山区地形测量技术探讨摘要:本文基于笔者多年从事工程测量的工作经验,以某山区地形测量为工程背景,研究探讨了基于GPS山区地形测量技术,分析了整个技术流程,相信对同行能有所裨益。　　关键词:GPS地形测量控制测量精度　　:TB22:A:1672-3791(2011)01(c)-0043-01　　　　GPS作为一种全新的测量手段,不仅具有精度高、速度快、通用性强、便于操作、全天候、无需通视等优点,还可同时提供平面和高程三维位置信息。　　某山区1∶1000带状地形测量工程,测区山高坡陡、森林茂密、灌木丛生,

2、地形平均坡度达20°～30°,通行通视非常困难,给常规控制测量带来了很大难度,为了确保工期、保证质量,我们采用了GPS控制测量方法。　　　　1GPS控制X的布设　　本工程是山区公路带状地形测量,为了满足工程设计及施工的需要,GPSX点自然紧随公路而布设,点位要求顾及公路测设范围且基本分布均匀,各测点要求至少能与一个相邻GPS点通视。本次共布设17个E级GPS点,联测已知点3个,平均基线270m。X中联测的3个已知点为我院1983年所施测的三等三角控制X,其高程为1956年黄海高程系。　　　　2GPS控制X的外业观测　

3、　2.1仪器装备　　采用3台美国产AshtechSCA-12S型单频接收机进行观测,其静态定位测量精度为±(10mm+1ppm.D)。　　2.2观测的技术指标　　(1)有效观测卫星数不小于4颗;(2)观测时段大于60min;(3)时段中任一卫星的有效观测时间大于20min;(4)卫星高度截止角大于15°;(5)卫星几何图形因子GDOP值小于6,空间位置;(6)精度因子PDOP值小于6;(7)数据采集间隔为15s;(8)数据采集方式为L1采集。　　2.3观测时间选择　　根据卫星星历预报,当时当地上午09:20以前能接收

4、到4颗以上健康卫星信号,且图象强度因子(PDOP)值都小于6。为了保证在最佳时间内观测,每天安排在5:30～9:30这段时间进行作业,以确保GPSX的精度。　　　　3数据处理及检核　　将外业当天采集的数据传输到计算机中,然后对其进行基线向量处理,以确保外业数据的质量,同时也是对外业数据质量的检验。数据处理采用随机软件GPSV5.2进行,根据自动处理输出的基线向量指标,即可知道基线的解算情况。作业过程中,有一天发现同步环4～5～6闭合差超限,经认真分析,发现是点位置选择不当所致,4号点选在5号点山脊的北面,6号点选在5

5、号点山脊的南面,致使同步环上各测点观测到的卫星不同步,需要调整个别点位,这是山区GPS作业中值得注意的。　　为了提高基线向量的解算精度,可以采取以下措施。　　(1)增大高度截止角。　　系统默认的高度截止角为150°,增大高度截止角对求解整周未知数与提高成果精度有益,因为所有相应的噪声随卫星高度截止角增大而降低,但这时要有较多的卫星参与计算,且以GDOP值良好为前提。　　(2)改变历元间隔。　　由子GPS机本身和外界干扰产生的整周跳变,如卫星信号被树叶阻断,使基准信号和卫星信号混频以产生差频信号。这时,改变历元间隔,可

6、以提高基线向量的解算精度。但改变历元间隔数值越大,需要的观测时间就相对越长。　　(3)剔除个别含有粗差的基线,找出原因,采取有效措施进行重测,以确保整体质量。　　　　4GPS控制X平差和成果评价　　采用GPSV5.2随机软件进行X平差,首先采用m,最弱势相对精度为1:285000,无名岭的己知成果与本次平差成果比较δX=0.010,δy=0.01,这说明采用GPS定位技术可以建成高精度的控制X。　　GPS高程测量是利用2个四等水准点Ⅲ－10,某矿施测GPS水准,相当于四等电磁波测距三角高程,经ASE12110全站仪按

7、I级导线精度进行外业检测,其统计结果如表1。　　从外业检测数据可看出,GPS控制X精度高,成果可靠,足以满足山区地形测量的要求。　　　　5结论与体会　　(1)GPS控制X在山区控制测量中具有布X灵活方便、作业效率高,能减少砍伐树木,对保护生态环境具有积极意义。(2)对山区选点要避免同步环中一个点在山脊一边,另一个点在山脊另一边;或一个在狭窄的山沟里,另一个在山头上,选点还要避免选在大树下、坡度大的山脊山坡上、陡坎下面,以免影响GPS测量精度。(3)观测时间的正常选择,对提高GPS测量精度有着决定性的影响。(4)GPS

8、技术虽然受一定条件限制,但在控制测量中采用GPS定位技术与常规测量技术相比,无论在速度、效率、质量、操作方面,还是对气象的适应能力等方面GPS卫星定位技术具有无可替代的优势,具有很高的实用价值。