控制网建网与数据处理实践

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1、GPS定位技术与方法第九章控制网建网与数据处理实践土木工程学院测量工程系1GPS测量的实施前面介绍了有关GPS定位的基本概念和原理，本章将介绍目前GPS测量实施的主要过程，作业的基本方法和原则。由于GPS测量工作的实施方法与用户的要求，和所用接收系统硬件与软件的发展水平密切相关，所以，关于GPS测量工作的作业细节，用户还须按国家有关部门颁发的GPS测量规范，以及所用GPS接收系统的操作说明书执行。2第1节概述GPS测量工作可分为外业作业和内业两大部分。其中，外业工作主要包括，选点（即观测站址的选择）、建立测站标志、

2、野外观测作业以及成果质量检核等工作；内业工作主要包括，GPS测量的技术设计、测后数据处理以及技术总结等。如果按照GPS测量实施的工作程序，则大体可分为这样几个阶段：网的优化设计；选点与建立标志；外业观测；成果检核与处理。3为了满足用户的要求，GPS测量作业，应遵守统一的规范和细则。但是，测量工作的实施，与GPS定位技术的发展水平密切相关，GPS接收系统硬件与软件的不断改善，将直接影响测量工作的实施方法、观测时间、作业的要求和成果处理方法。这里我们将以这些规范为参考，主要介绍一下有关GPS测量作业的基本方法和原则。考虑到

3、，以载波相位观测量为根据的相对定位法，是当前GPS测量中普遍采用的精密定位方法，所以，下面将主要介绍实施这种高精度GPS测量工作的基本程序与作业模式。概述4第2节GPS网的优化设计GPS网的优化设计，是实施GPS测量工作的第一步，是一项基础性的工作，也是在网的精确性、可靠性和经济性方面，实现用户要求的重要环节。主要内容包括，精度指标的合理确定，网的图形设计和网的基准设计。52.1精度标准的确定对GPS网的精度要求，主要取决于网的用途。精度指标，通常均以网中相邻点之间的距离误差来表示，其形式为其中，──网中相邻点间的距

4、离误差(mm)；a0──与接收设备有关的常量误差(mm);b0──比例误差(ppm或10-6)；D──相邻点间的距离(km)。6测量分级常量误差a0(mm)比例误差b0(10-6)相邻点距离(km)ABCDE581010100.1151020100—200015—2505—402—151—10GPS相对定位的精度指标7精度指标，是GPS网优化设计的一个重要量，它的大小将直接影响GPS网的布设方案、观测计划、观测数据的处理方法以及作业的时间和经费。所以，在实际设计工作中，要根据用户的实际需要和可能，慎

5、重确定。GPS相对定位的精度指标82.2网的图形设计网的图形设计，虽然主要决定于用户的要求，但是有关经费、时间和人力的消耗以及所需接收设备的类型、数量和后勤保障条件等，也都与网的图形设计有关。对此应当充分加以顾及，以期在满足用户要求的条件下，尽量减少消耗。9设计的一般原则GPS网一般应采用独立观测边构成闭合图形相邻点间基线向量的精度，应分布均匀。GPS网点应尽量与原有地面控制网点相重合GPS网点应考虑与水准点相重合GPS网点一般设在视野开阔和交通便利的地方。为了便于用经典方法联测或扩展，可在GPS网点附近布设一通视良好

6、的方位点，以建立联测方向。方位点与观测站的距离，一般应大于300m。10基本图形的选择根据GPS测量的不同用途，GPS网的独立观测边，应构成一定的几何图形。三角形网环形网11三角形网GPS网中的三角形边由独立观测边组成。根据经典测量的经验已知，这种图形的几何结构强，具有良好的自检能力，能够有效地发现观测成果的粗差，以保障网的可靠性。同时，经平差后网中的相邻点间基线向量的精度分布均匀。这种网形的主要缺点是观测工作量较大，尤其当接收机的数量较少时，将使观测工作的总时间大为延长。因此通常只有当网的精度和可靠性要求较高时，才单

7、独采用这种图形。12闭合环中基线边数的限值表3级别一二三闭合环中的边数456由若干含有多条独立观测边的闭合环所组成的网，称为环形网。这种网形与经典测量中的导线网相似，其图形的结构强度比三角网为差。不难理解，由于这时网的自检能力和可靠性，与闭合环中所含基线边的数量有关，所以，根据网的不同精度要求，一般都规定闭合环中包含的基线边，不超过一定的数量。三角形网13环形网的优点是观测工作量较小，且具有较好的自检性和可靠性，其缺点主要是，非直接观测的基线边（或间接边）精度比直接观测边低，相邻点间的基本精度分布不均匀。作为环形

8、网的特例，在实际工作中还可按照网的用途和实际情况，采用所谓附合线路。这种附合线与经典测量中的附合导线相类似。采用这种图形的条件是，附合线路两端点间的已知基线向量，必须具有较高的精度，另外，附合线路所包含的基线边数，也不能超过一定的限制。三角形网和环形网，是大地测量和精密工程测量中普遍采用的两种基本图形。通常，根据情况往往采用上述两