GPS控制网的布设和衡量指标分析

信息技术　２ｏｌ２年４月（中）ｌ科技创新与应用　ＧＰＳ控制网的布设和衡量指：标分析　吴红跃　（河南金源黄金矿业有限责任公司，河南嵩县４７１４００）　摘要：随着ＧＰＳ技术的发展及广泛应用，在工程应用方面也得到了快速发展。ＧＰＳ控制网的方法多种多样。但一个好的控制网　能大大提高控制网的精度，提高工作效率，本文讲述了如何布设ＧＰＳ控制网。　关键词：ＧＰＳ控制网；方法；优化　１布设ＧＰＳ基线向量网的工作步骤　布设基线向量网主要分测前、测中、测后三个阶段进行。测前工　作主要有：项目提出，技术设计，测量资料的搜集与整理，仪器检验，　踏勘，选点，埋石。测中工作主要有：实地了解测区情况，卫星状况预　报，确定作业方案，外业观测，数据传输与转储，基线解算与质量评　估，重复确定作业方案。测后工作有：结果分析（网平差处理与质量　评估），技术总结，成果验收。　２布网方法　由于ＧＰＳ接收机通过接收卫星发来的信号进行测量的，故网点　选择应注意：　（１）基准站一般选在ＧＰＳ高等级点上；（２）点位应选在交通方便　的地方，以便于迁站；（３）点位应选在一个观测时段的中间位置；（４）点　位应选在地势较高的地方，以保证电台的有效发射范围；（５）点位周　围应便于安置天线和ＧＰＳ接收机，视、开阔，视场内周围障碍物的高　度角应小于１５。；（６）电台发射天线装卸时，避免触及裸露电线；（７）点　位应远离高大功率无线电发射源ｆ电视台、微波站等）及高压线和高　压变电站，以免磁场对信号的干扰；（８）对于设站困　准的地区，采用准　动站（Ｓｔｏｐａｎｄ　Ｇｏ）测点一个点作为基准点。ＧＰＳ网的布网形式ＧＰＳ　网的布网形式有：跟踪站式、会战式、多基准站式、同步图形扩展式、　单基准站式。都有优缺点，但多用同步图形扩展式，它是用多台机在　不同测站上进行同步观测。完成一时段后又迁到其他测站上进行同　步观测，具有扩展速度快，图形强度较高，作业方法简单的特点。又　分为点连式、边连式、网连式、混连式四种形式。同步观测图形有三　种形式：图ａ（采用两台接收机），图ｂ（采用三台接收机），图ｃ（采用四　台接收机）。ｃ图若有ｉｎ台接收机同步观测，则所有观测基线数：ｂ　（ｍ一１）／２，独立基线数：Ｉｎ一１。　名称作业方式测点个数优缺点点连式相邻同步网形间只通过　个公共边（基线）相连１＋ｓ（ｍ一１）效率高，图形强度低边连式相邻同　步环采用一条公共边（基线）相连２＋ｓ（ｍ一２）效率高，图形强度较好网　连式相邻同步环有两个以上点相连，部分重叠Ｋ＋ｓ（ｍ—ｋ１效率低，图　形强度很强混连式灵活采用以上三种作业以上三种结合实践中常　用的方式注：ｓ为时段，ｍ为仪器台数，ｋ为相连公共点。　３　ＧＰＳ网设计指标院评价一个网设计的优劣用以下四个指标　一衡量　３．１效率指标：效率指标用来衡量某种网设计方案的效率，以及　在采用某种布网方案，作业所需时间，消耗等。若网的总站数为ｎ，ｍ　台接收机，重复设站率为Ｒ，设计观测期数为ｓ。ＩＮＴ０为凑整函数，当　Ｒ≥２时，最小观测期数：ＳＲ＝ＩＮＴ（Ｒ＊ｎ／ｍ）。则ＧＰＳ网效率指标为：理　论设计效率：Ｅ１＝Ｓｍｉｎ／ＳＲ＝ｍ×（ｎ—ｌ）＇／Ｒ￣ｎ（ｉｎ一１）．实际效率：Ｅ２＝ＳＰｄＳ—　Ｒｘｎ／ｍｘＳ．总效率：Ｅ＝ＥｌｘＥ２一Ｓｍｉｎ／Ｓ．一般Ｅ２应大于０．９，在Ｒ＝２时，Ｅ　应接近０．６。　３．２可靠性指标：有内外两种可靠性指标，内可靠性指标反映　ＧＰＳ网抵御粗差的能：匀，外可靠性指标反映发现粗差的能力。若ｎ　为网点数，ｍ为仪器台数，则：独立基线向量数：Ｐ＝Ｓｘ（ｍ一１）多余基线　向量数：ｒ＝Ｓｘ（ｍ一１）一（ｎ一１）网可靠性指标：ｒｌ＝Ｐ／ｒ＝１一ｎ一１）／Ｓｘ　ｍ一１）一般　当　达到０．３４以上时，已有很好的可靠性，此时Ｒ＝２，故一般规范中　规定Ｒ≥２。　３－３精度指标：ＧＰ　Ｓ网的测量精度用相邻点弦长中误差８表示。　３．４经费指标：取决于网总点数Ｎ和重复设站率Ｒ。若一台接　收机观测一期平均费用Ｃ，则总费用：ｆ＝ＣｘＳｘｍ，在Ｓ＝ＳＲ时，有最高　实际设计效率，则ｆ＝ＣｘＮｘＲ。　４网的设计准则　ＧＰＳ网设计应着眼于整个测区，固定全网结构，用网环路和多　环路构成封闭式的ＧＰＳ网。在保证质量的前提下，以实际设计效率　高，可靠性指标和精度指标高，消耗最小为原则。设计网的方法：　４．１提高网可靠的方法：增加观测期数，保证一定的重复设站次　数，保证每个测站至少与三条以上的基线相连，所有最小异步环边　数不大于六。　４．２提高精度方法：网中距离较近的点一定要进行同步观测，布　设框架网。　４．３网中起算数据的配置：虽然ＧＰＳ基线向量已包含了尺度和　Ａ图　Ｂ图　方向信息，但由于检核和坐标转换等原因，应布设一定起算数据。起　算点配置：起算点越多，则ＧＰＳ网的成果就能完全与旧成果吻合。一　般可选３—５个起算点，均匀分布，这样既可保证新老坐标成果的一　致性，也可保持ＧＰＳ点的原有精度和精度均匀分布。起算边配置：可　采用高精度激光测距作为起算边长，在３—５条左右，可设置在任何　位置。起算方位角配置：不宜过多，１个即可，放在网中任意位置。起　算高程控制：ＧＰＳ测得的大地高要化为正高，则点位越多越好，且均　匀分布。　结语：　ＧＰＳ控制网的方法虽然多种多样，但是，只要在布设控制网时　参照以上内容并且灵活掌握并应用，在工程应用中ＧＰＳ控制网的应　用将能大大提高控制网的精度，提高作业效率。　参考文献　Ｃ图　表１　名称　作业方式　测点个数　优缺点　点连式　相领同步网形间只通过一个　公共边（基线）相连　Ｉ＋Ｓ（ｍ一１）　边连式　相邻同步环采用一条　公共边（基线）相连　网连式　相领同步环有两个以上　点相连部分重叠　，效率高，图形强度低　效率葛，图形强度较好　２＋Ｓ（Ⅲ一２）　［１】陈向阳．基于小波分析的ＧＰＳ基线向量精化技术『Ｊ］．南通职业大学　学报，２０１　１，（０１）：８４—８７　【２】张俊，李屹旭．误差理论与测量平差基础教学中的若干细节问题探　讨【Ｊ】．北京测绘，２０１１，（０１）：９１—９３　［３】唐丽华，陈金太．基于ＰＡＳＣＯ的声速测量【Ｊ１．大学物理，２０１１，（０１）：　３８－４１　Ｋ＋Ｓ（ｍ－Ｋ）　效率．氐，图形强度很强　混连式　灵活采用以上三种作业　以上三种结合　实践中常用的方式　作者简介：吴￣测绘　（１９７８一）男、河南洛阳人、中专，研究方向：工程　注：Ｓ为时段，ｍ为仪器台数，Ｋ为相连公共点　一５９—