宝鸡市蟠龙塬70平方公里测区内布设GPS控制网的方法和精度

赵飞燕， 杨旭江， 孙茂存， 周 波

(杨凌职业技术学院， 陕西 杨凌 712100)

0 前 言

宝鸡市蟠龙塬地区是以蟠龙镇为中心，面积约为69.5 km2。测区经纬度约为东经E107°09′～ E107°17′，北纬N34°22′～ N34°26′。地物、地貌主要包括村落、耕地、河流、边坡在内的宝鸡市的城乡结合部，测区中部地区比较平坦，交通便利，主要由村落和耕地组成，除个别村落建筑密度较大，错综复杂外，大部分区域有硬化的网状道路，在测区东、西、南三边的边缘地带则主要由落差较大的边坡和河流或人工渠组成，地形较为复杂。为了在此范围之内完成比例尺为1∶1000的地形测图任务，采用GPS控制测量的方法，在9个已知控制点的基础上，另外再选取13个控制点，布设了D级GPS控制网，采用边连接的方式，同步观测4个时段，对静态外业原始数据采用中海达GPS数据处理软件进行了分析，得到了可靠的结果。

1 宝鸡市蟠龙塬规划区D级GPS静态外业观测计划

1.1 静态外业观测计划略图

考虑到GPS静态测量的特点，以及整个测区范围内的地形和地貌情况，依据 《全球定位系统城市测量技术规程》(CJJ 8-99)、《城市测量规范》(CJJ8-99)，在已有KZ01～KZ09共9个已知控制点的基础上，另外选取了GD01～GD13共13个D级GPS控制点。依据D级GPS控制网的技术要求，基线最弱边相对中误差≦1/45 000，布网设计时遵循以下几个原则。

①采用独立观测边构成闭合图形，以增加检核条件，提高网的可靠性。

②GPS网点设在视野开阔和交通便利的地方，便于GPS的测量观测和水准联测，减少多路径影响。本次外业观测采用边连接式，组成GPS网，能保证网的几何强度，提高网的可靠指标。

选点工作遵守以下原则。

①点位布设在易于安装GPS接收机、视野开阔的较高点上。

②点位目标要显著,视场周围15°以上不应有障碍物,以减小GPS信号被遮挡或被障碍物吸收。

③点位应远离大功率无线电发射源(如电台、微波站等),其距离不小于200 m，点位远离高压输电线和微波无线电信号传送通道,其距离不得小于50 m。以避免电磁场对GPS信号的干扰。

④附近不应有大面积水域或不应有强烈干扰卫星信号接受的物体,以减弱多路径效应的影响。

⑤点位应选在交通方便,有利于其他观测手段扩展与联测的地方。

⑥基础稳定,易于点的保存。 22个控制点的分布如图1所示，鉴于已知控制点KZ01～KZ09位置分布是半包围整个测区范围，新选的9个控制点均匀分散在测区内，保证后期的碎步测量有足够多的已知控制点。

1.2 静态外业观测计划

针对测区范围内的22个控制点，静态GPS外业观测采用边连接的形式，可以保证观测数据的质量和节省外业工作的时间。使用8台套中海达V8型号GPS接收机进行同步观测，整个静态外业观测分4个时段进行，每个时段同步观测2个小时，各个时段观测的点号见表1，GPS静态外业观测的网形见图2。通过图2可以判断，观测的公共边分别为：GD09-GD12、GD11-GD12、GD11-GD03、GD03-GD04、GD04-KZ06、GD12-GD10、GD10-KZ05、GD03-KZ09。采用这种观测计划，使得GPS控制网稳定且有足够多的多余观测量，保证网平差的整体精度。

(KZ01～KZ09为已知点，GD01～GD13为待求点)

图1 GPS控制点分布图

图2 GPS静态外业观测的网形

2 宝鸡市蟠龙塬规划区D级GPS静态控制测量内业计算的方法

2.1 使用的软件

采用中海达公司提供的GPS数据处理软件包“HDS2003”进行GPS网平差。计算时先使用随机处理软件，解求独立基线，然后在WGS-84坐标系中进行无约束平差，利用无约束平差的可靠成果，最后在宝鸡市城市坐标系中进行三维约束平差。

2.2 数据处理的过程

原始数据的导入→测区坐标系统的选择→中央子午线的设置：(108度)→静态基线处理→已知数据的输入→平差计算→自动生成报告。

2.3 数据处理的结果

2.3.1 最终坐标平差值 在平差的过程中，选用KZ03、KZ06、KZ09做为已知点，KZ01、KZ02、KZ04、KZ08做为检核点。平差计算的部分结果见表2。

2.3.2 最弱点平面中误差 平差计算的最弱点平面中误差见表3。

表2 平差计算结果

表3 最弱点平面中误差

3 宝鸡市蟠龙塬规划区D级GPS静态控制测量内业结果分析

依据以上平差计算的结果，以最弱点KZ08为例，解算出的坐标和提供的坐标值的互差见表4。

表4 最弱点KZ08解算的结果与提供的坐标的互差

由表4得出：计算出的点位互差最大没有超过0.03 m，此精度符合D级GPS控制测量的限差要求，GPS在宝鸡市蟠龙塬70 km2测区内布设控制网，控制点的精度完全可以满足地形测图的需要。

参考文献：

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[6] CH2001-92，全球卫星定位系统(GPS)测量规范[S].

[7] CJJ73-97，全球卫星定位系统(GPS)城市测量技术规程[S].