對(duì)工程測(cè)量中GPS控制測(cè)量平面與高程精度誤差的分析.pdf

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1、勘察與測(cè)繪口Ⅱ

2、垂】西2013年2月對(duì)工程測(cè)量中GPS控制測(cè)量平面與高程精度誤差的分析金庭劍(四川省地質(zhì)測(cè)繪院四川省成都市610017)摘要：全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)是利用在空間飛行的衛(wèi)星不斷向地面廣播發(fā)送某種頻率并加載了某些特殊定位信息的無(wú)線電信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)定位測(cè)量的定位系統(tǒng)。隨著科技的不斷發(fā)展，GPS控制測(cè)量普遍應(yīng)用于工程測(cè)量中，但其精度不如傳統(tǒng)控制測(cè)量方法那樣直觀，且目前的GPS商業(yè)平差軟件所顯示出的點(diǎn)位精度也并不可靠。本文是作者通過(guò)測(cè)量工程實(shí)例，分析了GPS控制測(cè)量在網(wǎng)形條件不是很理想的情況下，高程誤差較大的形成原因，以供參考。關(guān)鍵詞：工程測(cè)量；控制測(cè)量；GPs；誤

3、差1引言全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)是利用在空間飛行的衛(wèi)星不斷向地面廣播發(fā)送某種頻率并加載了某些特殊定位信息的無(wú)線電信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)定位測(cè)量的定位系統(tǒng)。目前，正在運(yùn)行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)有美國(guó)的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)、俄羅斯的全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)(GLONASS)、歐盟的Galileo系統(tǒng)和中國(guó)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)(Compass)等。GPS控制測(cè)量以其精度高、速度快、相鄰點(diǎn)間無(wú)需通視、費(fèi)用省、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)良特性被廣泛應(yīng)用于控制測(cè)量中。時(shí)至今日，可以說(shuō)GPS定位技術(shù)已基本取代了用常規(guī)測(cè)角、測(cè)距手段建立控制網(wǎng)的方法。在大地測(cè)量和面積較大的面狀城市基礎(chǔ)控制網(wǎng)中，如果GPS網(wǎng)形

4、比較理想，已知點(diǎn)較多并分布均勻，且有足夠多的點(diǎn)進(jìn)行了水準(zhǔn)測(cè)量，則基本不存在精度問(wèn)題。但在相當(dāng)多的工程測(cè)量中，一般存在采用的已知點(diǎn)較少(經(jīng)常采用2～3個(gè)己知點(diǎn))、已知點(diǎn)分布位置不佳、網(wǎng)形呈帶狀、相對(duì)高差大、水準(zhǔn)測(cè)量困難或不進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量等因素，這些因素都會(huì)影響到GPS控制網(wǎng)的精度。本文利用．3個(gè)實(shí)例來(lái)解析工程測(cè)量中GPS控制測(cè)量的平面精度與高程精度。2GPS控制測(cè)量實(shí)例2．1該開(kāi)發(fā)區(qū)引水工程帶狀E級(jí)GPS網(wǎng)圖1為引水工程施工布設(shè)的帶狀E級(jí)GPS網(wǎng)，其中JMS、DSX和PXC3點(diǎn)為已知起算點(diǎn)，平面精度為D級(jí)，二等水準(zhǔn)高程。l～30號(hào)點(diǎn)為新測(cè)E級(jí)GPS點(diǎn)，GPS擬合高程，高

5、程值在10～25m之間。另以JMS、DSX和PXC3點(diǎn)為起算高程點(diǎn)，測(cè)量了其中10個(gè)點(diǎn)的水準(zhǔn)高程，精度為四等。將GPS擬合高程和水準(zhǔn)高程相比較，最大誤差為0．029m。這說(shuō)明在距離不太遠(yuǎn)、各點(diǎn)之間高·200·差也不太大的情況下，GPS擬合高程與四等水準(zhǔn)高程較差也不大，最大為29mm，亦即GPS擬合高程基本可以取代四等水準(zhǔn)高程。圈1引水-r"程帶狀E級(jí)GPS網(wǎng)骼圈2．2開(kāi)發(fā)區(qū)E級(jí)GPS網(wǎng)圖2和圖3為開(kāi)發(fā)區(qū)分別采用不同的己知點(diǎn)施測(cè)的E級(jí)GPS網(wǎng)，C，～C。為C級(jí)GPS點(diǎn)，二等水準(zhǔn)高程，并作為起算成果；E?！獷。為E級(jí)GPS點(diǎn)，其中E。和E：為共點(diǎn)。C。和C：高程分別為3

6、．51m、3．68m，C，高程為4．20mm，C。高程為4．85mm，開(kāi)發(fā)區(qū)高程在1～275m之間?？梢钥闯觯瑘D2的網(wǎng)形結(jié)構(gòu)是很差的，圖3網(wǎng)形要好些，但也不理想，且高差較大。將兩次測(cè)量的成果比較可知：即使網(wǎng)形結(jié)構(gòu)很差，但其對(duì)平面位置影響還是很小，平面坐標(biāo)較差最大為31mm，在精度允許范圍內(nèi)；高程較差就明顯加大了，E。高程較差為0．448m，E：高程較差則達(dá)到了0．601m。雖然在各自的控制網(wǎng)平差報(bào)告中高程中誤差均在厘米級(jí)，但很明顯這僅僅只是假象。2．3開(kāi)發(fā)區(qū)D級(jí)GPS網(wǎng)圖4為開(kāi)發(fā)區(qū)D級(jí)GPs網(wǎng)略圖，C。。C，為C級(jí)GPS點(diǎn)，坐標(biāo)系為1980西安坐標(biāo)系，二等水準(zhǔn)高程，

7、并將其作為起算成果；D。和D：為測(cè)區(qū)內(nèi)原有的導(dǎo)線點(diǎn)，2013年2月■嗣日愛(ài)窿勘察與測(cè)繪GPS同時(shí)觀測(cè)一個(gè)時(shí)段，首先采用4個(gè)C級(jí)點(diǎn)作為已知點(diǎn)進(jìn)行平差計(jì)算，然后分別把其中3個(gè)C級(jí)點(diǎn)作為已知點(diǎn)，另外1個(gè)c級(jí)點(diǎn)和D，、D：作為未知點(diǎn)進(jìn)行平差計(jì)算，其平差結(jié)果和較差如表1所示?！埃骸觥比?開(kāi)發(fā)區(qū)D級(jí)C,,PS網(wǎng)略圈從表1可以看出，無(wú)論采用哪些起算點(diǎn)，在平面位置上較差都不大，坐標(biāo)較差最大為25ram，且在精度允許范圍內(nèi)。而高程較差較大，最小0．052m，最大0．678m，都超出允許誤差要求。平差報(bào)告中顯示的高程中誤差均為：t：20mm以內(nèi)，僅僅只是假象。3GPS擬合高程誤差成因分

8、析坐標(biāo)系為98統(tǒng)一坐標(biāo)系，網(wǎng)等水準(zhǔn)高程。用6臺(tái)靜態(tài)l假想海洋處于完全靜止和平衡狀態(tài)時(shí)的海水面并表l開(kāi)發(fā)區(qū)D級(jí)GPS網(wǎng)坐標(biāo)較差表(寰內(nèi)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)由于保密原因，已作處理)已知坐標(biāo)解算坐標(biāo)差值序號(hào)點(diǎn)號(hào)XYHXYH△X△Y△HQ55336．7193692．565199322C，59964．79116146．732163．5舳已45515．1719377．846214．939l已48005．00021575．905178．635D·51667．58822117．790196．387196．494+o．107D258452．86021389．670180．019179．96