边界测量GPS大地控制网布设分析

2017-01-03 10:21张辉
建筑建材装饰 2016年10期

张辉

摘要:近年来,边界测量GPS大地控制网布设问题得到了业内的广泛关注,研究其相关课题有着重要意义。本文首先对GPS测量技术相关内容做了概述,分析了边界GPS大地控制网的布设,并结合相关实践经验,通过实例分析对该课题进行了深入研究,阐述了个人对此的几点看法与认识。希望本文的研究,有助于相关测量工作的实践。

关键词:边界测量;GPS;大地控制网;布设

引言

作为一项特殊陛加强的测量工作,边界测量GPS大地控制网的布设至关重要。该项课题的研究,将会更好地提升对边界测量GPS大地控制网布设的分析与掌控力度,从而通过合理化的措施与方法,进一步优化该项工作的整体效果。

1.GPS测量技术概述

GPS(也称全球定位系统)工作系统中包含了24颗时钟操控测距信号广播定时的卫星,处于星座中的每一颗卫星操控时钟都会和标有GPS的内部系统保持时间上的同步性。此外,每位用户的接收机也会拥有一个时钟,用户的时钟也是和内部系统时间保持一致,当用户的接收机接收到来自卫星发出含有定时信息的测距信号时,系统将会自动计算出测距信号到达接受地点所消耗的时间,这一时间即为达到时间,再根据S=v,t,用到达时间乘以光的速度即可得到卫星与用户间的距离。在这一测量过程中,用户始终处于以卫星为球心的球面某一点上。假如用第二颗卫星同时发出信号确定用户的位呈,则会将用户看作为以第二颗卫星为球心的球面某点上,这样同一时间内用户就会被定为在不同的两个球面的同一点上,那么此时这两个球形将有可能发生相交出阴影部分,或者将有可能出现两球相切的情况,然而后者只是一种特殊情况。

2.边界GPS大地控制网的布设

在边界测量中,大地控制网的布设是为后续航外控制测量、边界确定、界桩位置测定和地形图绘制等建立统一的坐标系统和高程基准。边界地形复杂。交通不便,作业区域狭长,因此,分析和探讨出一种实用性强、适合边界控制测量的GPS布网方法,将有助于边界测量的顺利实施。

边界GPS大地控制网的布设与其他GPS控制网的布设不同。第一,我国与邻国陆地边界线很长,而控制网要求沿边界线两侧5km的范围内布设,呈带状分布;第二,大地控制网是为后续航外控制测量和大比例尺地形图绘制作首级控制,其点位精度不大于0.2m,正常高精度不大于0.5m;第三,航外控制测量与大地控制网测量基本上同步进行,因此大地控制网要求在较短时间里布设完毕,综合考虑以上因素,边界GPS大地控制网的布设宜采用同步图形扩展式,分区之间采用点连接,即根据投入作业的接收机数量,分区之间连接点上的接收机不动,其他接收机迁移到下一个分区进行同步观测。

航外控制测量一般采用随机的商用软件,这种软件在处理长基线时精度较差,因此,边界GPS大地控制网相邻测站之间的距离应保持在50-100km之间,这样即可以满足大地控制网快速布设的要求,又可以满足航外控制测量和地形图绘制的精度要求。

3.实例分析

3,1GPS大地控制网的布设

某边界测区属高纬度山林盆地,交通不便。双方在边界线两侧5km范围内的本国境内各布设了20个GPS大地控制网点和5个GPS水准点,控制网相邻点间距60kin左右,均匀分布于测区。外业观测投入6台GPS双频接收机,控制网的布设采用同步图形扩展式,25个点分成5个同步区进行观测,各区之间采用点连式。即6台接收机在一个区不同点同步观测3个时段后,两区之间连接点上的接收机在原点保持不动,继续观测,其余5台接收机迁移到下一个区不同点上进行观测,连接点观测时段长度23,5h,其他点观测时段长度7h,采样间隔为30s,高度截止角为100。连接点的观测时间长于其他点的观测时间,可以提高整网的精度和可靠性。

3.2数据处理

GPS大地控制网的测量需要两国联合作业,各自完成本国境内大地控制网布测和数据处理工作,在数据处理时双方采用相同版本的GAMIT/GLOBK高精度数据处理软件,使用相同的IGS站(BJFS、SHAO、MTKA、KHAJ)观测数据和精密星历,并将平差结果归算至统一的坐标系统中。双方确定统一的坐标系统采用精度高、稳定性好的ITRF2000坐标参考框架。

基线处理采用LC-AUTCLN观测量和轨道松驰解算模式,对IGS站坐标给予0.010m的约束,对IGS精密星历给予10.8量级的约束,网乎差对IGS站的坐标和卫星轨道进行强约束,从而获得测站在ITRF坐标参考框架下的坐标,各点高程异常可综合利用重力、GPS、水准等数据进行似大地水准面拟合得到。实践证明,在数量和质量均有保证的情况下,重力似大地水准面可以与GPS/水准点保持非常好的一致,其不符值在10cm以内。

3.3精度分析

质量检核和精度分析主要通过标准化均方根差(NRMs)、基线重复性、点位中误差等精度控制指标来体现GPS控制网的精度。

标准化均方根差:NRMS用来表示单天解基线值偏离其加权值的程度。一般说来,NRMS值越小,基线解算精度越高。根据国内外GPS数据处理经验,其值一般应小于0.3,最大不能超过0.5。

4.结束语

通过对边界测量GPS大地控制网布设的研究分析,我们可以发现,该项工作良好实践效果的取得,有赖于对其多项影响因素与关键环节的充分掌控,有关人员应该从测量工作的客观实际出发,研究制定最为符合实际的控制网布设实施策略。