论GPS大地控制网建设技术

测绘工程中所采用的GPS定位系统具有高精度、全天候、高效率、多功能、操作简便、应用广泛、且不受地理条件限制等特点，极大的简化了工程建设项目中的测绘工作程序。在采用了GPS大地控制网开展建设工作后，便可促使相应的观测人员能够突破时间与空间的局限性，快速的获取各控制点的数据信息，并进一步采取分析整合处理数据成果。

1 GPS数据采集原理

GPS大地控制网的建设是由多个GPS测量站点所共同构成的，在测量作业区域范围内布设GPS测量站点，建立了工程测量坐标参考系统。该系统站点是依据测量预设数值开展样本测量采集工作，最终将所测得的数据信息利用系统通信功能传输至信息平台上，针对性的采样并开展数据信息分析工作。此种测量结果的分析过程具有动态变化性特征，可依据实际所测取到的数据信息对有关的测量质量加以分析处理，并由此来获取GPS工程测量参考网络的误差纠正模型，利用GPS大地控制网来对数据信息进行更正完善，达到更高精度。

2 GPS大地控制网建设指标控制

2.1 准备工作

具体如下：①对测区情况进行实地了解，如点位情况、测区内经济发展状况、民区民俗、交通状况、测量人员生活安排等；②预报卫星状况，即利用卫星历书，对观测期间所处区域的卫星状况（各时段所能观测的卫星数、卫星几何条件）进行预报，同时对周围有较多障碍物的测站进行GPS观测影响评估。

2.2 构网

2.2.1 选点

为可以连续性跟踪观测卫星，确保卫星信号的质量，测站上空应该尽量开阔，在10～15度高度角以上障碍物不允许成片的出现；为确保GPS卫星信号少受各种电磁波的干扰，强电磁波不允许出现在测站周围200米范围以内，如高压输电线和功率较大的无线电发射设备；为便宜今后观测和使用方便，测站位置的选取已经具备易于保存、交通便利的条件。

2.2.2 布网

（1）GPS基线向量网的精度指标。GPS网的等级需要根据国家规范、行业测量规范及工作任务要求确定。GPS网精度指标通常是以网中相邻点之间的距离误差来表示的。

式中：δ为相邻点间的距离中误差（mm）；a为固定误差；b为比例误差（mm）；D为相邻点距离（km）。

表1

注：A级：区域或国家框架网、区域动力学网；B级：地方框架网或国家大地控制网；C级：地方控制网与工程控制网；D级：工程控制网；E级：测图网（详见表1所示）。

（2）GPS基线向量网的布网形式。GPS基线向量网的布网形式多种多样，主要有跟踪站式、会站式、多基准站式、同步图形扩展式（点连式、边连式、网连式、混连式）和单基准站式，每种形式各有优缺点，具体在选用时应该结合各方面的因素进行综合考虑（详见图1所示）。

图1

（3）布设GPS基线向量网时的设计指标。GPS网在布设时，除了需要严格按照一定的设计原则之外，还应将一些定量指标结合起来强化对工作的指导，如效率指标、可靠性指标和精度指标。①在布设GPS网时，在点数、接收机数和平均重复设站次数确定后，则完成该网测设所需理论最少观测期数就可以确定，理论最少观测期数与设计的观测期数的比值即为效率指标（e）。

其中：Smin为理论最少观测期数；Sd为设计观测期数；R为平均重复设站次数；M为接受机数；N为GPS网的点数；②GPS控制网的可靠性可分为内可靠性和外可靠性，可靠性指标可以用整网的多余独立基线数Ir与总的独立基线数It的比值衡量，即可靠性指标ξ=Ir/It；③当GPS网布网方式和观测作业方式确定后，GPS网的图形就确定了。根据已确定的GPS网图形，就可得到GPS网的设计矩阵B，从而得到协因数阵Q=（BTPB），在设计阶段可以采用tr（Q）作为衡量GPS网的精度指标。

（4）GPS网的设计准则。在确保质量的基础上促进效率的提高和成本的降低是设计GPS网的基本出发点，为此在设计和测设过程中，需要将实际应用需求结合起来，对于高可靠性和高精度不可以盲目的追求。也不能为追求高效率和低成本而放弃对质量的要求，为此可以采取以下措施：①在布设GPS网时，适当增加观测期数对于提高GPS网的可靠性非常有效；②为提高GPS的尺寸精度，可采用增设长时间、多时段的方法提高精度；③为保证网的点位精度均匀，起算点应均匀分布在GPS网的周围。

3 GPS大地控制网建设原则

3.1 加强权限控制

权限控制是对坐标系统网络在做出不当操作行为后所采取的一种保护性措施手段，是在所创建出的大地控制网系统内部针对用户以及用户组给予其一定的权限，能够对用户及其组分目录、子目录及文件等相关资源信息进行浏览与更改。处于网络环境下的服务器在暂停运行的状态下可采取拒绝回应操作，即刻将目前未应用到的界面予以关闭，以提升系统运行效率，针对当日的文件信息采取实时性监督管控，一旦出现问题情况便需及时予以处理。针对末尾数据信息可采取三维加密方式，并定期运行安全检测系统来保障系统的运行安全性及稳定性。若通过加密通道系统则可将数据自动存储并转换成视图模式，同时进行数据处理与审计，由此便可确保大地测量系统内的数据安全性，采用防护墙来将所获取到的弃置数据排除出去，以防止各项数值信息出现错乱情况，使得GPS大地控制网建设能够得以进一步的优化改进。

3.2 降低失误概率

在大量的数据误差内，其中多数是发生在一些人为性的因素方面。对于有关机器设备的熟悉程度不足，以及在实际操作过程中的轻视心理都会导致大地控制网建设面临困难挑战。针对网络设备的配置，应尽可能加以完善改进，在条件允许的情况下做出更加科学、合理性的设置与应用，确保网络连接系统能够达到更高的安全性。为避免因人为性操作而导致的误差影响，可应用系统录入制度，用户可在识别后进入到系统内部，在获取到相应的数据信息内容后，明确出与最终应用存在密切相关性的标识，将实际操作所应用到的时间予以记录并做备份处理。

3.3 创建备份系统

在开展GPS三维空间大地控制网的建设工作之时，经常性的会发生系统崩溃现象，此类状况的出现很大概率上是由于系统在进行多组数据信息处理时，难以还原至初始界面。一旦出现这一现象便会导致系统数据完全丢失，因此创新备份系统至关重要。

4 结束语

总之，在目前的测绘工程领域内，科学高效的大地控制网建设，有助于促使工程测绘人员能够及时获取到更高精度的测绘信息，保障工程建设项目的顺利开展。在具体的工作实践当中相关的工作人员应当从加强权限控制、降低失误概率、创建备份系统、完善GPS大地控制网等方面来着手实施。

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