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摘要：GPS测量是一项技术复杂，要求严格，耗费较大的工作。主要是用作控制测量，采用静态载波相对定位模式。主要的工作程序是：技术设计；选点与建立标志；野外观测；成果检核与处理。本文主要结合张家港市杨舍镇E级GPS控制网的布设阐述作业过程。
关键词：静态相对定位摸式；技术设计；选点与建立标志；野外观测
前言
GPS测量工作与经典大地测量工作相类似，按其性质可分为外业和内业两大部分。其中：外业工作主要包括选点（即观测站址的选择）、建立观测标志、野外观测作业以及工作以及成果质量检核等；内业工作主要包括GPS测量的技术设计，测后数据处理以及技术的总结等。对这项工作总的原则是：在满足工程要求的情况下，尽可能地减少经费、时间、和人力的消耗。因此，对其各阶段的工作都要精细设计和实施。
1 GPS具体内容
1.1定位精度
基线测量的精度可达±（5mm+1ppm×D），D为基线长度，以公里计。
1.2作业要求
采取这种作业模式所观测的独立基线边，应构成闭合图形（如三角形、多边形），以利于观测成果的检核，增强网的强度，提高成果的可靠性和精确性。
1.3适用范围
建立国家大地控制网（二等或三等以下）；
建立精密工程控制网，如桥梁测量、隧道测量等；
建立各种加密控制网，如城市测量、图根点测量、道路测量、勘界测量等。
观测中至少跟踪四颗卫星，同时基线边一般不要超过15公里。
1.4作业范围
控制测量及其加密；工程测量、勘界测量；地籍测量及碎部测量等。
2 GPS网的技术设计
2.1 GPS网的技术设计
是GPS测量工作实施的第一步，是一项基础性工作。这项工作应根据网的用途和用户的要求来进行，其主要内容包括精度指标的确定，网的图形设计和网的基准设计。对GPS网的精度要求，主要取决于网的用途。精度指标通常均以网中相邻点之间的距离误差来表示，其形式为：mR=δD+pp×D其中，mR－网中相邻点间的距离误差（mm）；
δD－与接收设备有关的常量误差（mm）；
pp－比例误差（ppm）；
D－相邻点间的距离（km）。
根据GPS网的不同用途，其精度可划分为如下表所列的五类标准：表（1-1）
在GPS网总体设计中，精度指标是比较重要的参数，它的数值将直接影响GPS网的布设方案、观测数据的处理以及作业的时间和经费。在实际设计工作中，用户可根据所作控制的实际需要和可能，合理地制定。既不能制定过低而影响网的精度，也不必要盲目追求过高的精度造成不必要的支出。
2.2网的图形设计
网的图形设计虽然主要决定于用户的要求，但是有关经费、时间和人为的消耗以及所需接收设备的类型、数量和后勤保障条件等，也都与网的设计有关。对此应当充分加以顾及，以期在满足要求的条件下尽量减少消耗。
设计的一般原则是：
（1）GPS网一般应通过独立观测边构成闭合图形，例如三角形、多边形或附合线路，以增加检核条件，提高网的可靠性。
（2）GPS网点应尽量与原有地面控制网点相重合。重合点一般不应少于3个（不足时应联测）且在网中应分布均匀，以便可靠地确定GPS网与地面网之间的转换参数。
（3）GPS网点应考虑与水准点相重合，而非重合点一般应根据要求以水准测量方法（或相当精度的方法）进行联测，或在网中央设一定密度的水准联测点，以便为大地水准面的研究提供资料。
（4）为了便于观测和水准联测，GPS网点一般应设在视野开阔和容易到达的地方。
（5）为了便于用经典方法联测或扩展，可在网点附近布设一通视良好的方位点，以建立联测方向。方位点与观测站的距离，一般应大于300m。
根据GPS测量的不同用途，GPS网的独立观测边均应构成一定的几何图形。
2.3基线长度
GPS接收机对收到的卫星信号量测可达毫米级的精度。但是，由于卫星信号在大气传播时不可避免地受到大气层中电离层及对流层的扰动，导致观测精度的降低。因此在GPS测量中，通常采用差分的形式，用两台接收机来对一条基线进行同步观测。在同步观测同线组卫星时，大气层对观测的影响大部分都被抵消了。基线越短，抵消的程度显著，因为这时卫星信号通过大气层到达两台接收机的路径几乎相同。
因此，在设计基线时以20公里范围以内为宜。基线边过长，一方面观测时间势必增加，另一方面由于距离增大而导致电离层的影响有所增强。
2.4网的基准
收机的位置，GPS卫星的瞬时位置，通常归化到统一的地球坐标系统。现在全球定位系统采用的WGS－84坐标系统，是一个精确的全球大地坐标系统。而我国的国家大地坐标系采用的是1954北京坐标系及1980西安坐标系。通常在工程测量中，还往往采用独立的施工坐标系。因此，在GPS测量中必须确定地区性坐标系与全球坐标系的大地测量基准之差，并进行两坐标系统之间的转换。
3选点与埋石
3.1选点
选点工作远较经典控制测量的选点工作简便。但由于点位的选择对于保证观测工作的顺利进行和可靠地保持测量结果具有重要意义，所以，在选点工作开始之前，应充分收集和了解有关测区的地理情况以及原有测量标志点的分布及保持情况，以便确定适宜的观测站位置。选点工作通常应遵守的原则：
注：如果在树木等对电磁波传播影响较大的物体下设观测站，当接收机工作时，接收的卫星信号将产生畸变，这样即使采集时各项指标都较好，但结果将是不可靠的。根据需要在GPS点大约300m附近建立与其通视的方位点，以便在必要时采用常规经典的测量方法进行联测。
3.2埋石
在GPS测量中，网点一般应设置具有中心标志的标石，以精确标志点位。具体标石的设置可参照有关规范，对于一般的控制网，只需要采用普通的标石，或在岩层、建筑物上做标志。
4杨舍镇E级GPS 控制网及RTK图根点的布设 表（2-2）
全区以GPS四等网为基础，在成图范围内统一设计E级GPS控制网。然后根据细部测量和界址点测量的需要，分期分批布设图根控制点，图根点的测量采用全球卫星动态定位系统（RTK）进行测量。
4.1平面基础控制测量
基础控制点以E级GPS点为主，在测区内均匀布设，平均边长小于500m，九龙镇区共布设46个点，然后使用全球卫星动态定位系统（RTK）直接加密二级导线，并埋设地面标志。
（1）选点、标志埋设和编号
a.先在已有图件资料上初步设计，然后实地踏勘调整，实地所选点位应满足扩展良好、易于观测，适于长期保存。针对泰州市的具体情况和图根点布设的要求，E级GPS点一般应选在街、巷口和大单位的门口。
b.标志埋设：对于地面坚固程度较差的点位（如泥土地、沙砾、碎石地），应埋设标石，并用混凝土固定；对于坚固的地面可浇注特制金属标志，地面标志一般应与地面持平，标志埋设后应编写点之记。
c.编号：基础控制点的编号以流水号编排，九龙镇前边冠以JLⅡ字开头，点号由两位数字组成，如ysⅡ01。
d.选点埋石工作结束后，按现有1：1万图幅范围，绘制GPS网图。
（2）注意事项
a.施测开始前，对全套GPS进行检定。
b.仪器高应量取两次，量至毫米，读数差应不大于3mm，取平均数。
c.坐标计算采用近似平差方法、计算取位，坐标计算至 0.001m，最后坐标成果取至0.001m。
（3）观测记录与数据处理：该区外业观测记录和数据处理全部采用微机进行，其技术规定及操作说明另行制定。
（4）以现有1：1万图幅为单位，绘制基础控制以上所有大地点展点图标明点号。
4.2野外观测数据记录和处理
野外观测数据用PC-1500计算机记录，包括点号、水平角、垂直角、仪器高、站标高、距离、气压、温度、日期、观测人员等，要记录齐全，最好当天传输进微机处理，并将原始数据存入磁盘，打印原始记录和计算过程，最后打印二份成果。成果取位至厘米。
5结语
GPS全球定位系统（Global Positioning System）在工程测量中的应用，在最近的两年得到了迅速推广，这主要依赖于GPS系统可以向全球任何用户全天候地连续提供高精度的三维坐标、三维速度和时间信息等技术参数GPS有着广泛的应用前景，GPS的用户部分由GPS接收机、数据处理软件及相应的用户设备如计算机、气象仪器等组成，其作用是接收GPS卫星发出的信号，利用信号进行导航定位等。在测量领域，随着现代的科学技术的发展，体积小、重量轻便于携带的GPS定位装置和高精度的技术。必将在未来的社会基础建设中发挥更为重要的作用。
参考文献：
[1]徐绍铨．GPS测量原理及应用（第三版）[M]．武汉：武汉大学出版社，2008
[2]寇艳红．GPS原理与应用（第2版）[M]．北京：电子工业出版社，2012
[3]魏二虎，黄劲松．GPS测量操作与数据处理[M]．武汉：武汉大学出版社，2004
论文作者:王路1, 周邦芳2
论文发表刊物:《建筑建材装饰》2015年11月下
论文发表时间:2016/9/22
标签：测量论文; 基线论文; 联测论文; 工作论文; 精度论文; 标志论文; 选点论文; 《建筑建材装饰》2015年11月下论文;