GPS控制測量及其精讀分析

天津城建大學(xué)1GPS簡介GPS的定義GPS是英文GlobalPositioningSystem（全球定位系統(tǒng)）的簡稱。1973年12月，美國國防部批準(zhǔn)陸海空三軍聯(lián)合研制一種新的軍用衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，我們稱之為GPS系統(tǒng)。徐紹銓，張華海，楊志強(qiáng)，王澤民.GPS測量原理與應(yīng)用[M].武漢大學(xué)出版社，1998.GPS最開始出現(xiàn)時出現(xiàn)在美國軍方的項目，在那個戰(zhàn)亂的時代是為三大軍事領(lǐng)域提供一個全面覆蓋的導(dǎo)航領(lǐng)域，同時也提供著全方位、全天候的數(shù)據(jù)，被用于軍事數(shù)據(jù)資料的收集等一些軍事目的。該系統(tǒng)是一種以衛(wèi)星為基礎(chǔ)的無線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)，能為世界各地徐紹銓，張華海，楊志強(qiáng)，王澤民.GPS測量原理與應(yīng)用[M].武漢大學(xué)出版社，1998.1.2GPS的系統(tǒng)組成GPS系統(tǒng)是有三部分組成，它們分別是GPS衛(wèi)星星座、地面監(jiān)控系統(tǒng)和GPS信號接收機(jī)。GPS工作衛(wèi)星在軌道的重量是846.38kg,設(shè)計壽命為七年半。GPS衛(wèi)星星座由21顆工作衛(wèi)星和3顆在軌備用衛(wèi)星總共24顆衛(wèi)星組成的，這24顆衛(wèi)星均勻的分布在6個軌道平面上，其平均高度約為20000km。[11]陳威.小區(qū)域GPS數(shù)據(jù)優(yōu)化處理探索[J].《城市建設(shè)理論研究》.2014這樣就保證了在全球的地面上任何時間、任何地點(diǎn)，都可以同時觀測到至少4顆衛(wèi)星，最多可達(dá)到11顆衛(wèi)星，保證了GPS[11]陳威.小區(qū)域GPS數(shù)據(jù)優(yōu)化處理探索[J].《城市建設(shè)理論研究》.2014地面監(jiān)控系統(tǒng)由主控站、注入站和監(jiān)測站三部分組成.這三部分的共同作用就是把GPS衛(wèi)星星歷經(jīng)過推理算出并將其發(fā)射到GPS上面，去監(jiān)測GPS衛(wèi)星的“健康”狀態(tài)，保持各顆衛(wèi)星處于同一GPS時間系統(tǒng)，另一重要的作用就是保持各顆衛(wèi)星處于同一時間標(biāo)準(zhǔn)—GPS時間系統(tǒng)。[2]翁偉芳.淺析GPS的特點(diǎn)及誤差消除方法[J].《城市建設(shè)理論研究（電子版）》.2012.這一個過程就需要地面站監(jiān)測各顆衛(wèi)星所得到的時間，通過相關(guān)公式計算出鐘差，再[2]翁偉芳.淺析GPS的特點(diǎn)及誤差消除方法[J].《城市建設(shè)理論研究（電子版）》.2012.1.3GPS測量的特點(diǎn)（1）定位精度高，GPS相對定位精度在50km以為可以達(dá)到10-6,100-500km可以達(dá)到10（2）觀測時間短，動態(tài)的GPS定位需要的大約幾秒的時間，而靜態(tài)相對定位每站僅需20min左右。（3）兩個測站之間只需要保持測站的視野開闊，二者之間并不需要通視，。在實際測量中可以根據(jù)具體的需求確定GPS點(diǎn)位的選擇，稀疏方面也沒有硬性的要求，使得選點(diǎn)工作更加靈活方便（4）觀測人員只需進(jìn)行儀器的對中、整平、在測量前后兩次量取天線的高度。設(shè)定儀器的內(nèi)置參數(shù)后，接收機(jī)就會在自動化的作用下，自行進(jìn)行觀測并且記錄數(shù)據(jù)，操作變得簡便，更快捷方便。（5）GPS觀測可以在全天候任何時間進(jìn)行，不因氣候的影響而對觀測造成干擾，產(chǎn)生不必要的誤差。2GPS定位原理2.1GPS的基本定位原理在測量學(xué)當(dāng)中有過測距交會確定點(diǎn)位的方法，而跟其相似的是，GPS定位系統(tǒng)其定位原理也是利用測距交匯的原理進(jìn)行點(diǎn)位的確定的，它的基本定位原理是：衛(wèi)星不間斷地發(fā)送自身的星歷參數(shù)和時間信息用戶接收到這些信息后經(jīng)過計算求出接收機(jī)的三維位置三維方向以及運(yùn)動速度和時間信息。[3][3]黃丁發(fā),熊永良,等.GPS衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)與方法[M].科學(xué)出版社,2009.2.2GPS定位的基本觀測量GPS定位系統(tǒng)由三部分組成，：GPS衛(wèi)星星座空間部分、地面控制部分和用戶接收機(jī)部分。三者有各自獨(dú)立的功能和作用，但在整個GPS系統(tǒng)只，又是彼此共存的，在相互配合的作用下進(jìn)行GPS的定位。GPS定位的基本觀測量有：碼相位偽距觀測值、載波相位觀測值和積分多普勒觀測值。[4]李征航,黃勁松.GPS測量與數(shù)據(jù)處理[M].武漢大學(xué)出版社,2005.[4]李征航,黃勁松.GPS測量與數(shù)據(jù)處理[M].武漢大學(xué)出版社,2005.2.2.1波相位觀測值在碼相關(guān)型接收機(jī)中，當(dāng)GPS接收機(jī)鎖定衛(wèi)星載波相位，就可以得到從衛(wèi)星傳到接收機(jī)經(jīng)過延時的載波信號。GPS接收機(jī)所接受的衛(wèi)星載波信號與接收機(jī)本振參考信號相位差就是載波相位觀測量觀測值。[5]孫堅.GPS測量中存在的問題及目前的幾種解決途徑[J].北京測繪，1997，(03)：23-26.若接收機(jī)內(nèi)振蕩器頻率初相位與衛(wèi)星發(fā)射載波初相位完全相同，以φlj(tk)表示接收機(jī)t[5]孫堅.GPS測量中存在的問題及目前的幾種解決途徑[J].北京測繪，1997，(03)：23-26.Φlj(tk)=φk(tk)-φ將衛(wèi)星到接收機(jī)間的相位差分為N0（2-3）衛(wèi)星到接收機(jī)距離為:（2-4）式中:λ為波長。鑒相器無法測出整個的相位值，只能測出不足一個的整周相位值。所以，在載波相位的測量中就出現(xiàn)了這樣一個整周未知數(shù)，通常稱為鄭州模糊度，可以通過其他的方式來求得。除此之外，在跟蹤衛(wèi)星的過程中，衛(wèi)星信號因被障礙物阻擋而暫時中斷，因無線電信號的干擾造成了信號失鎖等狀況時，計數(shù)器就無法繼續(xù)進(jìn)行計數(shù)了。[6][6]王瑞,GPS基線精度分析及控制網(wǎng)的方差分量估計研究[J].河海大學(xué)。2005.3GPS控制測量3.1GPS控制測量概述GPS控制測量是由外業(yè)和內(nèi)業(yè)兩大部分組成，外業(yè)工作主要包括：選點(diǎn)、建標(biāo)、埋石、進(jìn)行野外觀測作業(yè)以及結(jié)果質(zhì)量檢核及精度評定等；內(nèi)業(yè)工作主要包括：技術(shù)設(shè)計、實時測量、數(shù)據(jù)處理以及技術(shù)總結(jié)報告等。GPS控制測量工作程序，大體分為幾個階段：GPS控制網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計，控制網(wǎng)的選點(diǎn)與埋石，外業(yè)實時觀測，成果檢核，數(shù)據(jù)處理并進(jìn)行精度評定，編制報告。3.2GPS控制測量各項基本標(biāo)準(zhǔn)任何一種測量都需要遵守一定的規(guī)則與制度。因為GPS控制測量與GPS定位技術(shù)的發(fā)展水平密切相關(guān)，二者賴以生存，共同作用下才能夠進(jìn)步，促使GPS接收機(jī)硬件與軟件的不斷提高，直接影響到測量工作的實施、觀測時間、作業(yè)要求和成果的處理方法，影響最后的結(jié)果評定和精度分析，對觀測數(shù)據(jù)的實用價值性產(chǎn)生變化。表1列出了A、B、C、D、E等不同級別各自的的精度和標(biāo)準(zhǔn)。其中AB兩級一般是國家控制網(wǎng)，C、D、E級是局部控制網(wǎng)。本章主要討論其中的C、D和E級三種GPS控制網(wǎng)的布設(shè)規(guī)則和精度標(biāo)準(zhǔn)。表1GPS網(wǎng)的精度標(biāo)準(zhǔn)級別項目ABCDE固定誤差/mm≤5≤8≤10≤10≤10比例誤差系數(shù)≤0.1≤1≤5≤10≤20相鄰點(diǎn)最小距離/km10015521相鄰點(diǎn)最大距離/km1000250401510相鄰點(diǎn)平均距離/km3007015~1010~55~2表2GPS各等級網(wǎng)的各項基本指標(biāo)等級ABCDE平均距離（km）3007010~155~100.2~5a(mm)≤5≤8≤10≤10≤10b(1×10-6)≤0.1≤1≤5≤10≤20接收機(jī)類型雙頻/全波長雙頻雙頻或單頻雙頻或單頻雙頻或單頻標(biāo)稱精度≤（10mm+2×10-6×d）≤（10mm+5×10-6×d）≤（10mm+5×10-6×d）≤（10mm+5×10-6×d）≤（10mm+5×10-6×d）觀測量至少有L1、L2載波相位L1、L2載波相位L1、L2載波相位L1、L2載波相位L1、L2載波相位同步觀測接收機(jī)數(shù)≥5≥4≥4≥3≥2最簡獨(dú)立環(huán)和附和路線的邊數(shù)≤5≤6≤6≤8≤10衛(wèi)星截至高度角（°）≥10≥15≥15≥15≥15有效觀測衛(wèi)星總數(shù)≥20≥9≥6≥4≥4觀測時段數(shù)≥6≥4≥2≥1.6≥1.6時段長度min（靜態(tài)）≥540≥240≥60≥45≥40時間采樣間隔s（靜態(tài)）303010~3010~3010~30時段內(nèi)任一衛(wèi)星有效觀測時間min(靜態(tài))≥15≥15≥15≥15≥153.3GPS控制測量的技術(shù)設(shè)計3.3.1、收集和分析測區(qū)氣候、經(jīng)濟(jì)、地理交通等概況以及已有的測繪成果資料或圖紙通過對已有控制網(wǎng)測設(shè)數(shù)據(jù)及成果資料進(jìn)行調(diào)查、了解和分析，可獲的控制網(wǎng)的質(zhì)量情況，通過其作應(yīng)用的坐標(biāo)系，得到高程、起始點(diǎn)坐標(biāo)、起始方位角等基本數(shù)據(jù)，以此來決定是對該測區(qū)進(jìn)行新建還是改建、擴(kuò)建控制網(wǎng)。[7]李征航，黃勁松.GPS測量和數(shù)據(jù)處理[J].武漢大學(xué)出版社，2010.（09）.另外測區(qū)的氣象、地址、交通等情況在選點(diǎn)和設(shè)計觀測方案是占有很重要的部分[7]李征航，黃勁松.GPS測量和數(shù)據(jù)處理[J].武漢大學(xué)出版社，2010.（09）.3.3.2、利用已有資料選取坐標(biāo)系和起算數(shù)據(jù)如果已有控制網(wǎng)所采用的坐標(biāo)系基本合理，符合GPS控制測量的相關(guān)要求和規(guī)則，那么采用原有的坐標(biāo)系可以做到省時省事，方便迅速的進(jìn)行所需測量，三類要素要取得一致。通過利用已有的坐標(biāo)和起算數(shù)據(jù)來進(jìn)行實時的GPS控制測量。3.3.3、控制網(wǎng)的網(wǎng)形設(shè)計GPS點(diǎn)位的選擇和GPS控制網(wǎng)的布設(shè)，一般在國家大比例尺地圖中進(jìn)行相關(guān)的設(shè)計。在以往的網(wǎng)形設(shè)計中，對三角網(wǎng)和測邊網(wǎng)的控制網(wǎng)的作圖上設(shè)計是十分復(fù)雜的，不僅需要要確保相鄰兩個點(diǎn)之間能夠達(dá)到通視，又要考慮到圖形的結(jié)構(gòu)達(dá)到良好，設(shè)計中，在每個三角形的大小和他們的內(nèi)角和都是有一定的規(guī)則要求的，除了需要占據(jù)高點(diǎn)外，還需要通過建立高標(biāo)來達(dá)到進(jìn)一步的目的。在觀測的角度比較全面的情況下，選擇中點(diǎn)多邊形的控制網(wǎng)的中心位置就變得極為困難，所以這類網(wǎng)的設(shè)計就是需要慎重以待。而相對的，面積較小的多邊形且邊長較短的GPS控制網(wǎng)的布設(shè)，就能夠在保證精度的前提下，去更快捷和便利的布設(shè)出來。相鄰兩點(diǎn)之間是否通視，對于GPS控制網(wǎng)而言，并不是必要條件，選點(diǎn)是具有很大的靈動性的，可以先根據(jù)控制網(wǎng)的需求來進(jìn)行選點(diǎn)的定位，然后在勾勒出組織網(wǎng)形，去應(yīng)用于觀測和使用，GPS控制點(diǎn)選在交通通達(dá)、通訊無障礙的地方，盡量不要去在山的頂端和河的邊沿去設(shè)立點(diǎn)。在圖形上所進(jìn)行的設(shè)計，僅僅是粗略的定點(diǎn)點(diǎn)位，而在實地進(jìn)行選點(diǎn)時，先在設(shè)計的圖上進(jìn)行初選一個點(diǎn)，并在這個點(diǎn)的附近進(jìn)一步選定合適的點(diǎn)位，通過這種方式去來滿足GPS的控制測量中對點(diǎn)位的選擇要求。這樣就要求該GPS網(wǎng)的位置基準(zhǔn)的已有控制網(wǎng)的起始點(diǎn)坐標(biāo)及方位基準(zhǔn)的起始方位角的相鄰兩端點(diǎn)必須選作為GPS點(diǎn)，網(wǎng)形中設(shè)計的點(diǎn)位中，盡可能多包括一些已知的，可以利用的并且符合條件的控制點(diǎn)。這樣以來，不僅可以充分利用已知坐標(biāo)和方位角的的標(biāo)石，更是可以借此來獲得GPS網(wǎng)與原有控制網(wǎng)二者在同名點(diǎn)上的不同差異，然后在進(jìn)行不同坐標(biāo)值之間的相互轉(zhuǎn)換。假設(shè)確定了進(jìn)行分層進(jìn)行布網(wǎng)，那么先去做的就是首級網(wǎng)的網(wǎng)形設(shè)計，首級控制網(wǎng)的點(diǎn)應(yīng)分布在整個測區(qū)范圍內(nèi)，但應(yīng)疏密分布均勻有序。然后再做次級網(wǎng)點(diǎn)網(wǎng)形設(shè)計。把各GPS控制點(diǎn)進(jìn)行依次的相聯(lián)，所構(gòu)成的幾何圖形就是所獲得的GPS網(wǎng)形。在這個測量時段內(nèi)，同步連測的接收機(jī)較多，一般是多于兩臺的（設(shè)為n臺，n＞2），就只能計算的出n-1個獨(dú)立的基線向量。換句話說，在設(shè)計所得到的GPS網(wǎng)中，所包括的的任意一個觀測時段中就只有n-1個獨(dú)立的基線向量，假如超過了n-1個，就等同于加入了不應(yīng)出現(xiàn)的觀測值，若是少于n-1個就會失去有用的觀測值。為此，在進(jìn)行測量的設(shè)計過程中，應(yīng)根據(jù)提前設(shè)計好的網(wǎng)形，來進(jìn)行每一個測段中獨(dú)立基線向量的判定，選取的基線向量，將不準(zhǔn)確的則刪除掉。然后將這些選擇后的基線向量組合，就構(gòu)成了所需要的GPS控制網(wǎng)。多邊形所組成的閉合環(huán)形的圖形中，邊數(shù)的數(shù)目的多少將會影響到控制網(wǎng)的精度高低性、測量的可靠性以及野外GPS觀測的工作量。而若想布設(shè)高精度控制網(wǎng)宜。則應(yīng)該采用有三邊形組成的網(wǎng)形，通過多邊來進(jìn)行多觀測，得到多個觀測值，在測量過程中還可以增加對角線的GPS測量。在全國一些大城市中，對于首級控制網(wǎng)，每個相對應(yīng)的獨(dú)立的閉合環(huán)的邊數(shù)應(yīng)該在4~5個之間，而次級的和一般的GPS控制網(wǎng)的邊數(shù)也不應(yīng)該超過6個。調(diào)查研究表示，閉合差邊數(shù)的增加，會導(dǎo)致該限差隨之而增大，會大大影響GPS控制測量的精度，當(dāng)然這樣的情況也是有相對應(yīng)的方法來解決，就是利用閉合差計算出來的數(shù)據(jù)，但若增加太多，就會讓這種能力大大降低。除了會降低測量數(shù)據(jù)可靠性以外，還會因為對于觀測值的減少而降低該控制網(wǎng)的精度。有這樣一種情況，假設(shè)現(xiàn)在有兩個已知的GPS控制點(diǎn)，那么可利用附合導(dǎo)線那樣的連接方式直接布設(shè)出GPS的基線邊，當(dāng)然這樣的布設(shè)方式也是有一定的規(guī)則，就是兩個已知點(diǎn)的閉合基線邊的數(shù)目不能夠超過6條。形狀狹長的線路的GPS控制網(wǎng)中，有公共相連的多個閉合環(huán)的GPS控制網(wǎng)比僅僅只有一個公共點(diǎn)的網(wǎng)形有更高的多邊形強(qiáng)度，在野外實時測量中隨著工作量的增加能夠獲得更多的多余觀測數(shù)，所以，在有兩個公共點(diǎn)的每兩個相鄰的異步環(huán)之間不應(yīng)該用點(diǎn)連式的連接方式，最好還是用邊連式的方式進(jìn)行連接，有利于網(wǎng)的精度和可靠性的提高。在GPS控制測量中，其作業(yè)方式和基線向量的選擇中具有多選擇性，能夠應(yīng)對測量中的不同情況，有很高的靈活性。因此，有的施測單位在進(jìn)行技術(shù)設(shè)計的階段中，注重點(diǎn)的布設(shè)，不采用依次連接點(diǎn)的方式布網(wǎng)，在野外作業(yè)中用的則是類似于推進(jìn)的方法進(jìn)行測量，在觀測結(jié)束后再選擇非同步的GPS基線向量，這樣就會導(dǎo)致網(wǎng)的形狀無法適應(yīng)實時觀測，就會出現(xiàn)點(diǎn)連式的多個閉合環(huán)。這樣的一個做法就會導(dǎo)致在檢核中難以發(fā)現(xiàn)粗差，得到的數(shù)據(jù)也無法進(jìn)行結(jié)算和精度評定，對整個測量來說是失敗的，沒有價值的。3.3.4、部分GPS點(diǎn)的水準(zhǔn)聯(lián)測方案的制定通過GPS的控制測量可以得到GPS控制點(diǎn)的平面中的具體位置，而且通過一些推算，還可以得到測量時刻大地高程。為此，為了進(jìn)一步提高測量的精度，需對部分GPS點(diǎn)進(jìn)行水準(zhǔn)測量來測定其水準(zhǔn)高程，通過這些正常高的高程就可以得到在這些點(diǎn)上的高程異常，就可以通過曲面你和法來推算估計其他的GPS點(diǎn)的高程。這里需要重點(diǎn)說明的是，在GPS網(wǎng)的圖上的點(diǎn)的選取，應(yīng)以密度適當(dāng)、分布較均勻為標(biāo)準(zhǔn)，最好是覆蓋在整個測區(qū)的若干個GPS點(diǎn)之中進(jìn)行選擇，其次在設(shè)計水準(zhǔn)高程測量的方案。最好的方式就是把GPS控制點(diǎn)全部都附在國家三、四等水準(zhǔn)網(wǎng)的若干個已知點(diǎn)上進(jìn)行連接，這樣做的不好之處就是工作量會比較大，耗費(fèi)的人力物力比較多。3.3.5、GPS網(wǎng)設(shè)計書主要內(nèi)容工程測區(qū)概況；測量中需要的水準(zhǔn)點(diǎn)、聯(lián)測路線等；已有的坐標(biāo)系及起始點(diǎn)坐標(biāo)和起始方向等數(shù)據(jù)；布設(shè)GPS控制網(wǎng)的方案具體流程說明；選點(diǎn)和埋石；工程的觀測精度以及精度的各項標(biāo)準(zhǔn)，如觀測時間、邊長規(guī)格、定位方式等等；進(jìn)行野外測量和內(nèi)業(yè)處理時采用的儀器設(shè)備、工程具體經(jīng)濟(jì)預(yù)算；預(yù)期精度等等3.4GPS控制網(wǎng)布設(shè)3.4.1、野外選點(diǎn)在對測區(qū)的已有的一些資料進(jìn)行了解，可以通過現(xiàn)成的測繪成果去研究測區(qū)的具體概況，是否有大風(fēng)、小雨、溫度高等氣候現(xiàn)象出現(xiàn)，交通是否便利方便進(jìn)行測量、通訊是否受到干擾、已有的控制點(diǎn)的坐標(biāo)系和具體坐標(biāo)等等。一般情況里，通過圖上設(shè)計所設(shè)立的GPS點(diǎn)跟實際中的點(diǎn)位可能會不一致，但是即使有所偏離幾十或者幾百米，對控制網(wǎng)的精度和測量結(jié)果的可靠性也是沒有影響的。GPS的選點(diǎn)是以相鄰兩個點(diǎn)之間的測量之間沒有阻礙，能夠順利的接收到無干擾的信號為第一要求，而相鄰點(diǎn)是否能夠同時并不作為主要參考。應(yīng)符合下述要求：要求視野保持開闊、視線范圍內(nèi)障礙物的高度角不應(yīng)該過高°，便于安置接收設(shè)備和操作。GPS點(diǎn)位的設(shè)定應(yīng)該選在交通便捷、通訊方便的交接點(diǎn)處、以便進(jìn)行測量，尤其是聯(lián)測的順利進(jìn)行。在無法避免多路徑影響的時候，盡量減弱其造成的誤差影響。GPS的點(diǎn)位選定之后，所要進(jìn)行的就是繪制點(diǎn)之記，其中包括點(diǎn)名、點(diǎn)號、點(diǎn)位及點(diǎn)位的縮略圖等，這樣就可以作為資料存檔，方便日后作為已有資料方便使用。3.4.2、埋石點(diǎn)位選定后，埋設(shè)標(biāo)石，點(diǎn)進(jìn)行了標(biāo)記之后，繪制GPS控制點(diǎn)點(diǎn)之記。3.4.3、布設(shè)特點(diǎn)在GPS控制網(wǎng)的布設(shè)之中，對GPS點(diǎn)位圖形結(jié)構(gòu)的選擇上沒有硬性的指標(biāo)要求，相鄰兩個GPS點(diǎn)位是否通視也沒有嚴(yán)格要求。GPS控制網(wǎng)的主要特點(diǎn)如下：⑴在用戶的接收機(jī)部分，接收機(jī)采集的是衛(wèi)星星歷和天線到衛(wèi)星的距離等數(shù)據(jù)，不要求點(diǎn)間通視，但必須保持向上是能夠通視的。⑵GPS控制網(wǎng)的布設(shè)不再嚴(yán)格追求“分級布網(wǎng)、逐級控制”的布網(wǎng)原則，不再把城市三角網(wǎng)分成二、三、四等，而是在城鎮(zhèn)范圍內(nèi)進(jìn)行控制網(wǎng)的布設(shè)，對于較小的城市測區(qū)，會采用全面布設(shè)，采用長短邊的結(jié)合，這樣既能符合實際要求，還能夠提高相關(guān)的精度；若測區(qū)為一線大城市，則是進(jìn)行分級布網(wǎng)，先進(jìn)行首級布網(wǎng)，然后進(jìn)行一系列的次級布網(wǎng)，這些GPS控制網(wǎng)分為C、D、E等不同的等級，這些不同等級的控制網(wǎng)他們的各項精度要求也是不同的。⑶GPS網(wǎng)中每個點(diǎn)位的位置是通過測量直接確定的，并不是通過布網(wǎng)的圖形中通過點(diǎn)位推算出來的。3.4.4、布網(wǎng)原則⑴利用已有資料選取控制點(diǎn)布網(wǎng)，布設(shè)出來的GPS網(wǎng)應(yīng)該與原有的做到同步。GPS測量中得到的三維坐標(biāo)，使用的坐標(biāo)系是WGS-84坐標(biāo)系。需要兩個或者兩個以上的連測控制點(diǎn)。以一個點(diǎn)的坐標(biāo)作為起算點(diǎn)的坐標(biāo)，那么兩個連測控制點(diǎn)之間的距離和方位就是GPS與原網(wǎng)的轉(zhuǎn)換參數(shù)，這樣就可以順利進(jìn)行坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換，從而得到自己需要的數(shù)據(jù)了。⑵聽過已知水準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)測得到GPS網(wǎng)的高程，GPS網(wǎng)中高程即是大地高，在GPS網(wǎng)中施測少量的水準(zhǔn)點(diǎn)，應(yīng)用多項式曲面擬合法，通過假設(shè)和虛擬擬合出測區(qū)的擬大地水準(zhǔn)面，然后通過內(nèi)業(yè)處理檢核出其他的GPS點(diǎn)的高程是否存在異常，然后確定正常高程的數(shù)值。⑶GPS網(wǎng)的控制點(diǎn)不要求必須保持相互通視，但仍需要一定規(guī)則要限制，以便更好地進(jìn)行加密控制，便于GPS的測量。3.4.5、提高GPS網(wǎng)精度的方法⑴為了確保在GPS網(wǎng)上兩個相鄰連測的點(diǎn)的測量，具有比較高的精度，那么就要求網(wǎng)中兩個相鄰觀測點(diǎn)一定要進(jìn)行同步觀測，這樣可以獲得他們的直接觀測基線。⑵在整個GPS網(wǎng)上布設(shè)一個全面的框架網(wǎng)，并以此作為整個GPS網(wǎng)的支撐。（3）可以通過如下幾種方法：增設(shè)長時間、多時段的基線向量，提高GPS控制測量的尺度精度。3.4.6、GPS網(wǎng)布設(shè)選取起算邊長的GPS控制網(wǎng)的設(shè)計，是通過精度比較高的激光測距作為起算的邊長，那么測距邊的數(shù)量一般在3到5個之間，在保證激光測距每個邊兩個端點(diǎn)的高度差不是差不很多，那么是可以把他們設(shè)置在GPS的任何一個地方的。3.4.7、布設(shè)GPS網(wǎng)起算方位的選取在布設(shè)GPS網(wǎng)時，是可以把已有的數(shù)據(jù)的起算方位加入進(jìn)來的，但不宜太多，在GPS網(wǎng)的覆蓋范圍內(nèi)的任何一個位置都可以布設(shè)這些起算方位。3.5GPS基線的解算的過程每一種不同的接收機(jī)都有各自所具備的特點(diǎn)，都是有利于測量的順利進(jìn)行的，而且每一個接收機(jī)都會有一個與之相匹配的進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的軟件，在測量后得到的數(shù)據(jù)中，導(dǎo)入軟件系統(tǒng)進(jìn)行基線解算和平差處理。這些軟件，它們在大體的使用步驟上都是類似的。GPS基線解算的過程是：在軟件中首先讀取原始數(shù)據(jù)，然后開始進(jìn)行基線的解算。處理這些數(shù)據(jù)，第一步就是先進(jìn)行數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換，由于大部分的數(shù)據(jù)處理的軟件都能接收RINEX格式的數(shù)據(jù)，所以大多數(shù)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后的格式都是RINEX。⑴讀取外業(yè)數(shù)據(jù)后的檢核。帶入了測量所得的GPS數(shù)據(jù)之后需要進(jìn)行一定的檢核和驗證，這其中包括：測站名的順序、點(diǎn)號、測站坐標(biāo)的準(zhǔn)確、天線高的異常等。通過對這些內(nèi)容進(jìn)行一些核查，就可以盡量避免或者說是減少外業(yè)所造成的誤差。⑵在數(shù)據(jù)處理軟件中的基線解算，控制參數(shù)的設(shè)定是基線解算的重要基礎(chǔ)，也是非常重要的一個環(huán)節(jié)通過這種設(shè)定能夠選擇出用哪一種處理數(shù)據(jù)的方法來進(jìn)行基線的解算，使得基線解算的精度大大增加。，準(zhǔn)確度也有了更多的提高。。⑶開始進(jìn)行基線解算。點(diǎn)擊開始后會自動開始進(jìn)行基線解算，人工化程度比較高⑷基線質(zhì)量的檢驗；在完成基線解算后，必須對處理后得到的基線的質(zhì)量進(jìn)行檢驗，經(jīng)過檢驗質(zhì)量合格的基線才可以進(jìn)行接下來的一系列處理。當(dāng)發(fā)現(xiàn)不合格時，應(yīng)對該基線進(jìn)行重新結(jié)算，然后再次進(jìn)行檢核，直到符合標(biāo)準(zhǔn)。3.6GPS基線向量網(wǎng)平差3.6.1、GPS網(wǎng)平差⑴無約束平差GPS網(wǎng)的無約束平差指的是在進(jìn)行平差處理的時候，不把GPS網(wǎng)自身因為非觀測量所導(dǎo)致的外部變形的數(shù)據(jù)引入。一般的無約束平差，都是在進(jìn)行平差的時候不包含起算數(shù)據(jù)或者是無多余觀測數(shù)據(jù)。⑵約束平差GPS網(wǎng)的約束平差指的是平差時采用的是GPS基線向量，并且在進(jìn)行處理的時候引入了有非觀測量引起變形的，發(fā)生改變的起算數(shù)據(jù)。4影響GPS測量精度的誤差4.1GPS衛(wèi)星自身誤差4.1.1軌道誤差衛(wèi)星的軌道誤差在某種意義上同星歷誤差是同一個意思，在有關(guān)部門提供了一定精度的衛(wèi)星軌道之后，傳遞給用戶使用以廣播的形式，這樣就可以在觀測的時間段里獲得觀測衛(wèi)星的具體位置。軌道誤差是由于衛(wèi)星的軌道在受到月球引力場、太陽光強(qiáng)、潮汐動力等一些自然氣候的影響作用下，產(chǎn)生了一些不可確定性的影響，是軌道不能準(zhǔn)確定位，產(chǎn)生了軌道誤差。短基線測量可以消除SA誤差所帶來的影響，那么能夠解決SA誤差帶來的影響犯法就是進(jìn)行Real-time實時差分定位，就是給定坐標(biāo)點(diǎn)上布設(shè)GPS網(wǎng)的基本控制點(diǎn)，經(jīng)過基準(zhǔn)站的測量來獲得軌道誤差的校正值，再用數(shù)據(jù)鏈的方式傳送給地面進(jìn)行導(dǎo)航定位的接收基站，這樣即可以消除SA誤差，也可以消除兩個聯(lián)測站之間共同作用的誤差，提高了移動站的導(dǎo)航的精度，增加了其數(shù)據(jù)的可靠性。4.1.2美國的SA技術(shù)與AS影響SA技術(shù)是選擇可用性(SelectiveAvailability)的簡稱，它是由（di-ther）技術(shù)和(epsilon)技術(shù)兩種技術(shù)的共同作用下，使用戶的定位精度降低的技術(shù)，是在人力作用下增加了周期，使其變?yōu)殡S機(jī)性特征的高頻信號，讓衛(wèi)星的頻率也因此改變，最后就會產(chǎn)生了干擾誤差，SA技術(shù)大大降低了衛(wèi)星星歷的準(zhǔn)確度，讓其數(shù)據(jù)變得毫無規(guī)則可言，隨機(jī)的發(fā)生變化，這樣就大大增加了人為誤差，從而進(jìn)一步影響力衛(wèi)星星歷的精度。AS技術(shù)(Anti-Spoofing)，為了保護(hù)P碼的存在不被他人所盜用，戰(zhàn)斗時防止對方使用技術(shù)對導(dǎo)航的定位的精確度P碼差生影響才產(chǎn)生的一種技術(shù)。[8]徐紹銓，張華海，楊志強(qiáng)，王澤民.GPS測量原理與應(yīng)用[M].武漢大學(xué)出版社，1998.AS技術(shù)讓C/A碼的用戶無法和P碼用戶[8]徐紹銓，張華海，楊志強(qiáng)，王澤民.GPS測量原理與應(yīng)用[M].武漢大學(xué)出版社，1998.4.1.3減少星歷誤差和消除技術(shù)影響的根本方法通過部分區(qū)域性的GPS跟蹤網(wǎng)可以很準(zhǔn)確的得到GPS衛(wèi)星軌道的數(shù)據(jù)，這其中跟蹤站地心坐標(biāo)的會因為一些人為的原因差生誤差，這類誤差對衛(wèi)星軌道的影響是重大的，10倍或者更多。所以，這就要求跟蹤站的地心坐標(biāo)精度應(yīng)該優(yōu)于0.1m，而衛(wèi)星軌道應(yīng)該比2m的精度還要更加的精確4.2與信號傳播有關(guān)的誤差4.2.1電離層的信號傳播延遲傳播信號在經(jīng)過電離層時，會因為電離層的物質(zhì)影響而引起碼信號傳播延遲，這與衛(wèi)星與接收機(jī)連接方向上所充斥的電子密度息息相關(guān)。電離層信號得傳播延遲因為方向的不同延遲值也會不同，在垂直方向上，夜間的延遲至一般可以達(dá)到2m左右，而在白天最高可以達(dá)到15m；在有傾斜角度上的延遲值，夜間為9m白天為45m，另外如果遇到特殊情況例如反常時期延遲至的具體數(shù)值就會發(fā)生不同的變化。針對電離層對傳播信號的影響，人們想出了一種解決的辦法來消弱電離層對信號延遲的影響，那就是采用雙頻的接收機(jī)來進(jìn)行測量，采集數(shù)據(jù)，對電離層的信號延遲進(jìn)行改正，獲得精度更好的數(shù)據(jù)。這是因為，單頻的接收機(jī)不論如果進(jìn)行改成，最后的殘差仍然會比較大，而且衛(wèi)星高度解直角對單頻接收機(jī)的影響也比較大，雙重誤差下會讓接收機(jī)接收到的信號變得更加的不準(zhǔn)確了。而雙頻的接收機(jī)，因而，利用雙頻GPS接收機(jī)觀測，雙拼接收機(jī)適用于赤道附近的信號接收，赤道附近的電離層中電子含量小且運(yùn)動無規(guī)律，包含幾米到幾千米不等的不同長度的波長，在這些無規(guī)律的電子密度的運(yùn)動作用下，能夠產(chǎn)生衍射和反射效應(yīng)，這樣就讓接收到的信號的相位和振幅產(chǎn)生變異，引起周條，這樣就可以對電離層的信號延遲進(jìn)行相關(guān)的改正。當(dāng)然這樣的情況并不是百分之百的，在一些特殊的情況之下，例如周跳、信號跟蹤的情況下，即使使用雙頻接收機(jī)來接收信號也無法取得應(yīng)該有效果。4.2.2對流層的信號傳播延遲對流層延遲簡單的來說就是，電磁波的信號和真空中光速的不同，從而產(chǎn)生了相互碰撞和相互干擾，從而使得信號傳播產(chǎn)生了延遲。是電磁波信號通過對流層時其傳播速度不同于真空中光速所引起的。大氣的分量一般分為干大氣分量和濕大氣分量。[9]孫堅.GPS測量中存在的問題及目前的幾種解決途徑[J].北京測繪，1997，(03)：23-26.百分之70左右的大氣都為干大氣分量，其余的為濕大氣分量。濕大氣分量會隨著維度和精度的變化而產(chǎn)生相應(yīng)的變化的，并且隨著時間的不斷增加也會增大變化的速率，所以雖然其數(shù)值雖然不大，但在對流層對傳播信號的延遲中產(chǎn)生了很大的作用效果。大氣中的干大氣分量和濕大氣分量的測量是比較難以預(yù)測的，在日常的測量和實驗中往往的測量的是干、濕分量混合體，無法進(jìn)行準(zhǔn)確而分明的區(qū)別，就會難以得到它的準(zhǔn)確值。對流層的延遲主要的影響也是接收機(jī)和衛(wèi)星的視線方向，也就是天頂方向，在短基線的測量中，通過關(guān)聯(lián)性可以更好的消除，而在雙拼接收機(jī)中也能夠減少這種誤差的影響，到目前為止已開發(fā)出來了許多計算濕對流層延遲的實用模型，在長基線測量中采取雙頻接收機(jī)[9]孫堅.GPS測量中存在的問題及目前的幾種解決途徑[J].北京測繪，1997，(03)：23-26.4.2.3多路徑誤差GPS信號在發(fā)射到一些物體身上后，又通過反射的方式重新回到GPS的接收天線上，在這樣一個過程中對GPS信號的接收產(chǎn)生了干擾的誤差，稱為多路徑誤差。反射波的強(qiáng)度和用戶借手機(jī)天線對的相關(guān)抵制的能力對多路徑誤差的大小產(chǎn)生了直接的影響，可以說是決定性的。經(jīng)過大量的測量和實驗的研究下，得出多路徑對信號的影響，具體如下：（1）當(dāng)GPS網(wǎng)形的邊長是小于10km的時候，多路徑誤差是主要的誤差來源；（2）GPS控制測量中，坐標(biāo)達(dá)到5-9cm時，在多路徑誤差的影響之下。經(jīng)過反射后可以達(dá)到15cm以上，大大超出GPS接收機(jī)所能承受的范圍。（3）在高反射環(huán)境下，受多徑誤差的影響，可能會讓接收機(jī)因為信號失鎖而無法接受到任何信號；在接收機(jī)天線的附近，若是存在垂直面或者水平面都會使得GPS信號進(jìn)行二次反射，而天線附近因為地形地物的存在，也會造成所謂的鏡面反射，這些所有的影響加在一起就會產(chǎn)生周跳，使得信號缺失準(zhǔn)確性。因此，在GPS點(diǎn)位的選擇上，應(yīng)該盡量避免在這類的地形之中，應(yīng)該采取天線較高的接收機(jī)，同時還需要避免或者減少其他誤差帶來的影響。4.3與接收機(jī)有關(guān)的誤差4.3.1接收機(jī)鐘差一般的，把接收機(jī)的鐘面時與GPS標(biāo)準(zhǔn)時之間的差異稱為接收機(jī)鐘差。這類誤差在整個接收機(jī)和衛(wèi)星的接受過程之中造成了不小的影響，在日常的測量當(dāng)中昂人們就采取了這樣一種方法，每個觀測時段所產(chǎn)生的接收機(jī)鐘差都假設(shè)稱為一個未知數(shù)，這個未知數(shù)它是具有獨(dú)立性的，在數(shù)據(jù)處理的過程中將其與觀測站的參數(shù)并列秋季，可以減弱接收機(jī)鐘差的影響，當(dāng)然也可以在衛(wèi)星之間求一次差的方式來消除接收機(jī)的鐘差。[10][10]楊祥平,楊旭.GPS測量的誤差來源分析與應(yīng)對措施[J].武漢市測繪研究院.2013.4.3.2接收機(jī)的位置誤差接收機(jī)天線的中心位置相對于接收機(jī)測站地心坐標(biāo)位置的誤差，就成為接收機(jī)位置誤差。這種接收機(jī)的位置誤差在衛(wèi)星星歷的接收上產(chǎn)生干擾，對最后的準(zhǔn)確度也會造成干擾。例如將天線高度為1.6m這個時段測量所得到的平誤差為0.1°時，可能會產(chǎn)生的中誤差就是3mm，比原來的中誤差大了很多。因此在精密定位時，必須仔細(xì)操作，以盡量減少這種誤差的影響。4.3.3天線相位中心位置的偏差在傳統(tǒng)的GPS控制測量李米娜，接收機(jī)天線的相位中心的具體數(shù)據(jù)和坐標(biāo)是所測的數(shù)據(jù)觀測值的基準(zhǔn)，一旦相位中心的位置變得不準(zhǔn)確，那么整個數(shù)據(jù)過程都存在了不確定性。理論上，天線的相位中心就是幾何中心，然后在實際中的無數(shù)次研究告訴我們并不是如此。相位中心會因為輸入的信號的強(qiáng)度和方向的不同而產(chǎn)生不同的相對位移，讓實際中的天線相位中心與理論上的無法保持一致，這種偏差就是相位中心的偏差。[12][12]李義先.《天線相位中心偏差對于GPS高程影響問題分析》[J].安徽省地質(zhì)測繪技術(shù)院.2012.在實際工作中，在使用同一種天線的前提下，兩個相距不遠(yuǎn)的聯(lián)測點(diǎn)上進(jìn)行同步觀測，并且重復(fù)進(jìn)行多組測量，那么就可以通過求差觀測值相若天線相位中心偏移帶來的影響。5實驗內(nèi)容5.1研究內(nèi)容按表2的規(guī)定，用GPS進(jìn)行控制測量，布設(shè)E級的GPS控制網(wǎng)的時候，相鄰點(diǎn)的距離最短在1km以上；觀測時段長度最短在60min以上。當(dāng)然，一些小范圍的測量控制網(wǎng)，可能其一部分或所有相鄰點(diǎn)的距離在1km以內(nèi)。GPS控制測量結(jié)束后，通過數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行基線處理，和平差處理。同過所得到的數(shù)據(jù)，研究對長短基線不同，天線相位中心的不同，并且對高度解直角和采樣間隔變換的精度進(jìn)行了研究，檢核GPS所能達(dá)到的精度，并對其精度進(jìn)行分析。4.2測區(qū)概述Gps網(wǎng)的分布情況測區(qū)為新疆烏宗布拉克鄉(xiāng)環(huán)繞高速公路的一個閉合環(huán)。本人于2015年3月用南方S86-T，采用多臺接收機(jī)在位于鄉(xiāng)鎮(zhèn)府周圍的多個控制點(diǎn)上進(jìn)行了觀測試驗(見圖1)。GPS測量控制網(wǎng)4.2.1選點(diǎn)（1）GPS網(wǎng)控制點(diǎn)的點(diǎn)位選擇于在易于安裝接收設(shè)備、交通便利、信號通訊沒有阻礙、視野開闊的較高點(diǎn)之上。（2）點(diǎn)位比較靠近郊區(qū)和偏遠(yuǎn)的地區(qū)，遠(yuǎn)離了電視臺、發(fā)電站等有很強(qiáng)信號源的地方，其距離村莊和人家大約200m。（3）為了盡可能的避免或者減弱多路徑誤差對整個測量過程造成影響，GPS點(diǎn)位的選擇在無坑洼、無積水區(qū)域、無信號干擾的地段。（4）相鄰兩個GPS測站點(diǎn)之間保持通視和視野開闊。因為路面比較結(jié)實，所以直接在路面嵌入顯眼的標(biāo)志，作為選取的控制點(diǎn)和表示，標(biāo)志一般會稍高出路面2~3mm，這樣便于后續(xù)的水準(zhǔn)可以更快捷的進(jìn)行測量。4.3觀測4.3.1觀測前設(shè)置1、在GPS控制點(diǎn)中選擇好觀測站，并在這個點(diǎn)上擺放三角架，進(jìn)行置平。2、取出基座及對中器，將其固定在腳架上，再次進(jìn)行置平和對中的工作，以保證后續(xù)測量的進(jìn)行。3、將GPS接收機(jī)安置于對中器上，并擰緊旋鈕，將其固定好。這個時候才取出采集器和托盤，用同樣的方法安置在腳架上。4、將儀器開機(jī)，輸入控制網(wǎng)信息進(jìn)行測量。6、按F1進(jìn)行確定以后，自動開始采集數(shù)據(jù)直至結(jié)束。7、在測量開始和結(jié)束時都要量取天線高對四臺GPS接收機(jī)進(jìn)行編號，分別為1、2、3、4四編號。在相同的觀測條件和環(huán)境中進(jìn)行接收機(jī)和控制點(diǎn)一對一的觀測，即1號機(jī)器觀測1號點(diǎn)，以此類推。需要注意的是，在這個過程中需要將高度解直角的角度設(shè)為15°，采樣的間隔1s，采樣次數(shù)3。4.3.2具體觀測觀測時是采用4臺接收機(jī)，觀測4天，第一次的觀測，將所有的GPS的方向統(tǒng)一朝北，總共觀測時間為8小時，采樣的的時間間隔為15s；第二次觀測仍是在統(tǒng)一朝北的方向上進(jìn)行觀測，觀測時間為6個小時，采樣間隔1s，；第三次的觀測就有所不同了，分為四個連續(xù)的觀測時段，每一段的天線方向也是不同的。第一時段仍然是朝北，第二、三、四時段，GPS接收機(jī)的屏幕方向分別為東、南、西；第四次觀測僅僅是在C3－C4之間進(jìn)行聯(lián)測，在C3點(diǎn)安置3號機(jī)，屏幕朝北，連續(xù)觀測六個時段。在C4點(diǎn)安置4號機(jī)，連續(xù)觀測四個時段，每個時段的觀測時長為60分鐘；第五次觀測則在C1-C2之間進(jìn)行聯(lián)測，具體流程同第四次觀測相同。5實驗數(shù)據(jù)分析及結(jié)論表一GPS實時觀測數(shù)據(jù)表施工單位負(fù)責(zé)人谷世瑤日期2013年03月9日文件名觀測日期開始結(jié)束點(diǎn)名天線高天線高機(jī)號VTB11720.STH2013年03月09日07時50分10時05分VTB11.07501.0000W1186740689VTB11721.STH2013年03月09日10時06分12時13分VTB11.07501.0000W1186740689VTC11720.STH2013年03月09日07時51分09時53分VTC11.07501.0000W1186740464VTC11721.STH2013年03月09日13時11分15時13分VTC11.07501.0000W1186740464VTC11722.STH2013年03月14日09時55分12時00分VTC11.07501.0000W1186740464VTC11723.STH2013年03月14日15時16分17時20分VTC11.07501.0000W1186740464VTC21720.STH2013年03月14日13時11分15時14分VTC21.07501.0000W1186740689VTC21721.STH2013年03月14日15時17分17時22分VTC21.07501.0000W1186740689VTC31720.STH2013年03月14日13時10分15時12分VTC31.07501.0000W1186740337VTC31721.STH2=2013年03月14日15時15分17時18分VTC31.07501.0000W1186740337VTC41720.STH2013年03月19日07時50分09時53分VTC41.07501.0000W1186740489VTC41721.STH2013年03月19日09時55分12時02分VTC41.07501.0000W1186740489VTC41722.STH2013年03月19日13時10分15時13分VTC41.07501.0000W1186740489VTC41723.STH2013年03月19日15時14分17時16分VTC41.07501.0000W1186740489VTC51720.STH2013年03月25日07時50分09時54分VTC51.07501.0000W1186740337VTC51721.STH2013年03月25日09時55分11時58分VTC51.07501.0000W1186740337VTC61720.STH2013年03月25日07時51分09時53分VTC61.07501.0000W1186740683VTC61721.STH2013年03月25日09時58分12時00分VTC61.07501.0000W1186740683VTC71720.STH2013年03月28日07時48分09時53分VTC71.07501.0000W1186740705VTC81720.STH2013年03月28日13時11分15時13分VTC81.07501.0000W1186740683VTC81721.STH2013年03月28日15時16分17時20分VTC81.07501.0000W1186740683基線解算1GPS數(shù)據(jù)處理軟件（Gpsadj）的使用1點(diǎn)擊新建，輸入工程名。2、點(diǎn)擊數(shù)據(jù)輸入菜單按鈕，在其下拉菜單中進(jìn)行數(shù)據(jù)文件的增加，導(dǎo)入通過測量的道德GPS相關(guān)測量數(shù)據(jù)。3、解算基線：導(dǎo)入數(shù)據(jù)以后，在基線解算的菜單里面選擇解算全部基線，基線解算完成4、在進(jìn)行初步結(jié)算之后，有些基線任然是灰色的，這類基線就是不合格的，選擇靜態(tài)基線處理設(shè)置選項，通過在設(shè)置參數(shù)中改變高度解直角和采集間隔時間來進(jìn)行修改，直至全部合格，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。6結(jié)束上述步驟之后得到的合格基線如下圖平差處理經(jīng)過處理后所得到的數(shù)據(jù)如下環(huán)閉合差報告閉合環(huán)最大節(jié)點(diǎn)數(shù)：3閉合環(huán)總數(shù)：21同步環(huán)總數(shù)：5異步環(huán)總數(shù)：16同步環(huán)情況：環(huán)號環(huán)總長相對誤差△Xmm△Ymm△Zmm△邊長mm1655.8902.2Ppm0.3390.5631.2911.4483.786.55環(huán)中的點(diǎn):BM020D020D017493.2566.3Ppm0.760-2.403-1.7903.0913.656.32環(huán)中的點(diǎn):0D040D020D0311777.1620.9Ppm0.237-0.265-0.5660.6683.906.76環(huán)中的點(diǎn):0D04BM020D0313429.6257.1Ppm-0.5942.5811.5373.0623.606.24環(huán)中的點(diǎn):0D040D060D0320661.9481.5Ppm-0.063-0.523-0.8090.9663.796.56環(huán)中的點(diǎn):0D040D050D06異步環(huán)情況：環(huán)號環(huán)總長相對誤差△Xmm△Ymm△Zmm△邊長mm2493.24945.2Ppm2.691-14.916-16.36022.30254.7094.74環(huán)中的點(diǎn):0D040D020D033493.25047.4Ppm2.349-16.713-16.18623.38554.7094.74環(huán)中的點(diǎn):0D040D020D034493.25821.3Ppm-1.9619.9272.85210.51354.7094.74環(huán)中的點(diǎn):0D040D020D035493.25918.2Ppm-2.3038.1303.0268.97554.7094.74環(huán)中的點(diǎn):0D040D020D036493.2554.7Ppm1.102-0.606-1.9642.33254.7094.74環(huán)中的點(diǎn):0D040D020D038803.10315.1Ppm-1.63511.915-1.29512.09658.94102.09環(huán)中的點(diǎn):BM020D020D039803.10412.9Ppm-1.97710.118-1.12110.37058.94102.09環(huán)中的點(diǎn):BM020D020D0310777.15241.6Ppm4.889-25.108-19.77832.33458.52101.36環(huán)中的點(diǎn):0D04BM020D0312777.15816.1Ppm3.300-10.798-5.38212.50858.52101.36環(huán)中的點(diǎn):0D04BM020D0314429.62624.6Ppm-0.816-4.677-9.46410.58854.0593.62環(huán)中的點(diǎn):0D040D060D0315429.63581.0Ppm-5.24627.42320.74934.78654.0593.62環(huán)中的點(diǎn):0D040D060D0316429.63653.7Ppm-5.46820.1669.74823.05654.0593.62環(huán)中的點(diǎn):0D040D060D0317429.63154.3Ppm-2.18316.89115.93323.32254.0593.62環(huán)中的點(diǎn):0D040D060D0318429.63225.8Ppm-2.4059.6334.93211.08754.0593.62環(huán)中的點(diǎn):0D040D060D0319661.94721.4Ppm-0.284-7.781-11.81014.14556.8098.37環(huán)中的點(diǎn):0D040D050D0621738.8776.8Ppm-0.563-1.7234.7135.04957.92100.33環(huán)中的點(diǎn):BM020D040D02重復(fù)基線報告基線名質(zhì)量中誤差XYZ基線長相對誤差Dwx(mm)Dwc(mm)重復(fù)基線0.0040.0000.0010.000189.23420.8ppm10.6930.240D030083-0D02008499.990.00441.306-105.952151.252189.2341/471130D030084-0D02008599.990.00441.306-105.954151.252189.2351/49268重復(fù)基線0.0060.0020.0100.008107.71751.1ppm10.2335.440D030072-0D04007299.990.006-85.921-64.5077.630107.7121/171270D040088-0D03008599.990.00585.91764.532-7.611107.7221/229140D030084-0D04008799.990.005-85.920-64.5217.615107.7181/19867重復(fù)基線0.0070.0000.0040.006207.61535.4ppm10.8330.630D060072-0D04007299.990.007-128.073-142.77879.470207.6141/292110D060081-0D04008482.270.008-128.074-142.78579.459207.6151/27317剔除基線后重復(fù)基線剔除基線后重復(fù)基線0.0040.0000.0010.000189.23420.8ppm10.6930.240D030083-0D02008499.990.00441.306-105.952151.252189.2341/471130D030084-0D02008599.990.00441.306-105.954151.252189.2351/49268剔除基線后重復(fù)基線0.0060.0020.0100.008107.71751.1ppm10.2335.440D030072-0D04007299.990.006-85.921-64.5077.630107.7121/171270D040088-0D03008599.990.00585.91764.532-7.611107.7221/229140D030084-0D04008799.990.005-85.920-64.5217.615107.7181/19867剔除基線后重復(fù)基線0.0070.0000.0040.006207.61535.4ppm10.8330.630D060072-0D04007299.990.007-128.073-142.77879.470207.6141/292110D060081-0D04008482.270.008-128.074-142.78579.459207.6151/27317剔除的基線禁用：自動剔除：WGS84-坐標(biāo)系下經(jīng)典自由網(wǎng)平差平差結(jié)果基線及其改正基線名基線△X基線△Y基線△Z△X改正mm△Y改正mm△Z改正mm相對誤差平差后距離0D010082--0D020083-79.42126.954-99.776-0.1701.069-1.3511:29806130.3450D030083--0D02008441.306-105.952151.252-0.369-1.2760.7601:74060189.2350D030084--0D02008541.306-105.954151.252-0.0260.5210.5871:74060189.2350D030085--BM020086-132.265-256.198232.466-1.3558.6990.6301:135775370.3620D030072--0D06007242.15178.273-71.8392.745-7.164-7.3601:37235114.2990D060081--0D050082-250.156-79.062-47.9780.529-1.1390.9321:57984266.7030D030072--0D040072-85.921-64.5077.6302.929-14.589-15.6861:55445107.7170D040088--0D03008585.91764.532-7.6111.723-10.254-3.5261:55445107.7170D030084--0D040087-85.920-64.5217.6151.340-0.278-1.2901:55445107.7170D060072--0D040072-128.073-142.77879.4700.779-10.005-9.8631:73451207.6170D060081--0D040084-128.074-142.78579.4591.000-2.7481.1381:73451207.6170D050082--0D040084122.082-63.723127.4360.534-1.0851.0141:40692187.6300D020085--0D040087-127.22541.430-143.6390.6071.603-0.0861:71792196.3030D040088--BM020086-46.348-191.666224.8560.606-1.820-3.4621:115065299.071BM020085--0D020083173.573150.234-81.213-0.6491.940-1.1641:80517243.503BM020085--0D010082252.994123.28018.565-0.8180.307-1.1041:65090282.043平差后Wgs84坐標(biāo)和點(diǎn)位精度ID狀態(tài)XYZX偏移mmY偏移mmZ偏移mm點(diǎn)名0D01固定-2104369.3464801254.8973621186.0700.0000.0000.0000D010D02-2104448.7674801281.8523621086.2922.0143.3621.9400D020D03-2104490.0734801387.8063620935.0392.0733.5282.1610D03BM02-2104622.3394801131.6163621167.5062.0153.3071.944BM020D06-2104447.9194801466.0723620863.1932.2603.9222.8120D060D05-2104698.0754801387.0083620815.2162.4054.9973.3870D050D04-2104575.9924801323.2843620942.6532.1183.5252.1490D04ID狀態(tài)BLHB偏移(秒)L偏移(秒)H偏移mm點(diǎn)名0D01固定34.485790159N113.400347579E90.1180.000000.000000.0000D010D0234.485419528N113.400591216E79.5950.000050.000043.9100D020D0334.484806055N113.400572713E86.5280.000050.000054.1170D03BM0234.485761722N113.401454034E70.2050.000050.000043.881BM020D0634.484513191N113.400297187E90.4710.000060.000054.6920D060D0534.484333474N113.401323521E86.0800.000080.000075.7090D050D0434.484871919N113.400984246E70.6760.000050.000054.1140D04當(dāng)前坐標(biāo)系統(tǒng):WGS-1984橢球長半徑:6378137.000000橢球扁率:1/298.257223563控制等級：E級M0:1.000000H=：0.000(投影高)B0:0.000000000NL0=：0.000000000E(中央子午線)114.000000000EN0:0.000000(北向加)E0=：500000.000(東向加)采用網(wǎng)配合法進(jìn)行轉(zhuǎn)換基線名△X改正mm△Y改正mm相對誤差距離0D01--0D021:46783129.9260D03--0D021:122003189.1170D03--BM021:228013370.0200D03--0D061:71090114.2370D06--0D051:99997266.6790D03--0D041:96052106.5490D06--0D041:138787206.6810D05--0D041:69942187.0060D02--0D041:117003196.1090D04--BM021:192307299.085BM02--0D021:131234243.333BM02--0D011:102518281.352平差后坐標(biāo)和點(diǎn)位精度IDX坐標(biāo)Y坐標(biāo)rms(mm)dx(mm)dy(mm)點(diǎn)名0D013854288.034469536.9930.3550.2880.2070D010D023854173.610469598.5371.3211.0820.7570D020D033853984.568469593.2091.4191.1550.8230D03BM023854278.343469818.1781.3001.0520.764BM020D063853894.547469522.8800.0000.0000.0000D060D053853838.301469783.5600.0000.0000.0000D050D043854004.521469697.8741.4391.1590.8530D04ID坐標(biāo)X坐標(biāo)Y高程xyh點(diǎn)名0D053853838.301469783.560**0D050D063853894.547469522.880**0D060D013854288.034469536.9930D010D023854173.610469598.5370D020D033853984.568469593.2090D030D043854004.521469697.8740D04BM023854278.343469818.178BM025.1短基線測量定位精度研究本人于2015年3月用標(biāo)稱精度為±5cm+1pp的GPS接收機(jī)，在位于烏宗布拉克環(huán)形公路的的4個控制點(diǎn)上進(jìn)行了觀測試驗。觀測時采用3臺接收機(jī)，構(gòu)成2個同步環(huán)(02—15—WT；15—ZHDS—WT)，共觀測2個時段。每個時段用快速靜態(tài)定位觀測20min，天在各觀測時段的前后分別精確量取天線高2次，取其均值，該GPS試驗網(wǎng)的相鄰點(diǎn)距離均在1km以內(nèi)，點(diǎn)間距唯一的大致在0.36～0.67km之間，平均點(diǎn)間距為0.59km。表5-1基線數(shù)據(jù)隨觀測時長變化表觀測時間方差比△X△Y△ZS橢球距離5無解10無解15無解203.42213.221-1.176156.413264.441264.108254.08213.221-1.174156.413264.44264.107306.16213.221-1.175156.412264.44264.107358.34213.221-1.176156.412264.441264.1084047.2213.220-1.176156.412264.441264.1084510.9213.221-1.176156.412264.441264.1085012.1213.222-1.176156.412264.442264.1095528.4213.223-1.177156.411264.442264.109608.8213.223-1.178156.411264.442264.1097024.12213.222-1.177156.411264.442264.1098019.0213.222-1.177156.411264.442264.1099021.5213.223-1.178156.411264.442264.1110020.5213.223-1.179156.411264.442264.1111019.7213.223-1.180156.411264.443264.1112019213.226-1.185156.406264.442264.1133126.7213.226-1.190156.406264.443264.111進(jìn)行觀測的20分鐘之后，就得到了靜態(tài)GPS測量的基線數(shù)據(jù)，把之與以前較長時間的基線數(shù)據(jù)相差5mm。表格的數(shù)據(jù)證明了，20分鐘的快速靜態(tài)定位，在不受到外界因素的干擾的前提下，進(jìn)行相鄰兩個GPS控制點(diǎn)之間的具體在1km以內(nèi)的測量時，其精度可以等同于三等測量的精度，點(diǎn)位精度更是比1cm還要更加的準(zhǔn)確。該GPS試驗網(wǎng)的相鄰點(diǎn)距離均在1km以內(nèi)，點(diǎn)間距變化范圍為0.26～0.64km，平均點(diǎn)間距為0.38km。上述GPS試驗網(wǎng)用標(biāo)稱精度為±(1mm+1ppm)的SOKKIASET510全站儀測定了C3—C4邊長。往返各測10次，取平均值223.489。表5-2全站儀觀測數(shù)據(jù)觀測次數(shù)4→3(單位m)3→4橢球距離(單位m)10次觀測264.1199264.1199264.1197264.1197264.1189264.1207264.1197264.11