GPS控制测量技术总结.docx

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GPS控制测量技术总结

安徽省六安市城区GPS控制测量技术总结

                                      六安土地勘测院  聂永胜胡华兵

前言

我单位作为六安地区较有实力的测绘队伍，在适应市场经济大潮下也不断的发展壮大，从引进全站仪到全套数字化成图设备，到引进全球卫星定位系统GPS我单位的测绘实力也发生了质的飞跃。

我单位今年在五月份经过多方考查选择了中翰公司所代理的加拿大SMART3100GPS。

目前市面上的GPS比较多，选择起来也比较慎重，我们并没有盲从其它单位意见，而是从实用和经济的角度来选择。

从外业测量角度来说有几个重要的方面是我们考查的对象：

考查对象

SMART3100对应指标

是否一体化机、全内置

是，整个机器没有任何电缆连接

操作是否方便

一键式操作，只轻轻一按就完成了所有操作

是否有智能化指示

有卫星状态、电源状态、内存空间等信息指示

电源系统是否优良

两块锂电连续工作三十多个小时，单独一块使用十几个小时，两块电池可切换供电

是否抗恶劣环境

防水和2米防侧摔

是否携带方便

非常小巧，主机含电池只有0.8公斤，是目前最轻的接收机

对于以上指标，SMART3100都是在同行中最好的，接下来我们就是考查其精度了，针对此我们用SMART3100对六安城区进行了一次实际测量。

以下为本次测量的报告。

一、测区概况

略

二、作业依据和已有测绘资料

1.中华人民共和国建设部标准《全球定位系统城市测量技术规程》。

2.国家测绘局颁布的《全球定位系统（GPS）测量规范》（CH2001-92）。

三、坐标系的选择

测区平均高程85m，中央子午线精度为117°，测区投影分带为6°带的第20带，3°带的第39带。

GPS网的平面坐标系统选用54北京坐标系，高程采用85黄海国家高程基准。

四、仪器设备和软件

GPS控制测量采用上海中翰科技有限公司合肥分公司的Smart-3100IS型GPS测量系统，为12通道单頻接收机，其静态相对定位精度为：

静态基线    ±（5mm+1ppmD）

高    程    ±（10mm+2ppmD）

Smart-3100IS型GPS测量系统配备有Planning星历预报软件（可预报30天内测区各测点一天24小时的卫星分布状况及健康状况）、SpectrumSurvey后处理解算软件（包含数据传输、基线向量处理、GPS网平差软件、多种GPS数据格式转换等功能），完全能满足GPS控制测量数据处理的要求。

GPS实测和数据处理时采用的其它设备移动电话、计算机和必要的交通工具等。

五、四等（或D级）GPS网的设计和观测

1．GPS布网

充分利用GPS测量的优点，实测GPS控制点45个，其中已知点4个，未知点41个，组成最小同步环135个，多边形异步环8个（计算选取）。

独立基线54条，其中必要基线44条，多余基线10条，平均重复设站数为1.7/站。

多于《规范》规定的1.6/站。

2．GPS观测

在实际外业观测过程中,使用7台Smart-3100IS型GPS接收机,同时在三个GPS点上进行观测,有效观测卫星数≥7颗,时段长度≥60分钟,如果有的点不搬站,则不关机，以保证尽可能长的时段长度。

  丈量天线高度,均从天线的三面丈量三次,在三次较差不大于3mm时,取平均值为最后结果。

结束观测时,再丈量一次天线高,以作校核。

  在观测过程中,自始至终有人值守,并经常检查有效卫星的历元数是否符合要求,否则及时通知其它两台仪器,延长时段时间,以保证观测精度。

  实际上在观测过程中，Smart-3100IS型GPS接收机电量充足，接收信号稳定，卫星数大都保持在7-8颗，有时高达10颗以上，为后面的平差处理之顺利进行打下了良好的基础。

    六、外业数据处理及检核

    1.外业数据处理

    外业观测后及时输入计算机,并进行外业数据的检查。

根据自动处理基线向量的结果，检查基线向量方差比（Ratio）、中误差（rms）以及天线高等,方差比＞2,中误差＜20mm,参与解算的向量均符合要求。

    2.外业观测质量的检核

      根据《GPS规范》要求，各级GPS基线精度计算公式如下

σ=

按D级控制网精度要求，取a≤10mm  b≤10ppm  D=4.65Km（平均基线边长）代入上式，经计算得：

              σ=47.60mm

（1）  同步环检验

根据《GPS规程》要求，其坐标分量应分别≤6ppm（1/166666）；全长闭合差应≤10ppm（1/100000）。

经检核全长闭合差最大为3.50ppm（1/285650）（同步环2），最小为0.10ppm（1/9847169）（同步环20）,均符合要求。

请参见附表1（同步环.txt）。

（2）异步环检验

    坐标分量闭合差  Wx=Wy=Wz≤±3σ

    n=3        Wx=Wy=Wz≤±247.3mm

    n=4        Wx=Wy=Wz≤±285.6mm

    n=5        Wx=Wy=Wz≤±319.3m

    异步环全长闭合差:

  W≤±3σ

    n=3  W≤±428.4mm

    n=4  W≤±494.7mm

    n=5  W≤±553.1mm

抽取独立基线异步闭合环8个,经检查其4条基线全长闭合差最大为407mm，最小为16mm，远小于规定的494.7mm,符合要求。

结果参见附表2（异步环.txt）。

七.平差计算

      基线处理成功后，即可进入软件的网平差界面，进行WGS-84坐标系下的自由网平差及三维约束网平差。

    1.GPS点WGS-84坐标系自由网平差

（1）GPS点WGS-84坐标系坐标平差及精度

    按《GPS规程》规定，基线向量的改正数:

          Vx=Vy=Vz≤3σ=142.8mm

    实测基线178条，经检查最大的基线向量改正数为122mm，完全符合规程要求。

参见附表84Free.prt。

    基线的相对精度最高为1/164.9069万;最低为1/10.2530万（超短基线）。

（2）GPS点WGS-84坐标系大地坐标及其精度

    WGS-84坐标的点位中误差最小为5.9mm;最大为8.7mm。

结果参见附表543DLock.prt。

    2.GPS点54系三维约束平差

      以大鼓堆（3等点）和婆山岭（1等点）为平面及高程已知点，周建材厂的高程已知数据，进行三维强制约束平差。

      （注：

大鼓堆（3等点）和婆山岭（1等点）为不同级别的国家大地等级点，原则上是不能作为起算数据引入GPS网来推求其他未知点的数据的。

但鉴于测区只有此两已知大地点，且此前有关测量单位提交的GPS控制测量成果也是以该两点为起算数据进行平差计算的。

为保证成果的一致性，经过对“周建材厂”及“锅底山”（均为GPSD级四等点）的校核，点位附和良好。

）

    经平差得到结果如下:

    边长中误差最大为5mm，最小为2.1mm。

边长的相对精度最高为1/318万；最低为1/20万，远高于规定1/5万的精度。

边长及精度分别参见附表。

    GPS点54坐标的点位中误差最小为±5.3mm；最大为±2mm；GPS点54坐标及点位中误差和误差椭圆参数参见附表。

    4.GPS网高程平差

  由于测区已知水准高程较少（只有已知平面点所提供的4个）,且精度不一,给GPS水准高程测量的应用带来了限制。

鉴于此，本次计算采用软件提供一次多项式高程拟和法来推求位置点高程点数据。

具体步骤为：

三维约束“大鼓山”和“婆山岭”，再约束“周建材厂”之水准高程，以“锅底山”的已知高程作为校核，结果相差-0.016m.  由于缺乏测区内的重力异常数据，加上过少的已知数据，所得高程值仅供参考。

附成果图表

    附表1  同步环组成及其闭合差（同步环.txt）

    附表2  异步环组成及其闭合差（异步环.txt）

    附表3  WGS-84坐标系自由网平差报告（84Free.prt）

附表4北京54坐标系约束网平差报告（543DLock.prt）

附表5  测区布点及观测顺概况图（bmp文件）

附表6  测区GPS测量基线网图（bmp文件）

当我被上帝造出来时，上帝问我想在人间当一个怎样的人，我不假思索的说，我要做一个伟大的世人皆知的人。

于是，我降临在了人间。

我出生在一个官僚知识分子之家，父亲在朝中做官，精读诗书，母亲知书答礼，温柔体贴，父母给我去了一个好听的名字：

李清照。

小时侯，受父母影响的我饱读诗书，聪明伶俐，在朝中享有“神童”的称号。

小时候的我天真活泼，才思敏捷，小河畔，花丛边撒满了我的诗我的笑，无可置疑，小时侯的我快乐无虑。

“兴尽晚回舟，误入藕花深处。

争渡，争渡，惊起一滩鸥鹭。

”青春的我如同一只小鸟，自由自在，没有约束，少女纯净的心灵常在朝阳小，流水也被自然洗礼，纤细的手指拈一束花，轻抛入水，随波荡漾，发髻上沾着晶莹的露水，双脚任水流轻抚。

身影轻飘而过，留下一阵清风。

可是晚年的我却生活在一片黑暗之中，家庭的衰败，社会的改变，消磨着我那柔弱的心。

我几乎对生活绝望，每天在痛苦中消磨时光，一切都好象是灰暗的。

“寻寻觅觅冷冷清清凄凄惨惨戚戚”这千古叠词句就是我当时心情的写照。

最后，香消玉殒，我在痛苦和哀怨中凄凉的死去。

在天堂里，我又见到了上帝。

上帝问我过的怎么样，我摇摇头又点点头，我的一生有欢乐也有坎坷，有笑声也有泪水，有鼎盛也有衰落。

我始终无法客观的评价我的一生。

我原以为做一个着名的人，一生应该是被欢乐荣誉所包围，可我发现我错了。

于是在下一轮回中，我选择做一个平凡的人。

我来到人间，我是一个平凡的人，我既不着名也不出众，但我拥有一切的幸福：

我有温馨的家，我有可亲可爱的同学和老师，我每天平凡而快乐的活着，这就够了。

天儿蓝蓝风儿轻轻，暖和的春风带着春的气息吹进明亮的教室，我坐在教室的窗前，望着我拥有的一切，我甜甜的笑了。

我拿起手中的笔，不禁想起曾经作诗的李清照，我虽然没有横溢的才华，但我还是拿起手中的笔，用最朴实的语言，写下了一时的感受：

人生并不总是完美的，每个人都会有不如意的地方。

这就需要我们静下心来阅读自己的人生，体会其中无尽的快乐和与众不同。

“富不读书富不久，穷不读书终究穷。

”为什么从古到今都那么看重有学识之人？

那是因为有学识之人可以为社会做出更大的贡献。

那时因为读书能给人带来快乐。

自从看了《丑小鸭》这篇童话之后，我变了，变得开朗起来，变得乐意同别人交往，变得自信了……因为我知道：

即使现在我是只“丑小鸭”，但只要有自信，总有一天我会变成“白天鹅”的，而且会是一只世界上最美丽的“白天鹅”……

我读完了这篇美丽的童话故事，深深被丑小鸭的自信和乐观所折服，并把故事讲给了外婆听，外婆也对童话带给我们的深刻道理而惊讶不已。

还吵着闹着多看几本名着。

于是我给外婆又买了几本名着故事，她起先自己读，读到不认识的字我就告诉她，如果这一面生字较多，我就读给她听整个一面。

渐渐的，自己的语文阅读能力也提高了不少，与此同时我也发现一个人读书的乐趣远不及两个人读的乐趣大，而两个人读书的乐趣远不及全家一起读的乐趣大。

于是，我便发展“业务”带动全家一起读书……现在，每每遇到好书大家也不分男女老少都一拥而上，争先恐后“抢书”，当我说起我最小应该让我的时候，却没有人搭理我。

最后还把书给撕坏了，我生气地哭了，妈妈一边安慰我一边对外婆说：

“孩子小，应该让着点。

”外婆却不服气的说：

“我这一把年纪的了，怎么没人让我呀？

”大家人你一言我一语，谁也不肯相让……读书让我明白了善恶美丑、悲欢离合，读一本好书，犹如同智者谈心、谈理想，教你辨别善恶，教你弘扬正义。

读一本好书，如品一杯香茶，余香缭绕。

读一本好书，能使人心灵得到净化。

书是我的老师，把知识传递给了我；书是我的伙伴，跟我诉说心里话；书是一把钥匙，给我敞开了知识的大门；书更是一艘不会沉的船，引领我航行在人生的长河中。

其实读书的真真乐趣也就在于此处，不是一个人闷头苦读书；也不是读到好处不与他人分享，独自品位；更不是一个人如痴如醉地沉浸在书的海洋中不能自拔。

而是懂得与朋友，家人一起分享其中的乐趣。

这才是读书真正之乐趣呢！

这所有的一切，不正是我从书中受到的教益吗？

我阅读，故我美丽；我思考，故我存在。

我从内心深处真切地感到：

我从读书中受到了教益。

当看见有些同学宁可买玩具亦不肯买书时，我便想到培根所说的话：

“世界上最庸俗的人是不读书的人，最吝啬的人是不买书的人，最可怜的人是与书无缘的人。

”许许多多的作家、伟人都十分喜欢看书，例如毛泽东主席，他半边床上都是书，一读起书来便进入忘我的境界。

书是我生活中的好朋友，是我人生道路上的航标，读书，读好书，是我无怨无悔的追求。