GPS控制测量在新疆莎车县新农村建设中的应用

摘要： 针对特殊地区，建立相对独立坐标系，采用GPS测量方法完成该区域的控制测量，此方式具有速度快、效率高和精度高等优点，从而加快了整个新农村建设的速度。

Abstract: According to the special areas, to establish relatively independent coordinate system, and complete control survey for this region using GPS measurement method has the advantages, such as fast speed, high efficiency and high precision etc., thereby speeding up the speed of the new rural construction.

关键词： GPS；相对独立坐标系

Key words: GPS；relatively independent coordinate system

中图分类号：P258 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）21-0079-02

0 引言

莎车位于中国新疆维吾尔自治区西南部，经济相对落后，乡、镇、村地理信息基本属于空白。为了加快新农村建设的脚步，此次平面控制测量工作全部采用双频GPS接收机来完成。由于测区面积广，村庄分布分散。测区首级控制采用在国家高等级已知点基础上加密D级GPS点，再在D级GPS点的基础上加密图根控制点供测图使用。

1 平面控制测量

1.1 平面坐标系统的建立及外业观测 因莎车县1980西安坐标系成果长度变形超过2.5cm/km的要求，故建立一个与国家坐标系相联系的、相对独立平面坐标系，建立的方法为具有抵偿高程面的任意带高斯投影。坐标系名称为“莎车县相对独立的坐标系”，已报送自治区测绘局并获得审批。

莎车县相对独立的坐标系”建立的方法如下：

首先将1980西安坐标系中的3°带，中央子午线78°成果换算成77°12′成果，再将77°12′成果通过公式换算成莎车县相对独立的坐标系成果。

a 平面控制网的布设 在测区已有高等级控制点基础上布设D级GPS网，点号统一编为SD01、SD02、SD03、******（01为顺序号，D为GPS点等级）。所有D级点均以边、点连接混合连成一个网，最长或最短边长不超过平均边长的3倍或1/3。平面起算点个数不少于3个。

b 平面控制点选埋 D级GPS点统一采用65cm×30cm×20cm水泥标石。GPS点必须进行整饰，其规格为2.0m×2.0m见方土台，并且在点位上做明显标记并现场做点之记。

测区D级GPS点通视情况可不做要求。

c 基础控制点GPS观测 D级GPS点观测要求执行“GPS规范”第10条规定，按手簿格式认真做好记录。每个观测时长应不小于45分钟，重复设站数不应小于1.6。在每个观测时段前后，应各量注一次天线高度，较差均应小于3mm，取平均值作为最后结果，记录在手簿内。仪器对中误差均应小于3mm。观测时每站现场记录逐项填写测量手簿中有关记录项目。所在图幅号、天线高测定略图以及点位略图可不填写，其它记录项均应如实填写。天线高和记录时间均不得连环划改，天线高厘米位和毫米位不得出现划改。

d GPS观测数据处理

（1）GPS观测任务结束后，应及时进行基线向量解算和外业观测数据质量检核分析，各项要求应符合“GPS规范”12.1和12.2条款的规定。

（2）各项质量检验符合要求后，应先在WGS-84坐标系下进行GPS网的无约束平差。在无约束平差确定有效观测量的基础上，统一在1980西安坐标系下进行约束平差。进行约束平差时，可采用软件提供的自动或手动方法剔除某些误差较大的约束值，直至符合要求为止。

（3）将D级GPS点1980西安坐标系成果按公式换算成莎车县相对独立的坐标系成果。

1.2 平面控制测绘成果质量情况

a D级GPS网预处理精度 使用“南方测绘GpsProv4.0数据处理软件”随机软件进行基线解算和网平差。基线解算质量满足软件默认要求，129条基线全部得到双差固定解。按照D级GPS网要求进行质量检核，相邻点间基线长度精度标准差按下式进行统计：

?滓=■=94.05mm（1）

其中固定误差a=10mm、比例误差系数b=10,d取平均基线边长：9.352Km。

合格基线中共有16条复测基线边，最大复测基线较差：

ds=27?燮2■?滓=266mm（2）

GPS网共得到85个3边同步环，75个3边异步环，11个4边同步环，84个4边异步环，37个5边独立环，11个6边异步环，6个7边异步环。环闭合差精度统计见表1。

b D级GPS网三维无约束平差 各项质量检验符合要求后，在WGS-84坐标系下，按照D级网要求进行三维无约束平差，检查GPS网的内符合精度。GPS网三维无约束平差后最弱点SD25点位中误差11.6mm；最弱边SD572842--SD602842相对中误差1/717551；基线分量的改正数绝对值V精度统计见表2。

c D级GPS网二维约束平差 在无约束平差确定的可靠观测量的基础上，引入已知点，在1980西安坐标系下按照D级网要求进行二维约束平差，求出各待测点的1980西安坐标系坐标。GPS网二维约束平差后最弱点SD63，点位中误差7.291mm；最弱边ZC05—SD63，边长相对中误差1/718841；二维约束基线分量的改正数与b中同一基线相应改正数较差的绝对值精度统计见表3。

2 结论

针对特殊地区，建立具有抵偿高程面的任意带高斯投影，即相对独立坐标，外业控制测量工作全部采用GPS来完成，此种方法不但精度高，而且加快了整个新农村建设的速度。

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