城市GPS控制网建设关键技术分析研究

摘要：随着信息技术的进步，出现了一种新测量技术，即GPS定位测量技术，该技术以高效率与精度等特点在测量中被广泛地应用，尤其在城市控制网的建设过程中，通常情况下均会选择GPS来辅助其建设。下面文章就城市GPS控制网建设中的关键技术进行研究和分析，着重从城市GPS静态网布设及测量这两方面的内容来进行阐述。

关键词：城市GPS控制网；关键技术；测量；布设

一、城市GPS静态网布设

（一）GPS静态控制网的布设原则

第一，在该控制网中，不可有自由基线，在控制网闭合条件中其基线不能过多；第二，基于“每一点至少应该独立设站观测两次”这一原则来进行GPS网的布设；第三，为了使地面网与GPS静态网间的坐标实现转换，在该控制网中GPS静态网和地面网的重合点至少有两个；第四，为了使其观测更为合理、方便，其GPS静态网应该尽量选择在容易到达、交通便利且视野较为开阔的位置；第五，采取分级布网的方式，该方法为构建常规测量控制网的一个主要手段，基于城市测区近期发展与远期发展的需求来进行GPS静态网的布设，进行布设时，因GPS测量自身具备的优越性较多，对此可不用根据常规控制网来将GPS静态网分为多级，通常情况下，在大城市中，其GPS静态网分为三级来进行布设，而在小城市中则分为两级来进行GPS静态网的布设。

（二）GPS静态网形分类

第一，星形网。采取这种布设网形时，在观测过程中，只需布置两台GPS接收机就可完成其观测工作，由于在网形中，其作业劳动量较低，且操作也较为简单，因此常被应用于碎部测量、工程放样、地籍测量以及边界测量等。由于在处理中心，所获得的GPS数据不能发现粗差的点位以及基线等，其点位坐标与实际坐标之间存在着一定的差别，再加上在基站中，这种网形的观测边通常情况下不会构成一种闭合形状，因此其检验能力比较差。在实际城市GPS控制网的建设过程中，若其条件允许，通常不会采用这种网形，如果必须要采用这种网形，在建设过程中，应加大对其周围点的检查力度。

第二，环形网。即由n条独立的观测边闭合环所构成的网，该网形和经典测量中导线网类同，采用该网形的优势就在于可减轻观测工作的劳动强度。相对于三角形而言，这种图形在结构上较差，同时在其闭合环中所含的基线边数量就决定了该网的可靠性以及其自检能力，若在城市GPS控制网建设中应用该网形时，除了其线路精度要高以外，同时在线路中，其所含基线边的数量不可超过10。

第三，三角形网。这种网形是由独立的观测边所构成的，其结构较强且自检能力也比较强，可及时发现在观测过程中存在的粗差，确保城市GPS控制网建设的可靠性，通过平差以后，网中的相邻点之间的基线向量精度分布均匀。要注意的是采用这种网形时，必须要具备三台以上的接收机。

在大地测量中以及精密工程的测量中，环形网与三角形网为两种常用的网形。除此之外，在实际应用过程中，还可结合实际情况将这两种图形混合，以此使其满足城市GPS控制网建设的需求。

（三）城市GPS静态网布设形式

城市GPS静态网布设形式主要有以下五种：第一，跟踪站式。即在测站上长期且固定地进行接收机的安放，不间断和常年进行观测，尽管该形式观测的时间较长且数量较大，所得到的精度要较高，但是在布设过程中，由于要构建永久性跟踪站，因此所产生的成本较大。第二，会战式。即在进行GPS网的布设时，一次性组织多台的GPS接收机集中在某一段时间内来共同作业。在进行作业的时候，其观测工作为分阶段实施，在完成了某一批点测量以后，才可实施下一阶段的作业，这种布设形式在误差消除率上较好，且尺度精度较高。第三，多基准站式。即将接收机长期固定在某几个点上，在一定时间段内实施观测，接收机在基准站实施观测的同时，还在基准站周围进行同步观测，从而获得更强的图形结构。第四，同步图形扩展式。即在不同的测站上，由多台接收机来同步实施观测，当完成某一时段内的同步观测以后，接着又转移至另外的测站上来同步实施观测，每一次的同步观测均可成为一个相应的同步图形，由这些图形组成一个系统的GPS网，这种布设形式的扩展速度较快且图形的强度也比较高，同时在作业操作上较为简单。

二、城市GPS静态网测量

（一）测量优点

第一，各个测站之间不需通视，在点位选择上比较灵活，可确保控制网具有良好的图形；第二，定位的精度较高，在短距离中其精度能够达到毫米级，在中长距离中其精度能够达到1 0-7―10-8，；第三，可实现全天候的作业，GPS的卫星数量较多，同时其分布也较为均匀，可在任何时间或者任何地点实施观测，在其观测过程中不会受到天气的影响；第四，操作简单且观测的时间较短，因GPS接收机自身的自动化程度较高，在实施外业作业时，只需要进行天线高的量取、整平以及开机后参数的设置就可完成其观测工作，大大提高了工作效率。此外，其还可提供更为精确的三维坐标。

（二）GPS静态网测量中的外业数据采集与内业测量数据的数据

在进行测量之前，应该勘探并明确测量区域的具置、范围以及控制网所控制的面积，了解控制网中点位分布情况与数量、控制网进度以及等级，对测区实际情况进行综合评估。

1.城市GPS静态网外业数据的采集

首先将底座和架腿立好，将其进行调平，进行高度的测量，通常情况下是将测量点中心顶部作为基准；接着通过计算机软件，将每个主基站均调整成为基准站，可通过测量形式或者RTK的调整，将主机站转变成为基准站，待该项工作结束后，要及时查看显示灯的亮闪是否正常且规律；最后待所有主机站均立好后，开始进行基站的同时观测工作并进行数据的采集。

2、城市GPS静态测量中内部测量数据的处理

第一，利用数据线将计算机和主机链接，将数据传输至计算机中，由计算机中的GPS软件基线解算这些数据，通常情况下其基线解算采用的是差分观测值，即将两个测站原始观测值各自与卫星、测站求差以后所获得的观测值。

第二，在处理数据过程中，应去掉信号不好、长短边以及观测时间较短的数据，采集共同波段和时段信号较好的数据，通过基线解算，对GPS网内部满足精度与探测要求的粗差进行全面地考核，并在此基础上实施自由网平差，自由网平差法相对于约束平差法而言，其存在的差别就在于采用这种方法时，要对引入的基准信息进行转换，并将GPS网观测精度转入到原坐标系统中，从而获得较高精度。

结束语

综上所述，在城市GPS控制网的建设过程中，所涉及到的内容有很多，本文主要就城市GPS静态网的布设与测量这两方面的内容进行了论述，望通过本文内容的阐述，可为今后城市GPS控制网的建设提供相应的参考资料。

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