【摘 要】介紹了GPS測(cè)量中常用的歸心改正方法，同時(shí)介紹了一種在不通視的情況下，采用陀螺定向和激光測(cè)距進(jìn)行歸心改正的實(shí)用方法。通過(guò)對(duì)其進(jìn)行精度分析和實(shí)際應(yīng)用，驗(yàn)證了該方法的可行性和有效性。

【關(guān)鍵詞】GPS測(cè)量；陀螺定向；歸心改正

GPS定位技術(shù)的應(yīng)用使控制測(cè)量工作產(chǎn)生了質(zhì)的變化，其應(yīng)用現(xiàn)在十分廣泛。但是，由于GPS定位技術(shù)直接測(cè)得的點(diǎn)位坐標(biāo)為WGS-84世界大地坐標(biāo)系，為將其轉(zhuǎn)化為國(guó)家坐標(biāo)系，應(yīng)與一定國(guó)家等級(jí)控制點(diǎn)聯(lián)測(cè)。然而，國(guó)家平面控制點(diǎn)上多建有高大的雙層鋼標(biāo)，使GPS天線無(wú)法安置在標(biāo)石中心，需進(jìn)行偏心觀測(cè)。

1 常用的歸心改正方法

GPS控制測(cè)量工作中常用的歸心改正方法主要有以下三種：

（l）如圖l（a）所示，Pk為標(biāo)石中心，Pl為偏心觀測(cè)點(diǎn)，P2輔助點(diǎn)，Pi為GPS網(wǎng)中其它作偏心觀測(cè)的點(diǎn)位。作業(yè)時(shí)在Pl、P2、Pi點(diǎn)安置GPS接收機(jī)，測(cè)定PlP2、PlPi和P2Pi的GPS基線向量，即三維坐標(biāo)差（ΔX12ΔY1iΔZ2i）圖l（a）中的水平角θl、θ2，水平距離el、e2和高差h1k、h2k可用全站儀測(cè)定，其中θl、θ2和el、e2應(yīng)滿足正弦定理，即sinθl/sinθ2=el/e2由PlP2兩點(diǎn)間的三維坐標(biāo)差，可以計(jì)算出Pi、Pk兩點(diǎn)間的三維坐標(biāo)差，進(jìn)一步求出Pi、Pk兩點(diǎn)間的三維坐標(biāo)差。

（2）如圖l（b）所示，當(dāng)Pk、Pl、Pi點(diǎn)通視時(shí)，可測(cè)定偏心元素e、θ、θ’以及P1Pk間的高差h1k，其中為PlPk間的水平距離，同樣可求出Pi、Pk兩點(diǎn)間的三維坐標(biāo)差，并按正弦定理檢核。

（3）如圖l（c）所示，也可以使Pl、P2

其中：

當(dāng)e1=e2時(shí)，μ=0.5。

然而，在實(shí)際布網(wǎng)中已知點(diǎn)一般難以與其它GPS點(diǎn)通視，如增加輔助點(diǎn)，則給GPS接收機(jī)增加困難，并使觀測(cè)時(shí)段增加。我們?cè)诙嗄甑膶?shí)踐中，采用了另外的方法，解決了偏心觀測(cè)較難的問(wèn)題，取得了很好的效果。

2 實(shí)用方法概述及精度分析

當(dāng)國(guó)家等級(jí)點(diǎn)A無(wú)法安置天線時(shí)，在其附近選擇一偏心點(diǎn)A’。如果能測(cè)出AA’邊的方位角及邊長(zhǎng)，則可方便地求出A’的三維坐標(biāo)。目前，中、高精度的陀螺經(jīng)緯儀已在工程中廣泛應(yīng)用，其一次測(cè)定中誤差在±5”左右，并且觀察精度穩(wěn)定。因此，在GPS網(wǎng)觀測(cè)前，用陀螺經(jīng)緯儀測(cè)定出偏心點(diǎn)A’到國(guó)家等級(jí)點(diǎn)的坐標(biāo)方位角。為提高觀察精度，可采用2-2-2-2的觀測(cè)順序，即首先要在已知邊上獨(dú)立測(cè)定儀器常數(shù)2次，而后在待定邊上對(duì)向觀察其方位角次，最后在已知邊上獨(dú)立測(cè)定儀器常數(shù)2次，并用測(cè)距儀測(cè)出兩點(diǎn)間距離。測(cè)定儀器常數(shù)時(shí)，應(yīng)選擇測(cè)區(qū)范圍內(nèi)或附近一條可通視的四等以上的等級(jí)網(wǎng)邊進(jìn)行，根據(jù)觀測(cè)結(jié)果可推算出A’

式中：

ml為紅外測(cè)距儀測(cè)邊誤差：ρ為常數(shù)，ρ=206265”；ma為陀螺經(jīng)緯儀定位的方位角中誤差。

其中：mΔ為儀器常數(shù)一次測(cè)定中的誤差；m陀為待定邊一次測(cè)定的誤差；ma0為測(cè)定儀器常數(shù)所用高級(jí)邊方位角中誤差。因同在地面觀測(cè)，故可認(rèn)為mΔ=m陀，并且n陀=nΔ，故：

。

如獨(dú)立定向兩次。

設(shè)在測(cè)量中采用WILD生產(chǎn)的GAK-1陀螺經(jīng)緯儀定向，一次定向中誤差為±6”，測(cè)距精度為±（2mm+2ppm），選用三等網(wǎng)邊作為測(cè)量?jī)x器常數(shù)的已知邊，則可

4 結(jié)論

在無(wú)法安置GPS天線的已知點(diǎn)附近選擇一點(diǎn)作偏心觀測(cè)，用高精度陀螺經(jīng)緯儀測(cè)定兩點(diǎn)間的方位角，用高精度測(cè)距儀測(cè)其邊長(zhǎng)（如2mm+2ppm或3mm+2ppm的測(cè)距精度），并由此推算出偏心點(diǎn)的坐標(biāo)，再將其作為已知點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)及平差的偏心改正方法是完全可行的。用這方法有較大的優(yōu)越性：首先，偏心點(diǎn)的選擇只考慮與一已知點(diǎn)通視，不必考慮與其它已知點(diǎn)通視，也不必考慮與其它 GPS點(diǎn)通視，這樣，選點(diǎn)受地物地貌的影響就大大減少，將很靈活方便，非常省時(shí)省力；其次，其它的點(diǎn)也不必考慮與其它已知點(diǎn)通視，這樣亦減少了選點(diǎn)難度，降低了工作量，更體現(xiàn)了GPS測(cè)量的靈活性。由此表明，這種GPS測(cè)量偏心改正方法是一種簡(jiǎn)便易行的實(shí)用方法。

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