唐凝

摘 要：GPS應(yīng)用越來越廣泛，GPS數(shù)據(jù)的精度受到多方面的影響，文章通過實(shí)例簡單闡述了投影帶和投影面的選取、不同解算軟件、采用不同模型進(jìn)行改正、起始數(shù)據(jù)的誤差等四個方面對GPS控制測量數(shù)據(jù)精度的影響因素，對某些影響也提出了較為簡單的處理辦法。

關(guān)鍵詞：GPS 平面控制測量 精度

中圖分類號：P25 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）09（b）-0096-01

隨著GPS資源進(jìn)一步開放和技術(shù)的不斷進(jìn)步，GPS技術(shù)得以在商用、民用、工程領(lǐng)域迅速推廣和發(fā)展。特別是在測繪行業(yè)，GPS技術(shù)已普遍應(yīng)用于地殼變形測量、地殼運(yùn)動監(jiān)測、大地測量、控制測量、工程測量、工程變形監(jiān)測、地籍測量、地圖測繪、航空攝影和海洋測繪、運(yùn)載工具導(dǎo)航和管制、資源勘察中，逐漸成為最廣泛、最新的重要測量方法和手段。

在測量工作中，控制網(wǎng)的建立是所有測量工作的基礎(chǔ)，于是建立更簡單的、精度更高的控制網(wǎng)則成了測量人員的研究方向，擁有全球性、全能性、全天候、觀測時間短、測站間不需要通視、精度高等優(yōu)點(diǎn)的GPS技術(shù)就成為了突破口。近幾年，GPS技術(shù)在房建、較小范圍的土建工程、地勢簡單的平原地區(qū)公路建設(shè)工程中的控制網(wǎng)技術(shù)已相當(dāng)成熟。但是由于GPS技術(shù)本身在高程上的精度不太高、在大范圍內(nèi)在坐標(biāo)投影的誤差變大，使得在大范圍的、高程變化大的工程上的GPS控制網(wǎng)的建立有了新的要突破的問題。該文就影響GPS控制測量的精度有選擇性地討論幾個問題。

1 投影帶和投影面的選取

我國大地測量有關(guān)規(guī)范中規(guī)定，在GPS測量內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理中，大地測量控制網(wǎng)成果歸算到參考橢球面上，按高斯6°帶或3°帶進(jìn)行分帶和計算。這樣既符合高斯投影的計算方法和分帶原則，又有利于成果的統(tǒng)一；但對測繪大比例尺地圖、不同工程建設(shè)施工放樣工作等問題，需要選擇合適的投影帶和投影面。

1.1 投影帶的選取

當(dāng)歸算邊兩個端點(diǎn)橫坐標(biāo)平均值較大時就必須選擇合適的投影帶，由于高斯投影存在長度變形，所以選擇不同的投影帶進(jìn)行投影，就會有不同的長度變形。如下表1是選取不同投影帶得到的投影后長度變形大小對照（表1）。

很明顯，不同的中央子午線選擇對投影長度變形影響很大，因此用將已知點(diǎn)的平均中央子午線設(shè)為測區(qū)的中央子午線的方法進(jìn)行中央子午線的選擇后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。而后再選擇投影面進(jìn)行補(bǔ)償。

1.2 投影面的選取

一般情況下，可通過一個高精度的已知點(diǎn)坐標(biāo)，結(jié)合綜合投影變形公式來處理平均高程較大的測區(qū)，進(jìn)行高程補(bǔ)償。

（1）

其中，ym為歸算邊兩端點(diǎn)x坐標(biāo)平均數(shù)，Hm是歸算邊的平均高程。

令=0，得

（2）

再將實(shí)測距離歸算到高程為H=Hm-的高程面上處理數(shù)據(jù)。

從以上分析可以看出，中央子午線的選擇影響基線邊的長度變形，對控制網(wǎng)影響較大，而投影面高程的選擇不慎也會影響平差結(jié)果，導(dǎo)致其精度不符合要求。

2 不同解算軟件的影響

目前國際、國內(nèi)較為著名的GPS解算軟件有個有：美國的TGO軟件，瑞士的Bemese軟件，武測的GPSADJ軟件，PowerAdj軟件，華測的Compass軟件，南方GPS數(shù)據(jù)處理軟件等。在觀測數(shù)據(jù)相同時，用不同的軟件進(jìn)行解算，其數(shù)據(jù)精度是有區(qū)別的，說明GPS軟件對GPS測量數(shù)據(jù)的精度影響很大。

通過對同一個GPS控制網(wǎng)觀測結(jié)果使用TGO軟件、華測Compass軟件、南方軟件解算軟件進(jìn)行解算，改變采樣間隔和高度截止角，可得到以下結(jié)論：

結(jié)論一：截止角對數(shù)據(jù)處理軟件的處理精度有較大的影響。

結(jié)論二：無論如何改變參數(shù)的設(shè)置，TGO軟件的處理精度高于其他兩款軟件的處理精度。

3 采用不同模型進(jìn)行改正而帶來的影響

采用模型改正的方法來消除或減弱誤差，也是數(shù)據(jù)處理時常用的方法。目前在GPS數(shù)據(jù)處理方面的一些常用模型有：天線相位中心模型、固體潮模型、極潮模型、海潮模型、大氣折射模型等。這些模型的應(yīng)用，一方面能提高GPS數(shù)據(jù)處理精度，同時，高精度的處理結(jié)果，也對模型的精細(xì)化有所貢獻(xiàn)；模型的使用對GPS數(shù)據(jù)處理帶來的影響可能是系統(tǒng)性的，因此在使用模型時，應(yīng)采用相同的模型進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)一處理；模型的精化，顯著提高GPS的數(shù)據(jù)精度。

4 起始數(shù)據(jù)誤差的影響

起算邊長的誤差對控制網(wǎng)的影響較大，采用不同的控制網(wǎng)布設(shè)方案，也會得到不同的影響結(jié)果，要么使整個網(wǎng)形放大，要么使整個網(wǎng)形縮小；而對于不同的網(wǎng)形，起算方位的誤差產(chǎn)生的影響不會有較為明顯的差異。使用不同的網(wǎng)形進(jìn)行GPS數(shù)據(jù)的預(yù)處理，對不同網(wǎng)形的處理結(jié)果進(jìn)行對比，分析起算數(shù)據(jù)的精度是否滿足要求，能夠保證GPS數(shù)據(jù)處理成果的精確性和可靠性。如若已知起算數(shù)據(jù)的精度不高，誤差較大，特別是經(jīng)過分段傳遞的情況，較適合采用一個已知點(diǎn)進(jìn)行GPS控制網(wǎng)的處理，如果線路兩端附近都有高等級的控制點(diǎn)或者起算數(shù)據(jù)精度滿足要求，則采用強(qiáng)制附合。

5 結(jié)語

GPS數(shù)據(jù)的解算結(jié)果精度不單單受到外業(yè)觀測情況好壞的影響，更受到后期數(shù)據(jù)處理過程中的種種因素的制約，該文通過投影帶和投影面的選取、不同解算軟件、采用不同模型進(jìn)行改正、起始數(shù)據(jù)的誤差等四個方面簡單闡述了影響GPS控制測量數(shù)據(jù)精度的因素，對某些影響也提出了較為簡單的處理辦法，通過分析可以看出，影響GPS的數(shù)據(jù)處理精度的原因有時并非單一出現(xiàn)，在進(jìn)行GPS解算時，應(yīng)考慮多方面的因素。endprint

摘 要：GPS應(yīng)用越來越廣泛，GPS數(shù)據(jù)的精度受到多方面的影響，文章通過實(shí)例簡單闡述了投影帶和投影面的選取、不同解算軟件、采用不同模型進(jìn)行改正、起始數(shù)據(jù)的誤差等四個方面對GPS控制測量數(shù)據(jù)精度的影響因素，對某些影響也提出了較為簡單的處理辦法。

關(guān)鍵詞：GPS 平面控制測量 精度

中圖分類號：P25 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）09（b）-0096-01

隨著GPS資源進(jìn)一步開放和技術(shù)的不斷進(jìn)步，GPS技術(shù)得以在商用、民用、工程領(lǐng)域迅速推廣和發(fā)展。特別是在測繪行業(yè)，GPS技術(shù)已普遍應(yīng)用于地殼變形測量、地殼運(yùn)動監(jiān)測、大地測量、控制測量、工程測量、工程變形監(jiān)測、地籍測量、地圖測繪、航空攝影和海洋測繪、運(yùn)載工具導(dǎo)航和管制、資源勘察中，逐漸成為最廣泛、最新的重要測量方法和手段。

在測量工作中，控制網(wǎng)的建立是所有測量工作的基礎(chǔ)，于是建立更簡單的、精度更高的控制網(wǎng)則成了測量人員的研究方向，擁有全球性、全能性、全天候、觀測時間短、測站間不需要通視、精度高等優(yōu)點(diǎn)的GPS技術(shù)就成為了突破口。近幾年，GPS技術(shù)在房建、較小范圍的土建工程、地勢簡單的平原地區(qū)公路建設(shè)工程中的控制網(wǎng)技術(shù)已相當(dāng)成熟。但是由于GPS技術(shù)本身在高程上的精度不太高、在大范圍內(nèi)在坐標(biāo)投影的誤差變大，使得在大范圍的、高程變化大的工程上的GPS控制網(wǎng)的建立有了新的要突破的問題。該文就影響GPS控制測量的精度有選擇性地討論幾個問題。

1 投影帶和投影面的選取

我國大地測量有關(guān)規(guī)范中規(guī)定，在GPS測量內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理中，大地測量控制網(wǎng)成果歸算到參考橢球面上，按高斯6°帶或3°帶進(jìn)行分帶和計算。這樣既符合高斯投影的計算方法和分帶原則，又有利于成果的統(tǒng)一；但對測繪大比例尺地圖、不同工程建設(shè)施工放樣工作等問題，需要選擇合適的投影帶和投影面。

1.1 投影帶的選取

當(dāng)歸算邊兩個端點(diǎn)橫坐標(biāo)平均值較大時就必須選擇合適的投影帶，由于高斯投影存在長度變形，所以選擇不同的投影帶進(jìn)行投影，就會有不同的長度變形。如下表1是選取不同投影帶得到的投影后長度變形大小對照（表1）。

很明顯，不同的中央子午線選擇對投影長度變形影響很大，因此用將已知點(diǎn)的平均中央子午線設(shè)為測區(qū)的中央子午線的方法進(jìn)行中央子午線的選擇后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。而后再選擇投影面進(jìn)行補(bǔ)償。

1.2 投影面的選取

一般情況下，可通過一個高精度的已知點(diǎn)坐標(biāo)，結(jié)合綜合投影變形公式來處理平均高程較大的測區(qū)，進(jìn)行高程補(bǔ)償。

（1）

其中，ym為歸算邊兩端點(diǎn)x坐標(biāo)平均數(shù)，Hm是歸算邊的平均高程。

令=0，得

（2）

再將實(shí)測距離歸算到高程為H=Hm-的高程面上處理數(shù)據(jù)。

從以上分析可以看出，中央子午線的選擇影響基線邊的長度變形，對控制網(wǎng)影響較大，而投影面高程的選擇不慎也會影響平差結(jié)果，導(dǎo)致其精度不符合要求。

2 不同解算軟件的影響

目前國際、國內(nèi)較為著名的GPS解算軟件有個有：美國的TGO軟件，瑞士的Bemese軟件，武測的GPSADJ軟件，PowerAdj軟件，華測的Compass軟件，南方GPS數(shù)據(jù)處理軟件等。在觀測數(shù)據(jù)相同時，用不同的軟件進(jìn)行解算，其數(shù)據(jù)精度是有區(qū)別的，說明GPS軟件對GPS測量數(shù)據(jù)的精度影響很大。

通過對同一個GPS控制網(wǎng)觀測結(jié)果使用TGO軟件、華測Compass軟件、南方軟件解算軟件進(jìn)行解算，改變采樣間隔和高度截止角，可得到以下結(jié)論：

結(jié)論一：截止角對數(shù)據(jù)處理軟件的處理精度有較大的影響。

結(jié)論二：無論如何改變參數(shù)的設(shè)置，TGO軟件的處理精度高于其他兩款軟件的處理精度。

3 采用不同模型進(jìn)行改正而帶來的影響

采用模型改正的方法來消除或減弱誤差，也是數(shù)據(jù)處理時常用的方法。目前在GPS數(shù)據(jù)處理方面的一些常用模型有：天線相位中心模型、固體潮模型、極潮模型、海潮模型、大氣折射模型等。這些模型的應(yīng)用，一方面能提高GPS數(shù)據(jù)處理精度，同時，高精度的處理結(jié)果，也對模型的精細(xì)化有所貢獻(xiàn)；模型的使用對GPS數(shù)據(jù)處理帶來的影響可能是系統(tǒng)性的，因此在使用模型時，應(yīng)采用相同的模型進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)一處理；模型的精化，顯著提高GPS的數(shù)據(jù)精度。

4 起始數(shù)據(jù)誤差的影響

起算邊長的誤差對控制網(wǎng)的影響較大，采用不同的控制網(wǎng)布設(shè)方案，也會得到不同的影響結(jié)果，要么使整個網(wǎng)形放大，要么使整個網(wǎng)形縮?。欢鴮τ诓煌木W(wǎng)形，起算方位的誤差產(chǎn)生的影響不會有較為明顯的差異。使用不同的網(wǎng)形進(jìn)行GPS數(shù)據(jù)的預(yù)處理，對不同網(wǎng)形的處理結(jié)果進(jìn)行對比，分析起算數(shù)據(jù)的精度是否滿足要求，能夠保證GPS數(shù)據(jù)處理成果的精確性和可靠性。如若已知起算數(shù)據(jù)的精度不高，誤差較大，特別是經(jīng)過分段傳遞的情況，較適合采用一個已知點(diǎn)進(jìn)行GPS控制網(wǎng)的處理，如果線路兩端附近都有高等級的控制點(diǎn)或者起算數(shù)據(jù)精度滿足要求，則采用強(qiáng)制附合。

5 結(jié)語

GPS數(shù)據(jù)的解算結(jié)果精度不單單受到外業(yè)觀測情況好壞的影響，更受到后期數(shù)據(jù)處理過程中的種種因素的制約，該文通過投影帶和投影面的選取、不同解算軟件、采用不同模型進(jìn)行改正、起始數(shù)據(jù)的誤差等四個方面簡單闡述了影響GPS控制測量數(shù)據(jù)精度的因素，對某些影響也提出了較為簡單的處理辦法，通過分析可以看出，影響GPS的數(shù)據(jù)處理精度的原因有時并非單一出現(xiàn)，在進(jìn)行GPS解算時，應(yīng)考慮多方面的因素。endprint

摘 要：GPS應(yīng)用越來越廣泛，GPS數(shù)據(jù)的精度受到多方面的影響，文章通過實(shí)例簡單闡述了投影帶和投影面的選取、不同解算軟件、采用不同模型進(jìn)行改正、起始數(shù)據(jù)的誤差等四個方面對GPS控制測量數(shù)據(jù)精度的影響因素，對某些影響也提出了較為簡單的處理辦法。

關(guān)鍵詞：GPS 平面控制測量 精度

中圖分類號：P25 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）09（b）-0096-01

隨著GPS資源進(jìn)一步開放和技術(shù)的不斷進(jìn)步，GPS技術(shù)得以在商用、民用、工程領(lǐng)域迅速推廣和發(fā)展。特別是在測繪行業(yè)，GPS技術(shù)已普遍應(yīng)用于地殼變形測量、地殼運(yùn)動監(jiān)測、大地測量、控制測量、工程測量、工程變形監(jiān)測、地籍測量、地圖測繪、航空攝影和海洋測繪、運(yùn)載工具導(dǎo)航和管制、資源勘察中，逐漸成為最廣泛、最新的重要測量方法和手段。

在測量工作中，控制網(wǎng)的建立是所有測量工作的基礎(chǔ)，于是建立更簡單的、精度更高的控制網(wǎng)則成了測量人員的研究方向，擁有全球性、全能性、全天候、觀測時間短、測站間不需要通視、精度高等優(yōu)點(diǎn)的GPS技術(shù)就成為了突破口。近幾年，GPS技術(shù)在房建、較小范圍的土建工程、地勢簡單的平原地區(qū)公路建設(shè)工程中的控制網(wǎng)技術(shù)已相當(dāng)成熟。但是由于GPS技術(shù)本身在高程上的精度不太高、在大范圍內(nèi)在坐標(biāo)投影的誤差變大，使得在大范圍的、高程變化大的工程上的GPS控制網(wǎng)的建立有了新的要突破的問題。該文就影響GPS控制測量的精度有選擇性地討論幾個問題。

1 投影帶和投影面的選取

我國大地測量有關(guān)規(guī)范中規(guī)定，在GPS測量內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理中，大地測量控制網(wǎng)成果歸算到參考橢球面上，按高斯6°帶或3°帶進(jìn)行分帶和計算。這樣既符合高斯投影的計算方法和分帶原則，又有利于成果的統(tǒng)一；但對測繪大比例尺地圖、不同工程建設(shè)施工放樣工作等問題，需要選擇合適的投影帶和投影面。

1.1 投影帶的選取

當(dāng)歸算邊兩個端點(diǎn)橫坐標(biāo)平均值較大時就必須選擇合適的投影帶，由于高斯投影存在長度變形，所以選擇不同的投影帶進(jìn)行投影，就會有不同的長度變形。如下表1是選取不同投影帶得到的投影后長度變形大小對照（表1）。

很明顯，不同的中央子午線選擇對投影長度變形影響很大，因此用將已知點(diǎn)的平均中央子午線設(shè)為測區(qū)的中央子午線的方法進(jìn)行中央子午線的選擇后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。而后再選擇投影面進(jìn)行補(bǔ)償。

1.2 投影面的選取

一般情況下，可通過一個高精度的已知點(diǎn)坐標(biāo)，結(jié)合綜合投影變形公式來處理平均高程較大的測區(qū)，進(jìn)行高程補(bǔ)償。

（1）

其中，ym為歸算邊兩端點(diǎn)x坐標(biāo)平均數(shù)，Hm是歸算邊的平均高程。

令=0，得

（2）

再將實(shí)測距離歸算到高程為H=Hm-的高程面上處理數(shù)據(jù)。

從以上分析可以看出，中央子午線的選擇影響基線邊的長度變形，對控制網(wǎng)影響較大，而投影面高程的選擇不慎也會影響平差結(jié)果，導(dǎo)致其精度不符合要求。

2 不同解算軟件的影響

目前國際、國內(nèi)較為著名的GPS解算軟件有個有：美國的TGO軟件，瑞士的Bemese軟件，武測的GPSADJ軟件，PowerAdj軟件，華測的Compass軟件，南方GPS數(shù)據(jù)處理軟件等。在觀測數(shù)據(jù)相同時，用不同的軟件進(jìn)行解算，其數(shù)據(jù)精度是有區(qū)別的，說明GPS軟件對GPS測量數(shù)據(jù)的精度影響很大。

通過對同一個GPS控制網(wǎng)觀測結(jié)果使用TGO軟件、華測Compass軟件、南方軟件解算軟件進(jìn)行解算，改變采樣間隔和高度截止角，可得到以下結(jié)論：

結(jié)論一：截止角對數(shù)據(jù)處理軟件的處理精度有較大的影響。

結(jié)論二：無論如何改變參數(shù)的設(shè)置，TGO軟件的處理精度高于其他兩款軟件的處理精度。

3 采用不同模型進(jìn)行改正而帶來的影響

采用模型改正的方法來消除或減弱誤差，也是數(shù)據(jù)處理時常用的方法。目前在GPS數(shù)據(jù)處理方面的一些常用模型有：天線相位中心模型、固體潮模型、極潮模型、海潮模型、大氣折射模型等。這些模型的應(yīng)用，一方面能提高GPS數(shù)據(jù)處理精度，同時，高精度的處理結(jié)果，也對模型的精細(xì)化有所貢獻(xiàn)；模型的使用對GPS數(shù)據(jù)處理帶來的影響可能是系統(tǒng)性的，因此在使用模型時，應(yīng)采用相同的模型進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)一處理；模型的精化，顯著提高GPS的數(shù)據(jù)精度。

4 起始數(shù)據(jù)誤差的影響

起算邊長的誤差對控制網(wǎng)的影響較大，采用不同的控制網(wǎng)布設(shè)方案，也會得到不同的影響結(jié)果，要么使整個網(wǎng)形放大，要么使整個網(wǎng)形縮??；而對于不同的網(wǎng)形，起算方位的誤差產(chǎn)生的影響不會有較為明顯的差異。使用不同的網(wǎng)形進(jìn)行GPS數(shù)據(jù)的預(yù)處理，對不同網(wǎng)形的處理結(jié)果進(jìn)行對比，分析起算數(shù)據(jù)的精度是否滿足要求，能夠保證GPS數(shù)據(jù)處理成果的精確性和可靠性。如若已知起算數(shù)據(jù)的精度不高，誤差較大，特別是經(jīng)過分段傳遞的情況，較適合采用一個已知點(diǎn)進(jìn)行GPS控制網(wǎng)的處理，如果線路兩端附近都有高等級的控制點(diǎn)或者起算數(shù)據(jù)精度滿足要求，則采用強(qiáng)制附合。

5 結(jié)語

GPS數(shù)據(jù)的解算結(jié)果精度不單單受到外業(yè)觀測情況好壞的影響，更受到后期數(shù)據(jù)處理過程中的種種因素的制約，該文通過投影帶和投影面的選取、不同解算軟件、采用不同模型進(jìn)行改正、起始數(shù)據(jù)的誤差等四個方面簡單闡述了影響GPS控制測量數(shù)據(jù)精度的因素，對某些影響也提出了較為簡單的處理辦法，通過分析可以看出，影響GPS的數(shù)據(jù)處理精度的原因有時并非單一出現(xiàn)，在進(jìn)行GPS解算時，應(yīng)考慮多方面的因素。endprint