文偉

【摘要】GPS工程控制網(wǎng)目前已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于土地的測(cè)繪以及地形的測(cè)量中，取得了較好的成果。但是在具體布設(shè)過(guò)程中，仍然存在布設(shè)以及數(shù)據(jù)的處理問(wèn)題，影響工程控制網(wǎng)的精度。本文主要分析GPS工程控制網(wǎng)的布設(shè)以及數(shù)據(jù)處理問(wèn)題的分析，主要對(duì)系統(tǒng)點(diǎn)位的選擇、控制點(diǎn)分布以及基線長(zhǎng)度對(duì)精度的影響分析以及坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，通過(guò)實(shí)例進(jìn)行驗(yàn)證，確定了GPS工程控制網(wǎng)的布設(shè)方法以及數(shù)據(jù)處理方法，以期為工程控制網(wǎng)的設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】GPS工程控制網(wǎng)；數(shù)據(jù)處理；基線

前言

GPS測(cè)量具有較高的精度和效率，在測(cè)繪過(guò)程中，對(duì)于大范圍以及高精度的控制網(wǎng)，通常是通過(guò)GPS局域網(wǎng)來(lái)進(jìn)行測(cè)量，目前，GPS工程控制網(wǎng)已經(jīng)運(yùn)用于地形、地籍以及房產(chǎn)測(cè)量等多個(gè)項(xiàng)目。但是在實(shí)際布設(shè)過(guò)程中，由于布設(shè)不合理以及數(shù)據(jù)處理不當(dāng)?shù)葐?wèn)題，對(duì)控制網(wǎng)的精度產(chǎn)生了較大的影響。因此，對(duì)GPS工程控制網(wǎng)的布設(shè)及數(shù)據(jù)處理有關(guān)問(wèn)題進(jìn)行分析，可以完善系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，推動(dòng)GPS工程控制網(wǎng)的發(fā)展，提升其應(yīng)用效率。

1、點(diǎn)位的選擇

在GPS工程控制網(wǎng)的布設(shè)中，其與普通控制網(wǎng)的需求相對(duì)一致，但是存在一定技術(shù)上的差別，在工程控制網(wǎng)的布設(shè)中，范圍相對(duì)較小，因而在點(diǎn)位的選擇中，機(jī)動(dòng)性的選擇相對(duì)較小，但是對(duì)其需求與控制網(wǎng)的原理基本相同，在埋石時(shí)，通常對(duì)點(diǎn)位的精度需求較低，可以采用靈活的方式進(jìn)行處理，同時(shí)，在測(cè)量范圍相對(duì)較小時(shí)，對(duì)GPS的測(cè)量影響相對(duì)較小，可以通過(guò)靈活的布設(shè)方式來(lái)完成控制網(wǎng)的設(shè)計(jì)。

在工程控制網(wǎng)的布設(shè)中，主要分為三種類型，第一種為點(diǎn)位集中在一塊區(qū)域第二種為點(diǎn)位集中在幾塊區(qū)域；第三種為點(diǎn)位呈現(xiàn)線狀分布狀態(tài)。在測(cè)量范圍較大時(shí)，通常需要保證控制網(wǎng)的整體精度，以此來(lái)提升工程控制網(wǎng)的測(cè)量效果，需要將其構(gòu)成相應(yīng)的圖形，通過(guò)控制點(diǎn)來(lái)進(jìn)行計(jì)算，在布設(shè)不均勻時(shí)，點(diǎn)之間的距離差異較大，需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量和處理，以此來(lái)提升工程控制網(wǎng)的精度。在布設(shè)中，需要構(gòu)建一級(jí)骨架，通過(guò)一級(jí)網(wǎng)絡(luò)來(lái)構(gòu)建二級(jí)控制網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)諸多的點(diǎn)群來(lái)進(jìn)行計(jì)算，可以明確控制網(wǎng)的精度，但是在布設(shè)過(guò)程中，需要對(duì)圖形的結(jié)構(gòu)進(jìn)行考慮，其主要是由于大型網(wǎng)絡(luò)的工程布設(shè)選點(diǎn)是通過(guò)逐步進(jìn)行，缺乏對(duì)圖形的考慮，因此，在布設(shè)的過(guò)程中，需要合理的控制選點(diǎn)的布設(shè)條件，以便可以最大程度的保障控制網(wǎng)絡(luò)的精度。

2、控制點(diǎn)分布以及基線長(zhǎng)度對(duì)精度的影響研究

通常，工程控制網(wǎng)大都需要高等級(jí)控制點(diǎn)進(jìn)行控制，同時(shí)，為控制點(diǎn)還需為工程控制網(wǎng)提供起算坐標(biāo)，而不同已知點(diǎn)選擇方案因已知點(diǎn)本身分布的不同，最后平差計(jì)算的精度也具有一定差異。在布置過(guò)程中，應(yīng)將已知點(diǎn)較均勻地設(shè)置在測(cè)區(qū)或是測(cè)區(qū)周圍，從而避免已知點(diǎn)解算控制網(wǎng)點(diǎn)的過(guò)程中控制網(wǎng)產(chǎn)生扭曲，并確保控制網(wǎng)點(diǎn)精度的提高。需要說(shuō)明的是，在對(duì)GPS控制網(wǎng)進(jìn)行布設(shè)的過(guò)程中，對(duì)于一個(gè)工程網(wǎng)的已知點(diǎn)，應(yīng)以3-4個(gè)高等級(jí)控制點(diǎn)為主，且所選的高等級(jí)控制點(diǎn)應(yīng)盡可能被布置在控制網(wǎng)周圍并形成一等邊三角形，由此來(lái)確保全部控制網(wǎng)點(diǎn)精度的一致性。在選擇已知點(diǎn)的過(guò)程中，應(yīng)盡量避免直線狀，相應(yīng)的點(diǎn)間距離應(yīng)超過(guò)GPS工程網(wǎng)中點(diǎn)與點(diǎn)間的最大距離，而當(dāng)整個(gè)控制網(wǎng)中已知點(diǎn)的個(gè)數(shù)為0時(shí)，在做自由網(wǎng)平差過(guò)程中，固定點(diǎn)的選擇應(yīng)以整個(gè)GPS工程網(wǎng)的中心或質(zhì)心最為適宜。

基線長(zhǎng)度對(duì)控制點(diǎn)精度的影響主要表現(xiàn)為，基線長(zhǎng)度越長(zhǎng)，對(duì)點(diǎn)位精度的影響越大，而當(dāng)邊長(zhǎng)超出40km，控制點(diǎn)的誤差呈現(xiàn)出顯著上升的變化趨勢(shì)，且在高程方向上，這一趨勢(shì)更為明顯。正因如此，在對(duì)GPS工程網(wǎng)進(jìn)行布設(shè)時(shí)，若利用廣播星歷或是隨機(jī)處理軟件難以對(duì)工程網(wǎng)電離層影響予以修正時(shí)，工程網(wǎng)基線長(zhǎng)度應(yīng)控制在40km以內(nèi)。

3、坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)

在實(shí)際工程測(cè)量過(guò)程中，為保持和原有資料的一致性，需要給出當(dāng)?shù)鼐唧w的坐標(biāo)系統(tǒng)。在借助GPS測(cè)量方法對(duì)工程控制網(wǎng)進(jìn)行布設(shè)時(shí)，獲取的坐標(biāo)系統(tǒng)為WGS-84坐標(biāo)系，這便需要將此坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為地方坐標(biāo)。在布網(wǎng)過(guò)程中，需要將部分網(wǎng)點(diǎn)同部分具有地方坐標(biāo)的點(diǎn)位重合，重合點(diǎn)至少為3個(gè)，坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換則需要根據(jù)所測(cè)地區(qū)范圍的大小與相應(yīng)的精度要求予以確定。工程網(wǎng)數(shù)據(jù)的處理大都以GPS接收機(jī)的隨機(jī)處理軟件為主，利用此類軟件在對(duì)野外觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理后，可為用戶提供三組不同意義的原始觀測(cè)量處理結(jié)果，分別為兩點(diǎn)的空間大地坐標(biāo)、基線的三維分量以及基線矢量和定向。需要說(shuō)明的是，三組結(jié)果雖然在表現(xiàn)形式方面各不相同，但三組結(jié)果彼此間是相互等價(jià)的，且三組結(jié)果間存在著較為嚴(yán)格的數(shù)學(xué)關(guān)系，故只需利用其中一組結(jié)果，便能夠獲得其他兩組結(jié)果。因此，在實(shí)際的網(wǎng)平差當(dāng)中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際需求選取相應(yīng)結(jié)果。考慮到我國(guó)景點(diǎn)大地測(cè)量控制網(wǎng)是自東而西逐步推進(jìn)的，對(duì)于統(tǒng)一地區(qū)而言，點(diǎn)位的等級(jí)不同，所對(duì)應(yīng)的測(cè)量時(shí)間也具有較大差異，故在坐標(biāo)轉(zhuǎn)換過(guò)程中，已知的是大地控制點(diǎn)，故應(yīng)選擇相同等級(jí)點(diǎn)以確保求得的轉(zhuǎn)換參數(shù)滿足控制網(wǎng)的布設(shè)需求。

4、實(shí)例分析

通過(guò)圖4-1的分析中可以看出，在控制網(wǎng)中，主要分為兩個(gè)部分，兩個(gè)部分的距離達(dá)到160多公里，AX與28控制點(diǎn)的距離為10公里，163點(diǎn)距離落區(qū)90公里，同時(shí)在落區(qū)的設(shè)計(jì)中，相鄰點(diǎn)的距離通常在15公里之間，在測(cè)量過(guò)程中，將測(cè)繪區(qū)域分為三個(gè)部分，每個(gè)區(qū)域分為三個(gè)時(shí)段進(jìn)行采集，衛(wèi)星的高度角設(shè)置為10°。

5、結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)GPS工程控制網(wǎng)布設(shè)的點(diǎn)位進(jìn)行選擇，在對(duì)控制點(diǎn)的分布與基線長(zhǎng)度對(duì)布設(shè)精度的影響進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，對(duì)坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)方法進(jìn)行說(shuō)明，并結(jié)合具體工程實(shí)例，對(duì)GPS工程控制網(wǎng)的布設(shè)情況和控制點(diǎn)的精度做出了系統(tǒng)探究。研究結(jié)果表明，因GPS工程控制網(wǎng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)網(wǎng)的精度、范圍的要求不盡相同，故應(yīng)進(jìn)一步提高對(duì)已知點(diǎn)選擇、點(diǎn)的布設(shè)和基線長(zhǎng)度選取的科學(xué)性，為坐標(biāo)轉(zhuǎn)換和工程控制網(wǎng)的高精度設(shè)計(jì)提供可靠保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]康英平.花土溝昆北地區(qū)GPS工程控制網(wǎng)的布設(shè)和數(shù)據(jù)分析[J].測(cè)繪與空間地理信息，2011（06）：182-183.