E级GPS控制网技术要求探讨

闫林波，周文武

湖南省地质测绘院，湖南衡阳 421001

1 测区概况

岳阳市位于湖南省北部，长江南岸，洞庭湖之滨，南距省会约130 公里，是一座典型的历史文化名城，岳阳市是湖南省唯一的临江口岸，既是一个以石油化工为主导的新兴工业城市，同时又是国家重要的农产品基地。地理位置为东经112°18′至114°10′之间，交通四通八达，交通条件良好。测区的通行条件绝大部分为良好，有简易公路，均可通机动车辆。

2 E 级GPS 测量要点

2.1 布网要求

表1 GPS 网的主要技术要求

GPS 网相邻点间基线中误差σ 按下式计算：

式中a(mm)为固定误差；b(ppm)为比例误差系数；d(km)为相邻点间的距离。GPS-E 级网技术要求主要应符合表1 规定。相邻点最小距离应为平均距离的1/2 ～1/3；最大距离应为平均距离的2 ～3 倍。

2.2 选点与编号

GPS 布设遵循从整体到局部，梯次发展，逐级控制的原则。点的布设密度与数量，满足本项目《技术设计书》对GPS点布设的要求，且各点间至少有一方向互相通视。本项目共埋设E 级GPS 点32 点，点位均埋设在地面基础稳固、利于保存、到达方便且便于下一级发展的地方。E 级GPS 点从E001 编至E032。

2.3 点的埋设

点的埋设均按设计的要求执行，在测区的泥土地埋设预制好的水泥标石，其规格符合要求。

在测区的水泥硬化路面，使用电锤镶入不锈钢芯和切割机刻边框、内刻点号的方法进行刻石。均符合以下要求：方框刻划线规格为20cm×20cm 的正方形，均用红油漆涂描；标石面的点号刻字清晰、端正，并用红油漆涂描；标心规格：长12cm、直径12mm；其材质为不锈钢钢筋；并在钢筋上刻上了深度大于1mm 的十字丝以确定点的中心位置；方框及点号刻深均大于5mm；在实地均用油漆在点位附近的地物如电杆、房角等明显且易于保存的位置上，标注点名及与该点相关地物的距离，并用箭头指明了大致的距离、方向。

2.4 观测作业要求

1）观测组要想保证同步观测同一卫星就必须严格按照调度表规定的时间进行观测。观测组应严格按调度表规定的时间进行作业，以保如果当时发生情况，调度计划需要修改的时候，观测组不能擅自做主修改计划，而是要用过作业组队长的同意的；

2）在启动接收天线进行观测之前必须保证正确的连接接收机的天线和电缆，预置状态也必须保证是正确的。接收机安置好之后天线才可以安置，正北就是定向指标的指向，定向误差最好不要超过±5°；对中误差应≤3mm；

3）每个观测时段的前后都需要量取天线高一次，两次量高的差距应≤3mm。最后记录在册的天线高是要取平均值的。如果互差超限，需要查明其原因，提出处理意见记入手簿备注栏中，并且在随后作出修改。

4）接收机在开始记录数据后，作业人员选择菜单可使用专用功能键，查看测站信息、接收卫星数、卫星号、各通道信噪比、实时定位结果及存贮介质记录情况等。

5）仪器工作正常后，操作员必须每隔15 分钟就要把测量手簿中各项内容一项一项的填写完整；

6）以下操作是在测量过程中一个时段不可以进行的：因为关闭接收机而需要重新启动的；进行自测试（发现故障除外）；改变卫星截止高度角；改变数据采样间隔；改变天线位置；按动关闭文件和删除文件等功能；

7）以防仪器被转移或者受到震动，或者其他人或物体靠近天线，卫星信号受到遮挡等现象的发生，观测员在作业期间禁止离开测站；

8）接收机的工作就是在每天的观测过程中能够正常工作，然后把数据正确的记录下来，然后在观测全部完成后，及时的把数据保存在硬盘里，或者下载到计算机里，这样就可以对观测的数据进行存储和分析；

9）对讲机和手机等通讯设备在观测过程中使用接收机的时候是禁止使用的；雷雨过境时一定要马上停止测试并且关机，而且为了防止雷击一定把天线卸下来，待雷雨过后重新施测，做好接收机的保护。

2.5 E 级GPS 网的施测

观测要求如下：1）每天出发前应检查电池容量是否充足，接收机内存是否充足；2）接收机安置好之后天线才可以安置，正北就是定向指标的指向，定向误差最好不要超过±5°；对中误差应≤3mm。观测组要想保证同步观测同一卫星就必须严格按照调度表规定的时间进行观测；3）需改变作业计划时，应由组长统一调配。开、关机前后，作业员量取天线高，两次量高互差不得大于3mm，取平均值作为最后结果；4）仪器正常工作以后，操作员必须每隔15 分钟就要把测量手簿中各项内容一项一项的填写完整；5）以下操作是在测量过程中一个时段不可以进行的：因为关闭接收机而需要重新启动的；进行自测试（发现故障除外）；改变卫星截止高度角；改变数据采样间隔；改变天线位置；按动关闭文件和删除文件等功；6）在观测作业的时候观测员是严禁擅自离开观测站的；7）在观测的过程中使用接收机的时候是不可以使用对讲机的。在参数转换的时候本区高程异常值是必须要注意的。

2.6 平差计算

平差计算采用随机软件进行；平差计算时，应按下述内容及要求进行检核计算。

2.6.1 起算数据与坐标系统

首先要了解测区中央子午线经度，起算数据的带号，采用的坐标系等。如岳阳市起算数据为3 度带的1980 西安坐标系，中央子午线经度为114°，又因考虑长度变形，岳阳市近年采用中央子午线经度为113°05′30″西安坐标系，故起算数据都应换带计算至3°带113°05′30″西安坐标系坐标。即有：长半径a=6378140m，扁率α=1/298.257；中央子午线经度L0 ＝113°05′30″，3°带。

高程系统采用1985 国家高程基准。

2.6.2 二维约束平差

在无约束平差确定的有效观测量基础上，以起算数据中提供的已知点作为强制约束的固定值，进行二维约束平差。平差结果就输出各GPS 控制点在前述的坐标系统中的二维平面坐标，基线向量改正数，基线边长、方位以及坐标、基线边长、方位的精度信息，转换参数及其精度信息。

2.7 数据处理

E 级GPS 控制网基线预处理、数据质量检核及平差计算均采用中海达公司开发研制的随机软件“HDS2003 数据处理软件包”在微机上进行。

2.8 提交成果

GPS 控制网的外业工作以及数据处理的工作完成以后，就要及时的上交编写技术总结报告的资料。

[1]东民.GPS数据处理中的粗差探测及剔除.昆明：昆明冶金高等专科学校学报，2007，7.

[2]伍生，高成发.GPS测量原理及其应用[M].北京：人民交通出版社，2004.