GPS控制网的建立与质量控制

高飞飞

摘 要：进入到新世纪以来，随着我国市场经济水平的迅速提升，我国城市现代化的进程不断加快，而要想满足我国城市规划设计工作中更高的需求，那么其中一项很重要的工作就是建立一个高质量的三维大地控制网。与传统的布网方法相比，GPS控制网就不再受到施工方法、地理条件以及工期效益等因素的影响，并且这种方法还能够充分的保证所获得的数据质量、精度以及可靠性，其对于节省工程成本以及实现对工程项目的科学化管理也是有着非常重要的意义。文章便对GPS控制网的建立工作以及GPS控制网的质量控制工作两个方面的内容进行了详细的分析和探析，从而详细的论述了城市规划工作中GPS控制网的设计、建立和质量控制工作。

关键词：GPS控制网；设计；质量控制

1 GPS控制网的建立工作

1.1 GPS控制网的设计工作

一般情况下，GPS控制网都是由两部分组成的，即GPS基线向量和网点，我们建立GPS控制网的最主要目的就是要准确的得到在某一个参照体系下的网点坐标。所以，在我们设计GPS控制网的过程中，我们应充分的研究《全球定位系统测量规范》中的相关规定和要求，考虑到观测、网形、基准以及处理设计等多方面因素对设计工作的影响，在结合用户对控制网的精度要求、可靠性要求以及总目的和总成本等要求，确定最后的设计方案，另外，GPS控制网系统之间的关联性也是设计时必须考虑的。

1.2 GPS控制网的布网方案

在我国所颁布的《全球定位系統原理及其应用》的文件中是这样规定的，是由点和边共同形成的GPS控制网的组网单元，一般情况下，GPS控制网的连接方式主要有三种：第一种为点连接的方式，也就是通过1个公共点就将相邻的同步图形连接起来了，这种方式的最大优点就是图形扩展速度快，并且工作效率高；第二种为边连接的方式，也就是通过1条边将相邻的同步图形连接起来的方式，其所获得的图形的强度更高，同时工作效率也较高；第三种则为网连接的方式，就是指通过3个或是3个以上的公共点将相邻的同步图形连接起来的方式，其工作效率不高，但获取的图形强度是最高的。

1.3 GPS控制网的数据处理

（1）观测数据的预处理。在GPS接收机采集完成所有外业数据后，在室内就会对这些数据进行分析和处理工作，最终就形成了基线解算数据文件。而对这些数据的预处理工作还会采用数据可利用率、GPS接收机钟漂的数据以及GPS外业统计检查程序来观测卫星的总数等内容，只有在验收数据的质量过关后才可以开始下一步的工序；（2）基线解算。这部分内容就是指同时利用多个观测站观测到的数据，从而获得它们之间的坐标差。一般情况下，我们都要采用相应的基线解算软件，根据其数学模型的不同，其主要分为整体解、单基线解和多基线解三类；根据其模糊度确定情况的不同，又可分为GPS控制平差固定解和浮动解两类；根据观测值类型的区别，可分为L1解、L2解、窄巷解、宽巷解和无电离层影响解五类。所以，我们在选择基线解的类型时，应根据工程技术的具体要求来确定。在对基线进行质量检查时，则应采用GPS数据处理软件进行基线的异步环和同步环的重复性检查；（3）GPS控制网平差处理。这项工作主要是指利用闭合并且独立的基线向量和起算数据来确定点的坐标的过程。为防止GPS控制网产生不必要的变形，建议引入全部的GPS观测值。进行完无约束的平差后，引入的观测值就成为了GPS的观测值，而GPS控制网可能还会因非观测量而引起变形，那么仍需要对其进行精度校核。

2 GPS控制网的质量控制工作

2.1 衡量GPS控制网质量的指标

通常情况下，影响GPS控制网质量的主要有精度和可靠性这两大指标，所谓的精度指标就是指基线向量的重复性、基线向量改正数的大小、符合性的大小、点位中误差的大小、闭合差的大小以及相邻点距离误差的大小等内容；而我们在判断可靠性指标时，则是要通过可以探测到的观测值中的残余粗差以及粗差的大小对实际结果的影响情况来判断的，举例来说，高等级的网点和控制网联测的个数、观测时能接收到的有效卫星的个数以及各等级控制网闭合独立环的边数的相关规定都是属于可靠性这一指标的。

2.2 GPS控制网质量的影响因素

我们在研究GPS控制的质量控制工作时，我们认为影响其质量的主要有以下五个方面的因素：第一，起算数据的数量、质量、分布以及它们与GPS控制网之间的关系，而通常这些因素都是由外业观测调度以及GPS控制网的设计质量所决定的；第二，观测值的精度指标，而通常决定观测值精度的主要有基线处理方法和观测方法两大内容所决定；第三，数学模型的完备性，我们在工作过程中所使用的数据处理软件直接决定了数学模型的完备情况；第四，GPS控制网的结构，GPS控制网的内观测调度值对对结构是有着重要的影响的；第五，外业工作人员的工作积极性，这方面的内容主要取决于他们的整体素质，整体素质高，自然工作的态度就好，工作的积极性也高。

2.3 保证GPS控制网质量的措施

（1）要想保证GPS控制网的质量，那么我们首先就必须保证其观测精度这一指标，应认真的分析观测要求，同时做好观测设计工作，从而保证GPS控制网观测值的精度。（2）对观测数据进行处理时，应尽可能的采用更为先进、并且处理能力更强的软件，比如说在高精度的测量工作中，星历类型应采用精密星历，而气象数据则应尽可能的选用实测数据。面对各类的系统偏差时，我们应有效的调整各类参数的设置，从而保证GPS控制网的整体质量。（3）GPS控制网的结构应足够的坚固。对于那些伸展距离较远并且覆盖面积较大的GPS控制网来说，其结构应是有骨架来决定的，距离较近的点可以之间观测，同时应保证复测点和复测边数据的准确性，不应有太多的最简异步环的边数，当对结构有着很高的要求时，可以适当的增设基线；（4）保证起算数据的数量和质量。如果起算数据的质量并不高，那么起算数据点的数量就应受到限制，并且不同的数据处理方法，其限制的具体数量也是不同的；而当起算数据的质量较高时，那么起算数据点的数量就可以不受限制；（5）数据模型与实际的情况应保持一致，并且还应保证其完备性。在建立数学模型时，一定不能遗漏相关的重要影响因素，同时还应能真实的反映出观测值误差和观测值质量的相关性，从而保证其处理误差和探测误差的能力。

2.4 完善GPS控制网质量的措施

在处理所观测到的数据过程中，建议采用更为先进、精度更高并且性能更加优异的定位软件或是商用软件，并且处理数据时，要想有效的截除不良数据并且删除卫星的数量，那么就应选择剔除劣质观测值的处理方法。处理周跳时应采用参数法和修复法，为了尽可能的提高基线的质量，应引入IGS精密星历处理技术，同时借助于参数法和模型改正法来完善对流层。

3 结束语

通过以上的论述，我们对GPS控制网的建立工作以及GPS控制网的质量控制工作两个方面的内容进行了详细的分析和探讨。与传统类型的布网方法相比，GPS控制网显然有着更明显的优势，其所观测到的数据精度更高、质量更好并且也更具可靠性和稳定性，但是在实际的工作中，我们仍应高度的重视GPS控制网的设计和建设工作，掌握衡量GPS控制网质量的指标以及影响GPS控制网质量的因素，从而制定出科学合理的并且极具针对性的保证和完善GPS控制网质量的对策和方法，做好GPS控制网的质量控制工作，也保证了这项技术能够更好的为社会的建设、规划和发展服务。

参考文献

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[2]张海中.GPS控制网的建立与技术设计[J].江西测绘，2008.

[3]王建军.GPS控制网的建立与精度分析研究[J].山东交通学院学报，2011.