带状测绘工程控制网的优化设计与精度分析

■王永亮

（辽宁省有色地质局一 〇八队 辽宁 沈阳110013）

带状测绘工程控制网的优化设计与精度分析

■王永亮

（辽宁省有色地质局一 〇八队 辽宁 沈阳110013）

GPS静态定位技术在测量中主要用于测定各种用途的控制点。带状控制网的优化设计与施测直接影响带状工程的效率和质量，本文结合实例理论结合实际，着重对带状控制网的优化设计、施测、数据处理、精度分析进行了比较深入的探讨。

带状控制网优化设计精度分析

1 引言

随着计算机技术和通信技术的发展以及GNSS技术的发展与完善，测绘行业也得到全面的发展，GPS定位技术被广泛应用到各种测绘工作当中。

本案例是铁路用地地籍测绘工程，测区范围是沿着2451.17公里铁路两侧的铁路用地，最大特点就是测区处于狭长的带状区域和偏远的地区，所以控制网的布设在精度上要满足测定界址点坐标和测量建筑物精度的要求，在密度上要满足辖区内细部测量的要求，在点位埋设上要顾及日常地籍管理和点位保存的要求。

2 控制基准及网型布设

为保证平面控制测量成果的整体性，坐标系统采用1980西安坐标系，高斯正形投影统一3°分带，控制网划分为4个坐标分带：分别为39带、40带、41带、42带。因地域狭长面积大，为稳妥快速推进测绘工作，控制网按坐标分带分为四个区，独立观测。为保证各区控制成果的准确衔接，各段的基础控制网相互衔接处要有足够的重合点，至少保证4个首级基础控制网测量完毕，再统一平差，提供统一的GPS测量成果。

控制网的布设，依据铁路宗地分布情况在图上进行控制网的初步设计，然后持图到实地选点、埋石。该工程布设一个首级控制网，共埋设了223个控制点，其中35个点利用原控制点标石，新埋设188个控制点；控制平面起算点35个，均为国家一、二等三角点，3个国家B级起算点。

控制网图如右：

3 外业数据采集

我院使用了16台 TrimbleSPS881-GPS接收机通过网连接和边连接两种不同的连接方式进行的控制网外业观测。为便于组织控制网的观测需要控制网在设计初期就全面考虑了交通、环境等因素，能够以相对较少人力物力实现整个控制网的外业观测。

4 质量评定和起算点检测

GPS外业数据检核。外业观测结束后，应及时对观测质量进行评定，检查观测成果是否符合要求，观测数据是否真实可靠。同一时段观测值的数据剔除率不宜大于20%。复测基线的长度较差应满足下式的要求：

式中：dS—复测基线的长度较差。

采用同一种数学模型解算的基线，网中任何一个三边构成的同步环闭合差应满足下列公式的要求：

式中：Wx、wy、Wz－环坐标分量闭合差；Ws－环闭合差。

异步环的坐标分量闭合差和全长闭合差应符合下式规定：

式中：Ws—环闭合差；n—闭合环边数。

起算点的稳定性检测，用任意几个控制点平差，检验其他的起算点，反复几次用以校核其他的起算点。经检查35个平面起算点和B级点稳定性较好。

5 平差计算

各项质量检验符合要求时，应以所有独立基线组成闭合图形，以三维基线向量及相应内方差阵作为观测信息，进行GPS网的无约束平差。无约束平差应提供WGS-84系下的三维坐标，各基线向量三个坐标差观测值的总改正数，基线边长以及点位和边长的精度信息，无约束平差中，基线向量的改正数(V△x，V△y，V△z)绝对值应满足下式要求：

V△x≤3σ V△y≤3σ V△Z≤3σ

在无约束平差确定的有效观测基础上，进行西安80坐标二维约束平差，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，约束平差中，基线向量的改正数与无约束平差结果的同名基线和应改正数的较差 (dV△x，dV△y，dV△z)应符合下列要求：

dV△x≤2σ dV△y≤2σ dV△z≤2σ

整体平差计算时，我院选用天宝的TGO、南方测绘Gnss数据处理软件、中海达?HDS2003数据处理软件三款静态数据处理软件分别平差计算。对各自软件计算指标数据进行分析比较，全网整体比较分析后选取南方测绘Gnss数据处理软件作为最终静态数据处理软件进行控制网整体平差。

6 提高控制网精度的方法

（1）适当的增加了观测期数（时段数），保证每个控制点的设站

≧次数2 ≧

次，观测时段长度 4小时，以便消除人为操作误差和错误，能够提高控制网的可靠性。

（2）采用高程拟合的方法，测定控制点的正常高/正高，要在布设控制网时选取尽可能多的水准点，并且水准点的在控制网中要均匀分布。

（3）外业观测时控制网中个相邻的控制点一定要进行同步观测，以获得他们间的直接观测基线，这样能保证相邻点具有较高的相对精度。

（4）点位一般选在便于安置仪器、视野开阔，视场内净空障碍物的高度角不超过15°，远离大功率无线电发射源200m；远离高压输电线50米以上的地方。这样可以避免产生多路径效应和远离电磁干扰，增加观测数据的利用率。

（5）控制网中的起算点数量要足够且要均匀分布在控制网。选择科学合理的坐标系统。

（6）外业观测时要统筹分析各GPD控制点结合网型特点，合理安排观测时段和观测时间，得出高效的观测方案。

苑结论

本文结合实例系统的阐述了带状工程控制网的优化设计及精度分析的全过程，总结分析了控制网的优化设计和精度分析的方法。可供类似的工程作参考借鉴。

[1]黄声享,郭英起,易庆林.GPS在测量工程中的应用 [M].北京：测绘出版社,2007

[2]李青岳,陈永奇.工程测量学 [M].北京:测绘出版社,1995

P62[文献码]B

1000-405X（2016）-12-306-1