GPS工程控制网的布设及数据处理有关问题的探讨

文伟

【摘要】GPS工程控制网目前已经广泛的应用于土地的测绘以及地形的测量中，取得了较好的成果。但是在具体布设过程中，仍然存在布设以及数据的处理问题，影响工程控制网的精度。本文主要分析GPS工程控制网的布设以及数据处理问题的分析，主要对系统点位的选择、控制点分布以及基线长度对精度的影响分析以及坐标系统的转换设计进行分析，通过实例进行验证，确定了GPS工程控制网的布设方法以及数据处理方法，以期为工程控制网的设计提供理论依据。

【关键词】GPS工程控制网；数据处理；基线

前言

GPS测量具有较高的精度和效率，在测绘过程中，对于大范围以及高精度的控制网，通常是通过GPS局域网来进行测量，目前，GPS工程控制网已经运用于地形、地籍以及房产测量等多个项目。但是在实际布设过程中，由于布设不合理以及数据处理不当等问题，对控制网的精度产生了较大的影响。因此，对GPS工程控制网的布设及数据处理有关问题进行分析，可以完善系统的设计，推动GPS工程控制网的发展，提升其应用效率。

1、点位的选择

在GPS工程控制网的布设中，其与普通控制网的需求相对一致，但是存在一定技术上的差别，在工程控制网的布设中，范围相对较小，因而在点位的选择中，机动性的选择相对较小，但是对其需求与控制网的原理基本相同，在埋石时，通常对点位的精度需求较低，可以采用灵活的方式进行处理，同时，在测量范围相对较小时，对GPS的测量影响相对较小，可以通过灵活的布设方式来完成控制网的设计。

在工程控制网的布设中，主要分为三种类型，第一种为点位集中在一块区域第二种为点位集中在几块区域；第三种为点位呈现线状分布状态。在测量范围较大时，通常需要保证控制网的整体精度，以此来提升工程控制网的测量效果，需要将其构成相应的图形，通过控制点来进行计算，在布设不均匀时，点之间的距离差异较大，需要对数据进行测量和处理，以此来提升工程控制网的精度。在布设中，需要构建一级骨架，通过一级网络来构建二级控制网络，通过诸多的点群来进行计算，可以明确控制网的精度，但是在布设过程中，需要对图形的结构进行考虑，其主要是由于大型网络的工程布设选点是通过逐步进行，缺乏对图形的考虑，因此，在布设的过程中，需要合理的控制选点的布设条件，以便可以最大程度的保障控制网络的精度。

2、控制点分布以及基线长度对精度的影响研究

通常，工程控制网大都需要高等级控制点进行控制，同时，为控制点还需为工程控制网提供起算坐标，而不同已知点选择方案因已知点本身分布的不同，最后平差计算的精度也具有一定差异。在布置过程中，应将已知点较均匀地设置在测区或是测区周围，从而避免已知点解算控制网点的过程中控制网产生扭曲，并确保控制网点精度的提高。需要说明的是，在对GPS控制网进行布设的过程中，对于一个工程网的已知点，应以3-4个高等级控制点为主，且所选的高等级控制点应尽可能被布置在控制网周围并形成一等边三角形，由此来确保全部控制网点精度的一致性。在选择已知点的过程中，应尽量避免直线状，相应的点间距离应超过GPS工程网中点与点间的最大距离，而当整个控制网中已知点的个数为0时，在做自由网平差过程中，固定点的选择应以整个GPS工程网的中心或质心最为适宜。

基线长度对控制点精度的影响主要表现为，基线长度越长，对点位精度的影响越大，而当边长超出40km，控制点的误差呈现出显著上升的变化趋势，且在高程方向上，这一趋势更为明显。正因如此，在对GPS工程网进行布设时，若利用广播星历或是随机处理软件难以对工程网电离层影响予以修正时，工程网基线长度应控制在40km以内。

3、坐标系统的转换设计

在实际工程测量过程中，为保持和原有资料的一致性，需要给出当地具体的坐标系统。在借助GPS测量方法对工程控制网进行布设时，获取的坐标系统为WGS-84坐标系，这便需要将此坐标系转换为地方坐标。在布网过程中，需要将部分网点同部分具有地方坐标的点位重合，重合点至少为3个，坐标系统的转换则需要根据所测地区范围的大小与相应的精度要求予以确定。工程网数据的处理大都以GPS接收机的随机处理软件为主，利用此类软件在对野外观测数据进行预处理后，可为用户提供三组不同意义的原始观测量处理结果，分别为两点的空间大地坐标、基线的三维分量以及基线矢量和定向。需要说明的是，三组结果虽然在表现形式方面各不相同，但三组结果彼此间是相互等价的，且三组结果间存在着较为严格的数学关系，故只需利用其中一组结果，便能够获得其他两组结果。因此，在实际的网平差当中，应根据实际需求选取相应结果。考虑到我国景点大地测量控制网是自东而西逐步推进的，对于统一地区而言，点位的等级不同，所对应的测量时间也具有较大差异，故在坐标转换过程中，已知的是大地控制点，故应选择相同等级点以确保求得的转换参数满足控制网的布设需求。

4、实例分析

通过图4-1的分析中可以看出，在控制网中，主要分为两个部分，两个部分的距离达到160多公里，AX与28控制點的距离为10公里，163点距离落区90公里，同时在落区的设计中，相邻点的距离通常在15公里之间，在测量过程中，将测绘区域分为三个部分，每个区域分为三个时段进行采集，卫星的高度角设置为10°。

5、结语

本文通过对GPS工程控制网布设的点位进行选择，在对控制点的分布与基线长度对布设精度的影响进行分析的基础上，对坐标系统的转换设计方法进行说明，并结合具体工程实例，对GPS工程控制网的布设情况和控制点的精度做出了系统探究。研究结果表明，因GPS工程控制网设计过程中，对网的精度、范围的要求不尽相同，故应进一步提高对已知点选择、点的布设和基线长度选取的科学性，为坐标转换和工程控制网的高精度设计提供可靠保障。

参考文献：

[1]康英平.花土沟昆北地区GPS工程控制网的布设和数据分析[J].测绘与空间地理信息，2011（06）：182-183.