城市供水管网GIS测绘的GPS技术应用

曾翔

摘  要：该文针对GPS技术发展的客观趋势，从GPS的独立观测出发，通过采用大量参考文献的分析法、对比法，首先，从控制网的布设、GPS网的观测方案两个方面入手，分析了GPS的独立观测;其次，从无约束平差、约束平差、GPS控制网高程拟合计算、GPS网外部条件的检核4个方面入手，研究了GPS网的平差计算;再次，探讨了动态GPS的测量;最后，又通过结束语的形式总结了GPS技术的应用给城市供水管网GIS的测绘带来的积极影响，希望通过这次研究，为技术人员的工作提供有效的参考。

关键词：城市供水管网  GIS测绘  GPS技术

中图分类号：TU991    文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）11（b）-0008-02

最近几年，随着我国对GPS技术的不断关注和重视，对城市供水管网GIS测绘的GPS技术应用提出了更高的要求，因此，关于“城市供水管网GIS测绘的GPS技术应用”这一话题成为了测绘行业关注的焦点。为了推动GPS技术的快速发展，一方面要重视对GPS独立观测的认识和理解，另一方面要重视对GPS网的平差计算的应用。除此之外，还要重视对动态GPS的测量，为最大限度地提高GPS技术在城市供水管网GIS测绘领域的应用水平起着至关重要的影响。

1  GPS的独立观测

1.1 控制网的布设

通常情况下，控制网布设的主要目的是对自来水的设施点进行实施和测量，为了最大限度地满足监视设施点的实际需要，将控制网布设成16个点，将设计的等级设置为c级[1]，其中允许的最大误差范围在-1～+1之间。总而言之，在应用GPS技术初期，需要对城市供水管网进行控制网布设，为后期应用GPS技术做好准备工作。

1.2 GPS网的观测方案

GPS网的观测主要采用了美国先进的ASHTECH静态单频接收机共5台，根据静态作业模式的特点，在运用GPS网观测的初期，需要对所有仪器进行质量的检验，以保证仪器的运行性能处于正常、稳定、安全的状态[2]，除此之外，需要对计算过的GPS网的基向量残差进行科学合理的分析，然后将残差比较大的数据进行筛选和去除，在筛选和去除残差比较大的数据过程中，要保证其去除率不得超过5%。

2  GPS网的平差计算

为了有效地提高城市供水管网GIS测绘的GPS技术应用水平，需要对GPS网的平差计算有充分的掌握和灵活的运用，接下来，从以下几个方面入手，对GPS网的平差计算进行详细介绍，以加深对GPS网的平差计算的认识和理解。

2.1 无约束平差

技术人员通过借助SLNB点对WGS-84坐标的数据进行无约束平差计算，这一计算的目的，主要是考察GPS网中的残差基线的绘制准确度以及网的精度设置是否准确，然后根据基线的绘制精确度与网的精度对WGS-84的坐标成果进行输出。总之，无约束平差这一概念相当重要，它直接影响了GPS网的运用效果，因此，相关技术人员要熟练掌握。

2.2 約束平差

约束平差主要是指通过获取点位坐标定位过程中的精度信息，对约束点之间的兼容性进行确认。根据精度评定的规则，可以明显地得出以下结论，GPS网的无约束和约束平差计算出的结果均满足C级GPS网的相关精确度的计算标准。

2.3 GPS控制网高程拟合计算

表1是高程已知点及拟合后的高程对照表，从表中可以明显的看到GPS网共有12个高程点可供利用，经过GPS网的无约束和约束平差计算后，该GPS控制网高程拟合效果非常理想。

2.4 GPS网外部条件的检核

为了更好地评价GPS网相关精确度的计算情况，技术人员需要利用GPS RTK对GPS网的所有控制点坐标进行一系列的检查和验证[3]，从而提高对GPS网检核的质量和效率，其中，该GPS网的点位允许的最大误差是-2～+2cm之间，除此之外，对未参加拟合的水准点进行一系列的检查和验证，其GPS网的点位允许的最大误差同样是-2～+2cm之间。由此可见，通过对GPS网外部条件进行检核，可以有效地确定GPS网的点位允许的最大误差，为提高GPS网的精确度产生了至关重要的影响。

3  动态GPS的测量

众所周知，GPS的应用可以向全球范围内的任意用户提供非常高的精确度，因此，基于GPS的这一显著特点，GPS被广泛应用于城市供水管网GIS测绘的领域中。相关技术人员在运用GPS对城市供水管网的GIS测绘进行动态测量的过程中，为了最大限度地保证测量的精确度，尽可能地降低测量误差，需要技术人员采用坐标转换的形式，对CGCS2000的坐标系下的3维空间的坐标点进行处理，然后得到转换后的二维坐标点，接着，对转换后的二维坐标点进行测量，从而根据测量的数据，画出点坐标的集成图，最终形成管线库。以上是运用GPS对城市供水管网的GIS测绘进行动态测量的整个步骤，相关技术人员一定要严格按照步骤操作，这样才能最大限度地提高测量的准确度。

4  结语

综上所述，GIS在建立的过程中，需要大量的数据源，而这些数据源均来自于是管线库，与此同时，城市供水管网GIS在建立和使用的过程中，可以帮助技术人员找到城市长期积水的原因，并且通过使用城市供水管网GIS，可以快速掌握清雨、污、水三者混合的具体情况，总之，该系统的建立和使用，一方面提高了相关技术人员的工作质量和效率，另一方面对提高市政的管理水平起着至关重要的影响。

参考文献

[1] 刘明春，王进，邹东.基于GIS&GPS;技术的供水管网巡检养护系统的实现[J].地理空间信息，2016，14（1）：104-106.

[2] 陈圣鹏，钟焕良，谢君亮，等.基于GIS的供水企业管理新模式的研究与实践[A].全国测绘科技信息网中南分网第二十八次学术信息交流会[C].2016.

[3] 李恒利.供水管网移动GIS巡检系统的建设与实现[J].北京测绘，2017（1）：110-113，150.