沈阳市某县区二等gps平面控制网的建立与数据处理.doc

最新【精品】范文 参考文献 专业论文沈阳市某县区二等GPS平面控制网的建立与数据处理沈阳市某县区二等GPS平面控制网的建立与数据处理 摘 要：本文介绍了沈阳市某县区二等GPS平面控制网的建立与数据处理过程，通过对精度指标的分析，总结了本控制网工程特点。 关键词：GPS控制网；可靠性分析 中图分类号：P208 文献标识码：A文章编号： 1 引言 沈阳市某县区为了迎合本地经济发展需要，并顾及原有控制成果年代久远且大部分已丢失等因素，故需要重新建立覆盖整个县域的二等GPS平面控制网，以满足本县域内城市规划和国土资源调配的需要。 考虑到以上技术需求，我单位于2010年7月承担了该二等GPS平面控制网的布设和数据处理工作，并于2010年8月完成全部新埋控制点的埋设工作，2011年10月完成全部数据观测和数据处理工作。 2 控制网建立 2.1 已有控制资料 沈阳市于1998年1999年布设过二等GPS控制网，平面精度、边长相对中误差平均值为1：112万，最弱边中误差1：70万，最大点位误差为2.2cm，平均值为1.2cm。最大方位角中误差为0.55,平均为0.29，精度良好。经过可靠性分析，选择该网中的4个控制点作为本次二等平面控制网的起算数据，这几个控制点均为1954北京坐标，因此本次控制网的平面坐标系统为1954年北京坐标系。 2.2 设备准备 本次工程采用6台美国Ashtech公司生产的ZMax型双频GPS接收机，其静态标称精度为： 平面：5mm+0.5ppm?D 垂直：10mm+0.5ppm?D 所有仪器均经辽宁省测绘仪器计量站检定为合格。 2.3 控制网布设 本次GPS平面控制网在城市二等GPS网框架下布设，考虑到点位密度需要满足二级加密的需求，以及整网需要足够的图形强度，故本次平面控制网采用边连式。新埋GPS控制点10个，点位选择的原则如下： 1）所有点位都有利于安全作业，便于安置接收设备和操作，卫星截至高度角均大于15。 2）所有点位都远离大功率无线电发射源，远离高压输电线距离不宜小于200m，附近不应有强烈干扰接收卫星信号的物体。 3）考虑到需要联测水准，故需要埋设在较稳定的地段上，并估计水准测量的方便性。 4）远离大面积水域等区域，以便减少多路径效应的影响。 点位分布图如图1所示。 图1 控制网网点分布图 按照规范中的标石埋设要求，点位埋设大理石石桩，上部为球形，刻有对中标志，地基开挖深度至该区域冻土层以下，埋深至少2米左右，并经过了至少一个冻土期时间，同时做好了防水、抗震等工作。 2.4 外业观测 设计采用6台接收机同步观测，共设计5个时段。重复上站率达到2.1，整网可靠性指标达到0.4。观测时按如下要求进行： 1）天线安置严格对中、整平，对点中误差小于1mm，并使定向标志指向磁北。 2）历元间隔15秒，卫星截止高度角15度，同步时段观测时间为60分钟。 3）在天线板上互隔120度的三处量取天线高，互差小于3mm，取中数。 4）点位几何图形强度因子PDOP6。 5）详细认真记录外业观测手簿。 3 数据处理 3.1 数据预处理 数据预处理主要是对观测数据的质量进行分析，同时确定点位命名、改化天线高、数据格式转换等。首先在数据编辑软件中，更改文件命名为本次技术要求的命名方式，然后更改天线高为标准ARP垂高模式，并选中天线改正模型。最后，填写好数据的元数据信息，并采用格式转换模块统一转换为Rinex V2.1格式。 数据质量分析采用teqc软件，分析每个观测点位的双频多路径效应以及数据可利用率等情况。经检验，所有点位平均MP1，MP2均在0.5以下，数据可利用率均操作80%，结果样例如图2所示： 图2teqc检验观测文件质量样例 3.2 基线解算 采用随机软件Ashtech Solution V2.7进行基线处理，处理时采用广播星历进行处理，天线改正模型采用NGS标准改正模型。要求基线全部在双频固定状态下解算出来。个别有问题基线，分析原因并采取相应处理措施，直至达到要求。 全网共52条基线，全部双频固定状态解算完毕。 3.3 质量分析 质量检查主要包括三个方面：重复基线闭合差、同步环闭合差以及异步环闭合差。计算是依据全球定位系统（GPS）测量规范 GB/T18314-2009相应公式。 全网共有重复基线12条，重复基线闭合差最大为0.008米，限差为0.045米，基线长为8322.145米。 全网共选择最简同步环25个，闭合差最大值为0.008米，限差为0.011米，环长为20114.453米。 全网共选择最简异步环25个，闭合差最大值为0.027米，限差为0.093，环长为34521.234米。 3.4 三维无约束平差 基线解算指标顺利通过后转入三维无约束平差，主要目的是进行粗差分析并消除不良影响、调整观测量的协方差因子使其与实际精度相匹配、对整网的内部精度进行检验和评估。平差基准为WGS-84，固定位于本网中心的测站QUPQ为约束点。 通过三维无约束平差，基线向量改正数中，最大的为0.011米，限差为0.037米。最弱边相对中误差为1:1922341，限差为1:120000。 3.5 1954年北京坐标系二维约束平差 1954年北京坐标系二维约束平差目的是将全网重新作整体平差，将所有独立基线向量及其经调整后的协方差阵作为观测量进行高斯平面上的解算。平差时为消除星历和网的传递误差引起的整网在尺度和方向上的系统性偏差，应对全面网加入一个尺度和六个转换参数（一般情况下都是七参数转换）。 本网选择5345、FKMS、FBPU、WNSH作为控制点，选择QUPQ作为检查点。经过平差，最弱点点位中误差为0.011米，限差为0.036米；检查点计算值与已知值互差X方向为0.005米，Y方向为0.011米，点位中误差为0.012米，限差为0.025米。 4 结论 该县区二等GPS平面控制网平均边长13.4km，二维约束平差后其最大点位中误差为1.1 cm，平面最弱边相对中误差为1: 1922341，所有技术指标均满足设计要求。检查点的计算值与已知值互差也满足限差要求，也充分说明了本次GPS控制网的布设以及数据解算过程规范，解算精度高，也为该县区下一级控制网加密奠定了良好的基础。 参考文献： 1 刘大杰，施一民，过静?. 全球定位系统的原理与数据处理M. 上海：同济大学出版社，1996. 2 全球定位系统（GPS）测量规范 GB/T18314-2009. 3 刘国深，詹锦祥. 城市平面坐标系与GPS二维约束的参数问题讨论J.全球定位系统 ，2007（3）：P30-34. 4 谢