浅谈利用GPS技术建立桥梁施工平面控制网

1、浅谈利用gps技术建立桥梁施工平面控制网作者：李玉祥张凤珠來源：科技创新导报2011年第15期摘更:结合实际工程经验,探讨了桥梁施工中利jij gps技术建立桥梁平面控制网以及测量过 程中遇到的问题及相应的处理措施。关键词:桥梁工程施工测量平血控制网屮图分类号:p228文献标识码:a文章编号:1674-098x(201 l)05(c)-0097-01gps定位系统由gps卫星组成的空间部分、若干个地而监控站组成的地而监控系统和以 接收机为主体的用户定位设备三部分组成。gps全球定位系统是一种利用接收gps卫星信号 实现授时、导航和测地的高新技术，它具有全天候作业、观测操作简便、布点自由、观测与

2、数 据处理自动化程度高，同时提供三维坐标、定位精度高等特点，对经典测量工作而言，是一场重大 的变革。1差分gps定位差分gps定位也叫gps相对定位，是目前gps定位粘度最高的一种定位方法。相对定位是 用两台接收机分别女置在基线的两端，并同步观测相同的gps卫星，以确定基线向呈。这种方法 可以推广到多台接收机女置在若干条棊线的端点,通过同步观测gps卫星,从而可以确定多条慕 线向量。按照接收机在定位过程中所处的状态不同，可分为静态和动态相对定位。在静态相対 定位中，-般均采用载波相位观测值为基本观测量，载波相位可以是原始的非差和位观测值，也可 以是在测站、卫星或历元之间组合的差分观测值。2基线

3、的质量评价基线解算完成后,必须对基线的质量进行检查。其检查的内容有:对丁小于20km的短基线 的模糊度是否解岀、单位权中误差(rms)、整周模糊度检验值(ratio)、相对定位粘度因了 (rdop)等，如果是对于gps网的平差來说，还需要检查同步坏闭合差、异步坏闭合差和重复基线 较差。只有合格的基线才能使用，不合格的基线应対其结果进行残差分析，然后重新解算;对于重 新解算仍然不合格的基线需重新进行测暈。(1) 相位差分的残差曲线图:在观测时段内,好质量的各条相位差分的残差曲线应为一平稳的 近似直线,其曲线波动幅度不会太大。如果残差曲线波动幅度较人，说明某颗或几颗卫星的观测 数据质量欠佳，或者是

4、所选的参考星有问题。(2) 基线长度的屮误差:基线解算后,要求基线长度小误差在标称精度计算的精度值内，小于 10km的基线屮误差应为0.010.02m,如果超过此限度，基线解算结果的可信度将会较差。(3) 双差固定解和双差浮动解:对于短基线，由于双差模糊度具有良好的整数特性，就将整周模 糊度确定为整数，在进一步平差时不作为未知数求解,这种解算方法解算出的基线结果称为双差 固定解。对于长皋线來说，由于电离层折射误差、卫星轨道误差等难以有效地消除，整周模糊度 求解粘度往往很低，这时将整周模糊度近似取整,会降低相对定位的粘:度;若釆用整周模糊度的实 数解，则解算出的基线结果称为双差浮动解。当双差固定

5、解与双井浮动解的向量坐标差达到分 米级时，则处理结果可能有问题。(4) 同步环和异步环闭合差:同步环闭合差就是由同步观测基线所构成的闭合环的闭合差。 同步环闭合差在理论上应该为零,由于各种误差的存在，实际上同步环闭合差不等于零。3某桥梁平面控制网测量(1) 技术要求:桥平而控制网的测量采用gps布网方式，采用双频人地型gps接收机进行 gps测量。gps观测采用静态测量方式。(2) 观测方案:测量的范围的主耍施工控制点共计37点分别为:d标的7个控制点di、d2、 d6、d7、d9、d12、q51;e标的6个控制点el、e2、e3、zyq666&h标新建的20个控制 点 h1 h20;

6、osi、zyqn1 n3;原 16个首级控制网点轴 1、zyq03、zyq04、zyq06、 zyq11、zyq31、zyq5160.由于gps控制网是在原常规边角控制网的基础上改造来的，原网 网形较复杂，点位条件参差不齐，部分网点的gps观测条件较差。经现场查勘，在与测量屮心研究 z后，确定复测gps平而控制网分二级布网。在测量全部待测网点小挑选出对施工较为重要 的、点位条件相对较适合gps观测的点作为首级gps控制网点，共计25个点;其余28个点作为 二级网点分两个测区观测。(3) gps观测:静态gps测量采用4台trimble 5700双频接收机施测。观测指挥人员在作业 前应做卫星可见

7、性预报，并根据预报结合作业力案和测区情况编制作业调度计划表，同时依照作 业的实际进展情况做出实吋调整。观测人员应严格按照作业调度计划表进行观测作业。观测前, 观测人员必须严格对中整平天线，其定向标志应指向正北，定向误差应不大于±5。(4) gps数据处理:每天观测结束后,gps技术负责人员应对当天的观测数据进行下载保存，并 做好数据备份工作。gps技术负责人员应对当天的观测数据进行初步的处理，以对当天的观测 数据质屋作出评佔。数据处理所采用的软件必须经过权威部门的认证并经过实践检验。外业观 测结束后，应对全网数据进行全面处理，以保证外业数据的完整性和可靠性。4测量过程中遇到的问题及处

8、理(1) 关于高斯投影的问题:原有施工控制网成果是由常规边角网测得，在1954年北京坐标系 数据处理时直接将空间斜距投影到9.257m正常高程面上，即为高斯投影。木次gps网平差由于 power adj 3. 0软件原因,必须进行高斯投影。考虑到施工控制网中央子午线已选定为测区平 均经度,口测区范围鮫小冻西宽约2km,经对原网进行高斯投影改正，其差值小于0. 3mm。有理 111认为，两种投影方式引起的差异对工程应用可忽略不计。(2) 关于gps基线与光电测距边联合平差的问题:power adj 3. 0软件是针对纯gps网慕线 设计的，这一固有的缺陷，使得gps慕线与光电测距边不相容。尽管町

9、以将光电测距边纳入进行 计算，但在二维联合平差时发现，测距边并没有起到改化gps基线的作用,反而被gps网所改化， 且点位精度有所下降°考虑到在短距离测量方面光电测距边的精度是高于gps基线精度的，而 gps基线与光电测距边之间确实存在尺度比例因了，顾及到资料的连续性和统-性，决定将部分 精度较高的光电测距边作为固定边约束条件进行二维联合约朿平差。(3) 关于坐标转化问题:上述网平差成呆仅仅是1954年北京坐标系的成呆。在桥轴坐标系成 果平差时发现,power adj在此项功能上存在缺陷，无法得以实现。为了得到桥轴线坐标系坐标， 采川了上期的观测资料计算出两种坐标系的转换关系,再将次1954年北京坐标系的成果转换为 桥轴坐标系。5结语gps网平差的精度反映的是±3mm,但实测边比较的成果表明，本次gps网的外部符合精度 约为±(56)mim对见gps网