GPS静态控制测量精度于全站仪控制测量精度对比共6页文档

1、GPS静态控制测虽精度于全站仪控制测虽精度对比引言测绘科学的迅速发展和测绘技术的日新月异，要求现代测绘科技和应用仪器必须与之相适应，因此，有许多新型仪器被应用到测量工作中。一、GPSffl地面全站仪测量数据的应用（一）、GPSSJ量技术在测量领域的应用GPS即授时、测距导航系统全球定位系统,自1994年投入使用以来,在众多领域得到了广泛的使用。GPS因其具有全天候、高精度、快速实时定位，两点间不需要通视，能够得到三维坐标等优点，很快得到了测绘人的青睐，被广泛运用于各种测量项目中。随着GP眼术的发展，其定位精度和可靠性得到很好的提高。目前其精密单点定位最高可达到毫米级别。除了GP涝卜，卫星定位导

2、航系统还有俄罗斯的GLONASS欧盟的GALILEOS我国的北斗卫星导航系统。随着这些系统的投入使用和不断发展，未来空间定位导航变得更加的方便、可靠，覆盖到更广阔全球范围。GPS定位技术，已成为大地测量和工程测量的一种重要技术手段。在GPS的RTKffi虚拟参考站COR源统中，为快速测量提供了有力的工具。在工程测量上，可运用GP健立高精度的GP砒制网。建立GPSfe制网主要有几种形式：运用GP融立新的控制网，利用地方参考坐标系的已知点和已知方位作为基准数据；对原有网，通过联测的方式，进行加密。如城市和地方扩大控制网；将原有不同坐标系统的网，统一连接起来，将不同坐标系统下的边角网统一到统一坐标系

3、统下。（二）、全站仪测量技术在测量领域的应用全站仪，即全站仪电子速测仪，是集测距、测角为一体的高精度测量仪器。最初的全站仪是光学经纬仪和光电测距仪的组合，随着电子测距技术、计算机技术、通信技术、激光技术等先进技术的发展和应用，全站仪变得越来越先进，功能越来越全面。信息时代的全站仪正往智能型全站仪发展，具有自动化、数字化、集成化、实时化、高精度、远距离等功能。比如，免棱镜全站仪可进行免棱镜激光测距，“测量机器人”可自动完成目标的识别和测量，利用ATR功能，全站仪在白天、黑夜都可工作。有些全站仪己具有防水、防爆功能。未来全站仪将会引入绝对编码、一块板、win全站仪等技术。全站仪测量技术由于其灵活、

4、高效率、高精度等测量优点，在工程测量领域得到广泛地应用，如各类变形监测、施工放样，大型仪器安装，桥梁隧道、铁路、公路控制测量,三维测图等等。二、高程测量中的GPSM量技术与全站仪技术（一）、转换模型在沿海地区平坦且范围较小，大地水准面也很平滑，笔者通过对多种地区进行试验分析，经过比较后认为，较为复杂的拟合函数，在上述测区是不适合采用的。故此，本文在试验计算中，采用的是直线和平面模型拟合，采用了施工椭球进行高程转换，再结合GPSM梁平面控制网的研究。在工作期间，对操作要求以及技术的规定必须严格遵守执行，作业人员上岗操作须经培训合格后方可上岗，非作业人员未经允许杜绝操作仪器。所用仪器应妥善保管，注

5、意防震、防潮、防晒、防尘、防蚀、防辐射，做到定期用清洗盘和专用清洁剂清洗软盘驱动器或磁带机的磁头；同时不得扭折、拖拉、辗砸电缆线，其接头及联接器保持干净清洁。在工作结束以后，接收机上的水汽与尘埃应及时清除干净，再存放在仪器箱内。仪器箱的摆放应置于通风、干燥阴凉处，及时更换箱内干燥剂。（二）、三角高程测量的发展史全站仪三角高程测量又叫EDMffl高，其原理是利用测得的垂直角与距离，再运用三角关系推算两点间的高差，这种高程测量方法，其优点是测量速度快、操作灵活、不易受地形条件限制等，特别是适合地形起伏较大、水准测量不易实现的地区。现今大量生产的高精度全站仪，很大程度降低全站仪三角高程测量的成本，同

6、时也缩短了观测时间、观测精度，给全站仪三角高程测量带来更广阔的天地。像TCA2003这样具有ATR功能的全站仪来说，具备了目标的自动搜索、识别、观测、记录以及计算等多种功能，被称之为测量机器人。具有以上功能的全站仪，现今已普遍应用在精密工程测量、变形监测以及无人值守等精度要求较高的测量中，比如监控有特大型构筑物的、有地铁的、有隧道的、还有大坝变形的等。在一定条件下，应用ATR功能来实现监测点三维坐标的测量，其高程精度优秀，这一技术必将会被人们广泛应用。（三）、三角高程测量的基本原理三角高程测量的基本原理为：h=Ssin以+iv+CS式中：s为斜距;i为仪器高度；v为目标高度；成为竖直角；C为大

7、气折光差；S为地球弯曲差。在公式中竖直角a的观测中，一些操作上我们往往容易忽视一些问题，所以在我们实际的作业中应注意两个问题：a.消除竖直角指标差的影响。竖直角应该盘左盘右取平均值，采用正、倒镜观测一个完整的测值，这样才能避免竖直角指标差的影响。b.仪器摆放整平。竖直角的准确性与仪器是否严格整平有直接的关系。假如全站仪管气泡的灵敏度为30/2mm贝1mm勺整平误差就会导致15的竖直角测量误差，以500m的观测边长为例，由此产生的三角高程观测误差两将达36.4mm这种情况直接影响到三角高程的施测精度。三、GPSW全站仪测量数据在参心空间坐标系中三维平差的数学模型对比（一）、GPS®线向

8、量观测值误差方程式通常将WGS-8建标系中的GPSB线向量作为联合平差的观测值。为在参心空间直角坐标系中与地面全站仪数据，一起进行平差，需要将其转换到地面网所属的参心坐标系中。式中，为GPS基线向量观测值在WGS-8建标系中改正数向量；为各网点在参心坐标系中坐标差列向量；为地面网点坐标未知数向量；为参心直角坐标系与WGS-8建标系之间的三个坐标旋转参数；dk为尺度参数，误差方程的常数项如下:在GPSS线向量观测值误差方程式中，未知数为待定点坐标，四个转换参数未知数。（二）、全站仪观测值误差方程式在工程测量中，由于全站仪的广泛使用，地面观测数据主要为全站仪数据，通常有方向角以或水平方向Y，垂直角

9、6，斜距S等。下面介绍这些观测值在参心空间直角坐标系中的误差方程式。如图1所示,P-neh为点pi在参心空间直角坐标系中的站心直角坐标系。其中轴在子午面内，并正向指向北；e轴正向指向东，与子午面垂直,h的正方向与通过原点pi背向椭球的法线方向重合。图1pi点站心坐标系由站心直角坐标与站心极坐标的关系式可得：式中，以为测站观测值方向角（即观测方向与n方向的夹角）、6为垂直角、s为斜距。（三）、GPSM量坐标与全站仪测量坐标比较RTK测量时进行两个时段的观测，并进行坐标较差检核，符合限差要求的，取两次测量的平均数作为控制点坐标。然后采用静态GPSM量技术、全站仪测量技术测量，按城市测量规范和全球定

10、位系统城市测量技术规程中的要求进行复测。其比较结果如下表所示。表1RTK测量坐标与全站仪测量坐标比较表2RTK测量坐标反算边长与全站仪测距边长比较结论经过实测计算分析比较GPS争态控制测量达到全站仪控制测量精度，在地形复杂的地方可以优先选用GPS空制测量。因此，无论应用哪种方法进行控制测量都要保证达到规范要求精度，但GPS以其精度高、速度快、费用省、操作简便以及无须通视、全天候作业等优良特性为控制测量提供了更多的方便，被广泛应用于各种测绘工作当中，尤其是在各种等级的控制测量方面,GPS技术已经基本取代了全站仪控制测量而成为主要测量手段。但又由于GP曝术本身的局限性，尤其在高程控制测量方面的不足，使得控