【正文】 如果盲點(diǎn)地區(qū)至盲的主要原因是接收衛(wèi)星狀況不良，則應(yīng)在盲點(diǎn)周圍加測(cè)根控制點(diǎn)，以便用全站儀補(bǔ)測(cè)。為此，應(yīng)用 GPS技術(shù)在我區(qū)布設(shè)新一代、高等級(jí)控制網(wǎng) ——C級(jí) GPS網(wǎng)，同時(shí)聯(lián) 測(cè)部分舊一、二、三等三角點(diǎn)，更新改造原來一、二、三等三角點(diǎn)，以滿足我區(qū)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要。； 數(shù)據(jù)采樣 率 15″； 有效觀測(cè)衛(wèi)星數(shù) ≥4個(gè)； 同步觀測(cè)時(shí)間： 90～ 120分鐘； 平均重復(fù)設(shè)站數(shù) ≥2； 最簡異步環(huán)邊數(shù) ≤6； 點(diǎn)位幾何圖形強(qiáng)度因子 PDOP≤6。 在剔除含有較大誤差的多余基線向量后，全網(wǎng)共獲得符合相對(duì)質(zhì)量指標(biāo)的獨(dú)立基線 227條。成果精度統(tǒng)計(jì)如下表（ 2）、表（ 3）： 表 (2) 基線及點(diǎn)位精度統(tǒng)計(jì)表 最 優(yōu) 最 差 平均值 基線相對(duì)誤差 0 1/267023 1/2531570 點(diǎn)位誤差 (cm) 表 (3) 三維坐標(biāo)分量精度統(tǒng)計(jì)表 最 優(yōu) (cm) 最 差 (cm) 平均值 (cm) X Y Z 由表 (2) 、表 (3)分析可見，三維無約束平差最弱邊長相對(duì)中誤差為 1/267023，平均邊長相對(duì)中誤差為 1/253萬，完全符合 C級(jí) GPS網(wǎng)最弱邊長相對(duì)中誤差限差要求。點(diǎn)位中誤差除 56號(hào)點(diǎn)精度稍弱外，全網(wǎng) 99%的點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差小于 5cm。經(jīng)過反復(fù)多次試算分析，最后全網(wǎng) GPS高程擬合計(jì)算以其中 17座水準(zhǔn)點(diǎn)作為高程起算點(diǎn)，其余 5座水準(zhǔn)點(diǎn)作為檢核點(diǎn)。雙頻 GPS接收機(jī)可以有效削弱電離層折射影響，同時(shí)能有效探測(cè)和修復(fù)整周跳變。七參數(shù)法一般用于轉(zhuǎn)換精度要求較高的計(jì)算，而手持 GPS接收機(jī)內(nèi)部設(shè)置的是五參數(shù)法，因此只要用戶計(jì)算出五個(gè)參數(shù)（ DX、 DY、DZ、 DA、 DF）并按提示輸入即可在儀器上進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。對(duì)于同一空間點(diǎn)，大地坐標(biāo)系與空間直角坐標(biāo)系有下列轉(zhuǎn)換關(guān)系式： （ 31） 其中， N=A/（ 1E2sin2B） 1/2， 1954北京坐標(biāo)系的大地高 H=h+ξ， X、 Y、 Z為大地坐標(biāo)系中的三維直角坐標(biāo)， A為大地坐標(biāo)系對(duì)應(yīng)橢球之長半軸， E為大地坐標(biāo)系對(duì)應(yīng)第一偏心率， F為大地坐標(biāo)系對(duì)應(yīng)之扁率， N為該點(diǎn)的卯酉圈曲率半徑。方法是，在野外選定視野開闊、 GPS接收信號(hào)強(qiáng)的特征點(diǎn)（如線狀地物交叉點(diǎn)、獨(dú)立地物等），最好是埋石控制點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，然后找出這些點(diǎn)的理論坐標(biāo)與之比較。如何利用 GPS給出的大地高，有效地將其轉(zhuǎn)換成我國采用的正常高系統(tǒng)，既是問題之一。為了求定精確的高程異常 △ ξ值，可以在 GPS網(wǎng)中選擇一定數(shù)量均勻分布的點(diǎn)，采用幾何水準(zhǔn)方式測(cè)定其高程， 然后利用這些重合點(diǎn)進(jìn)行數(shù)值擬合，以求得各待定點(diǎn)的正常高。圖根控制的高程閉合差亦很理想。 2）平差結(jié)果所輸出的高差中誤差不能反映該網(wǎng)的擬合精度，其數(shù)值反映的往往是假象。這兩級(jí)的控制點(diǎn)在測(cè)區(qū)內(nèi)都聯(lián)測(cè)了四等幾何水準(zhǔn)。地面點(diǎn)大地高，正常高，如圖 1所示，存在以下關(guān)系： H=Hg△ ξ （ 1） 式中， H為正常高， Hg 為 GPS測(cè)得的大地高， △ ξ為高程異常。據(jù)此，提出通過選擇擬合方式來獲得較可靠成果的方法。 E代表東經(jīng)，投影比例參數(shù)為 ，東西偏差為 500000m，南北偏差為 0，并設(shè)單位為米。由于 WGS84坐標(biāo)系與我國坐標(biāo)系之間的平面差異較大，要消除這個(gè)誤差，應(yīng)借助收集到的控制點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行轉(zhuǎn)換參數(shù)的計(jì)算，此時(shí)應(yīng)在收集到的高等級(jí)控制點(diǎn)上分別測(cè)量 B、 L、 H值（即 WGS84坐標(biāo)），供計(jì)算轉(zhuǎn)換參數(shù)時(shí)使用。大家知道，不同坐標(biāo)系之間存在著平移和旋轉(zhuǎn)的關(guān)系，要使手持 GPS所測(cè)量的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為自己需要的坐標(biāo)，必須求出兩個(gè)坐標(biāo)系（ WGS84和北京 54坐標(biāo)系或西安 80坐標(biāo)系）之間的轉(zhuǎn)換參數(shù)。 施測(cè) GPS控制網(wǎng)時(shí)，常會(huì)遇到所聯(lián)測(cè)已知點(diǎn)之間不兼容的情況，應(yīng)該對(duì)已知控制點(diǎn)進(jìn)行分析，避免因?yàn)槠鹚泓c(diǎn)不兼容而引起 GPS網(wǎng)變形，降低 GPS網(wǎng)平差成果精度。 本網(wǎng)聯(lián)測(cè)四等精度以上水準(zhǔn)點(diǎn) 22座，且分布均勻，其中高程最高為 224m，最低為 3m，平均每隔4座 GPS點(diǎn)就聯(lián)測(cè) 1座水準(zhǔn)點(diǎn)。這 9個(gè)點(diǎn)之間兼容性較好，其中有 6個(gè)點(diǎn)分布在全網(wǎng)的四個(gè)角，有 3個(gè)點(diǎn)分布在網(wǎng)的內(nèi)部（起算點(diǎn)分布如附圖㈠），很好地控制整個(gè)網(wǎng)，滿足從 WGS84坐標(biāo)系到國家 1980西安坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換參數(shù)求解要求。通過多次試探分析，剔除網(wǎng)內(nèi)含有較大誤差的 6條基線。然后，根據(jù)基線解算報(bào)表給出的相對(duì)質(zhì)量指標(biāo)（ RMS值、 RATIO值、 Reference Variance值）來判斷該基線成果可靠性。 2． 2 技術(shù)指標(biāo) 按照規(guī)范要求，選用 Trimble 4000 SSE系列雙頻 GPS接收機(jī)進(jìn)行觀測(cè)，接收機(jī)標(biāo)稱精度：5mm+1ppm。 1． 概述 我區(qū)平面控制網(wǎng)，特別是高等級(jí)平面控制網(wǎng)，均是 50年代末、 60年代初施測(cè)的，至今已有 40多年。如果盲點(diǎn)地區(qū)至盲的主要原因是數(shù)據(jù)鏈信號(hào)接收問題，首先可提 高基準(zhǔn)站和流動(dòng)站天線的架設(shè)高度，流動(dòng)站天線可采用長垂桿架設(shè)以保證成果精度?？刂泣c(diǎn)選點(diǎn)還要避免無線電干擾和多路徑效應(yīng)。不同質(zhì)量的 RTK系統(tǒng)，其精度和穩(wěn)定性差別較大。解決這類問題的辦法主要是選用初始化能力強(qiáng)、所需時(shí)間短的 RTK機(jī)型?？梢娺x擇作業(yè)時(shí)段的重要性。 9 RTK的不足及其解決辦法： 受衛(wèi)星狀況限制。 降低了作業(yè)條件要求。 （ 3） 電臺(tái)變頻實(shí)時(shí)檢測(cè)法。在良好的環(huán)境條件下， RTK初始化所需時(shí)間一般為幾十秒；不良環(huán)境條件下（尚滿足 RTK基本工作條件），技術(shù)先進(jìn)的 RTK也需要幾分鐘到幾十分鐘，其它機(jī)型 RTK需要幾時(shí)分鐘甚至不能測(cè)量。但在太陽黑子爆發(fā)期間，不但 RTK測(cè)量無法進(jìn)行，即使靜態(tài) GPS測(cè)量也會(huì)受到嚴(yán)重影響，太陽黑子平靜期，小于 5PPM。但是，其殘余部分也隨著至基準(zhǔn)站距離的增加而加大。 C、 采用具有消弱多路徑誤差的各種技術(shù)天線。而且電子相位中心是變化的，它取決于接收信號(hào)的頻率、方位角和高度角。 （ 2）使用高增益天線及高靈敏度接收機(jī)。目前， RTK系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸多采用超高頻（ UHF）、特高頻（ VHF）和高 頻（ HF）播發(fā)差分信號(hào)，這三種頻率的特點(diǎn)如表所示。（ 2）接收到的衛(wèi)星 數(shù)目越少測(cè)量結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)差越大，但只要能接收到 5顆以上衛(wèi)星，得出的固定解就能達(dá)到儀器標(biāo)稱精度。 RTK工作原理及模式 RTK技術(shù)的關(guān)鍵是初始調(diào)整模糊度的快速解算、數(shù)據(jù)鏈的優(yōu)質(zhì)完成 ——實(shí)現(xiàn)高波特率數(shù)據(jù)傳輸?shù)母呖煽啃院蛷?qiáng)干擾性。（ 1）在天線中設(shè)置抑徑板，通過抑徑板來阻止被地面反射的衛(wèi)星信號(hào)，來避免讀路徑 誤差的產(chǎn)生。多路徑誤差不僅 與衛(wèi)星信號(hào)方向有關(guān)、與反射系數(shù)有關(guān)，并且與反射物離測(cè)站遠(yuǎn)近有關(guān)，可采用以下措施來減弱：（ 1）測(cè)站應(yīng)遠(yuǎn)離大面積平靜的水面。這里包括天線的置平和對(duì)中誤差，量取天線高誤差。 減弱接收機(jī)鐘差的方法： 1 把每個(gè)觀測(cè)時(shí)刻的接收機(jī)鐘差當(dāng)作一個(gè)獨(dú)立的未知數(shù)，在數(shù)據(jù)處理中與觀測(cè)站的位置 參數(shù)一并求解。在 GPS測(cè)量中，無論是碼相位觀測(cè)或載波相位觀測(cè)（ RTK），均要求衛(wèi)星鐘和接收機(jī)鐘保持嚴(yán)格同步。 解決星歷誤差的方法有以下幾種措施： 1 建立自己的衛(wèi)星跟蹤網(wǎng)獨(dú)立軌道。當(dāng)觀測(cè)站相距不太遠(yuǎn)時(shí)（小于 20km），由于信號(hào)通過對(duì)流層的路徑相似，所以對(duì)同一衛(wèi)星的觀測(cè)值求差，可以明顯減弱對(duì)流層的影響。對(duì)流層與地面接觸并從地面得到輻射熱能，使其溫度隨 高度的上升而降低， GPS信號(hào)通過對(duì)流層時(shí)，也使傳播路徑發(fā)生彎曲，從而使距離產(chǎn)生偏差，這種現(xiàn)象叫做對(duì)流層折射誤差。該模型考慮了折射率 n及地磁場(chǎng)的影響，并且是沿著信號(hào)傳播的路徑來進(jìn)行積分。 減弱電離層折射誤差的措施有以下幾方面： 1 利用雙頻觀測(cè)。系統(tǒng)誤差主要包括衛(wèi)星星歷誤差、衛(wèi)星鐘差、接收機(jī)鐘差以及大氣折射誤差等；偶然誤差主要包括信號(hào)的多路徑效應(yīng)、接收機(jī)的位置誤差、天線相位中心位置誤差等等。利用 GPS進(jìn)行 GIS地理數(shù)據(jù)更新具有及時(shí)、高效、高精度、不受惡劣環(huán)境氣候影響等優(yōu)勢(shì)，未來的幾年內(nèi)， GPS連續(xù)觀測(cè)基準(zhǔn)站將會(huì)遍布全國，任何地區(qū)都可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)測(cè)量；美國也將取消人為的精度限制，民用測(cè)量可以取得更高的精度。 測(cè)量設(shè)備： 測(cè)量中使用的 GPS設(shè)備是由美國 TRIMBLE公司出品的兩臺(tái)套 GPS Pathfinder Basic Plus雙頻接收機(jī)。 二、 GPS 系統(tǒng)和 GIS系統(tǒng)的結(jié)合應(yīng)用 隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人類活動(dòng)同 時(shí)也帶來了環(huán)境惡化、人口劇增、資源耗費(fèi)等急待解決的問題，這就要求從事與之相關(guān)的各部門以整體的觀點(diǎn)認(rèn)識(shí)地球和我們身邊的環(huán)境系統(tǒng)。 觀測(cè)原理和信號(hào)結(jié)構(gòu)： ? 基本觀測(cè)量：衛(wèi)星發(fā)射天線和接收機(jī)天線間信號(hào)傳播時(shí)間 ? 偽距測(cè)量由時(shí)間系統(tǒng)同步誤差參數(shù)決定 ? 軌道確定和描述保證衛(wèi)星精確定位 ? 系統(tǒng)精度：（美國政府出于軍事利益上的原因?qū)冗M(jìn)行了人為限制：（ 1）、 AS政策：加密P碼（ 2）、 SA政策：選擇利用性： a：在星歷數(shù)據(jù)中加干擾 b：衛(wèi)星時(shí)鐘加抖動(dòng)或使時(shí)間系統(tǒng)不穩(wěn)定。 第五 GPS高精度高程測(cè)量同高精度的平面測(cè)量一樣，是 GPS測(cè)量應(yīng)用的重要領(lǐng)域。它不受人為因素的影響。表 4測(cè)量基線邊長比較表。 由表 3可知：由于兩種測(cè)量方法本身的測(cè)量誤差和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換數(shù)學(xué)模型誤差以及在平差計(jì)算中觀測(cè)量權(quán)配置等因素引起兩種測(cè)量方法的結(jié)果存在一定的差值，由于其三維坐標(biāo)差值均小于 177。 據(jù)開封市公路工程勘察設(shè)計(jì)院有關(guān)專家介紹，經(jīng)過多次的復(fù)測(cè)驗(yàn)證， GPS技術(shù)定線測(cè)量的精度可以完全滿足公路勘察設(shè)計(jì)和公路建設(shè)的精度要求。 GPS測(cè)量的自動(dòng)化程度很高。一般雙頻 GPS接收機(jī)基線解精度為 5mm+1ppm，而紅外儀標(biāo)稱精度為 5mm+5ppm，GPS測(cè)量精度與紅外儀相當(dāng)，但隨著距離的增長， GPS測(cè)量優(yōu)越性愈加突出。（如： WGS84世界大地坐標(biāo)系和 1980年西安大地坐標(biāo)系。 GPS的用戶部分由 GPS接收機(jī)、數(shù)據(jù)處理軟件及相應(yīng)的用戶設(shè)備如計(jì)算機(jī)、氣象儀器等組成，其作用是接收 GPS衛(wèi)星發(fā)出的信號(hào)，利用信號(hào)進(jìn)行導(dǎo)航定位等。 關(guān)鍵詞： GPS定位系統(tǒng) 公路工程 控制測(cè)量 應(yīng)用 一、概述 GPS全球定位系統(tǒng)（ Global Positioning System)在公路 工程測(cè)量 中的應(yīng)用，在最近的兩年得到了迅速推廣，這主要依賴于 GPS系統(tǒng)可以向全球任何用戶全天候地連續(xù)提供高精度的三維坐標(biāo)、三維速度和時(shí)間信息等技術(shù)參數(shù)。本文將以開封市的省公路路網(wǎng)項(xiàng)目為例，概略敘述 GPS系統(tǒng)在公路 工程控制測(cè)量中的應(yīng)用。 GPS地面控制系統(tǒng)主要設(shè)立在大西洋、印度洋、太平洋和美國本土。在 GPS測(cè)量中通常采用兩類坐標(biāo)系統(tǒng)，一類是在空間固定的坐標(biāo)系統(tǒng)，另一類是與地球體相固聯(lián)的坐標(biāo)系統(tǒng)， 稱地固坐標(biāo)系統(tǒng)，我們?cè)诠饭こ炭刂茰y(cè)量中常用地固坐標(biāo)系統(tǒng)。 定位精度高。 操作簡便。開封市的省路網(wǎng)改造項(xiàng)目應(yīng)用 GPS測(cè)量是于 2020年開始的， 2020年在省道豫 04線和尉氏 通許段 48公里的中線測(cè)量和國道 310線鄭汴高速連接線 用了靜態(tài)功能這一技術(shù)。 大地測(cè)量法與 GPS測(cè)量法結(jié)果比較 見表 3。根據(jù)所測(cè)坐標(biāo)計(jì)算出相應(yīng)邊長值。 第二 GPS測(cè)量可以大大提高工作及成果質(zhì)量。一般 GPS測(cè)量作業(yè)效率為常規(guī)測(cè)量方法的 3倍以上。 ? 用戶部分：不同類型的接收機(jī)（由帶前置放大器的天線、信號(hào)識(shí)別和處理的射頻倉、微處理器、精密振蕩器、電源、顯示屏、內(nèi)存和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器組成）。在交通、環(huán)保、城市規(guī)劃、水利和旅游等方面 GPS獲得了廣泛的運(yùn)用。 測(cè)量方式： 測(cè)量人員按照各地市公路部門提供的各級(jí)公路和沿途各特征點(diǎn)資料制定線路，安排日程表，每天將取得數(shù)據(jù)輸入便攜式電腦，完成移動(dòng)測(cè)量后將全部數(shù)據(jù)同基準(zhǔn)站 GPS進(jìn)行校正差分，得出標(biāo)志點(diǎn)和路線的經(jīng)緯度坐標(biāo)文件，再經(jīng) ARC/INFO軟件處理得到完整準(zhǔn)確的電子地圖。 結(jié)束語：在當(dāng)前，空間信息數(shù)據(jù)是政府部門決策和行業(yè)發(fā)展規(guī)劃的重要依據(jù)，是網(wǎng)絡(luò)高速公路上的主流內(nèi)容之一。 GPS測(cè)量誤差按其性質(zhì)可分為系統(tǒng)誤差和偶然誤差兩類。所以用信號(hào)的傳播時(shí)間乘上真空中光速而得到的距離就不會(huì)等于衛(wèi)星至接收機(jī)間的幾何距離，這種偏差叫電離層折射誤差。為了滿足更高精度的 GPS測(cè)量的需要， Fritzk、 Brunner等人提出了電離層延遲更正模型。 對(duì)流層折射誤差及減弱措施 對(duì)流層的高度為 40km以下的大氣層，其密度比電離層更大，大氣狀態(tài)也更復(fù)雜。 2利用同步觀測(cè)求差。它將嚴(yán)重影響單點(diǎn)定位的精度，也是精度相對(duì)定位中的重要誤差源。 衛(wèi)星鐘的鐘誤差及減弱措施 衛(wèi)星鐘的鐘差包括鐘差、頻偏、頻漂等產(chǎn)生的誤差，也包含鐘的隨機(jī)誤差。s，則由此引起的等效距離誤差約為 300m。 3 偶然誤差及減弱措施 接收機(jī)天線相位中心相對(duì)測(cè)站標(biāo)石中心位置的誤差，叫接收機(jī)位置誤差。 1 選擇合適的站址。 2 對(duì)接收機(jī)天線的要求。差分法是將基準(zhǔn)站采集到的載波相位發(fā)送給移動(dòng)站，進(jìn)行求差結(jié)算坐標(biāo)，也稱真正的RTK。 RTK的平面精度：通過對(duì) Ashtech Z—12的研究表明：（ 1）數(shù)據(jù)鏈信號(hào)接受半徑超過 15KM，但RTK測(cè)量結(jié)果只在 4KM的范圍內(nèi)保持了較高精度（用全站儀檢查其中誤差在 2CM以內(nèi)）， 4KM以外的測(cè)量結(jié)果精度明顯降低。 4 RTK數(shù)據(jù)的傳輸特性及 RTK使用的范圍 要使 RTK連續(xù)快速地獲得固定解，就必須使 RTK移動(dòng)站連續(xù)、可靠、快速地接收到基準(zhǔn)站發(fā)來的數(shù)據(jù)鏈信號(hào)，數(shù)據(jù)鏈傳輸