【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 要求，主要取決于網(wǎng)的用途。精度指標(biāo)，通常均以網(wǎng)中相鄰之間的距離誤差來表示，其形式為： 其中, 網(wǎng)中相鄰點(diǎn)的距離誤差(mm)；與接受設(shè)備有關(guān)的常數(shù)誤差（mm）； 比例誤差（ppm或10秒）； 相鄰點(diǎn)間的距離（km）；根據(jù)我國(guó)1992年頒布的GPS測(cè)量規(guī)范的要求，GPS相對(duì)定位的精度，劃分為如表31所列的標(biāo)準(zhǔn)。GPS相對(duì)定位的精度指標(biāo)測(cè)量分級(jí)常數(shù)誤差（mm）比例誤差 ( 106 )相鄰點(diǎn)距離(km) A ≤5 ≤1002000 B ≤8 ≤1 15250 C ≤10 ≤5 540 D ≤10 ≤10 215 E ≤10 ≤20 110 表31上表所列的精度指標(biāo)，主要是對(duì)GPS網(wǎng)的平面位置而言，而考慮到垂直分量的精度，一般較水平分量為差，所以根據(jù)經(jīng)念，在GPS網(wǎng)中對(duì)垂直分量的要求，可將上表所列的比例誤差部分增大一倍。精度指標(biāo)，是GPS網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的一個(gè)重要量，它的大小將直接影響GPS網(wǎng)的布設(shè)方案、觀測(cè)計(jì)劃、觀測(cè)數(shù)據(jù)的處理方法以及作業(yè)的時(shí)間和經(jīng)費(fèi)。所以，在實(shí)際設(shè)計(jì)工作只中，要根據(jù)實(shí)際情況的需要和可能，慎重確定。3．2 網(wǎng)的圖形設(shè)計(jì)網(wǎng)的圖形設(shè)計(jì)，雖然主要決定于實(shí)際的要求，但是有關(guān)經(jīng)費(fèi)、時(shí)間和人力的消耗以及所需接收設(shè)備的類型、數(shù)量和后勤保障條件等，也都與網(wǎng)的圖形設(shè)計(jì)有關(guān)。對(duì)此應(yīng)當(dāng)充分加以顧及，以期在滿足實(shí)際要求的條件下，盡量減少消耗。①GPS網(wǎng)一般應(yīng)采用獨(dú)立觀測(cè)邊構(gòu)成閉合圖形，如三角形、多邊形或附合線路，以增檢核條件，提高網(wǎng)的可靠性。② GPS網(wǎng)作為測(cè)量控制網(wǎng)，其相鄰點(diǎn)間基線向量的精度，應(yīng)分布均勻。③ GPS網(wǎng)點(diǎn)應(yīng)盡量與原有地面控制網(wǎng)點(diǎn)相結(jié)合。重合點(diǎn)一般不少于3個(gè)（不足時(shí)應(yīng)聯(lián)測(cè)），且在網(wǎng)中應(yīng)分布均勻，以利于可靠地確定GPS網(wǎng)與地面網(wǎng)之間的轉(zhuǎn)換參數(shù)。④ GPS網(wǎng)點(diǎn)應(yīng)考慮與水準(zhǔn)點(diǎn)相重合，而非重合點(diǎn)，一般應(yīng)根據(jù)要求以水準(zhǔn)測(cè)量（或相當(dāng)精度的方法）進(jìn)行聯(lián)測(cè)，或在網(wǎng)中布設(shè)一定密度的水準(zhǔn)聯(lián)測(cè)點(diǎn)。⑤ 為了便于GPS的測(cè)量觀測(cè)和水準(zhǔn)聯(lián)測(cè)，GPS網(wǎng)點(diǎn)一般應(yīng)設(shè)在視野開闊和交通便利的地方。⑥ 為了便于用經(jīng)典方法聯(lián)測(cè)或擴(kuò)展，可在GPS網(wǎng)點(diǎn)附近布設(shè)一通視良好的方位點(diǎn)，以建立聯(lián)測(cè)方向。方向點(diǎn)與觀測(cè)站距離一般應(yīng)大于300m。2. 基本圖形的選擇:① 三角形網(wǎng)優(yōu)點(diǎn)：圖形結(jié)構(gòu)強(qiáng)，具有良好的自檢能力，能夠有效地發(fā)現(xiàn)觀測(cè)成果的粗差，以保障網(wǎng)的可靠性；平差后網(wǎng)中相鄰點(diǎn)間基線向量的精度分布均勻。缺點(diǎn)：觀測(cè)工作量大。適用：網(wǎng)的精度和可靠性要求高時(shí)。② 環(huán)形網(wǎng)（閉合線路和附合線路）優(yōu)點(diǎn)：觀測(cè)工作量小，且具有較好的自檢性和可靠性。缺點(diǎn)：圖形結(jié)構(gòu)較差，非直接觀測(cè)的基線邊（或間接邊）精度較觀測(cè)邊低，平差后網(wǎng)中相鄰點(diǎn)間基線向量的精度分布不均勻。適用：觀測(cè)點(diǎn)較多，工作量較大，網(wǎng)的精度和可靠性要求一般。③ 星形網(wǎng)優(yōu)點(diǎn)：幾何圖形結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，觀測(cè)中通常只需要兩臺(tái)GPS接收機(jī)，作業(yè)簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：檢查和發(fā)現(xiàn)粗差的能力差。適用：快速靜態(tài)定位和準(zhǔn)動(dòng)態(tài)定位等快速作業(yè)模式，工程測(cè)量、邊界測(cè)量、地籍測(cè)量和碎部測(cè)量等。3．3 網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計(jì)網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計(jì)包括網(wǎng)的位置基準(zhǔn)、方向基準(zhǔn)和尺度基準(zhǔn)，是確定網(wǎng)的基準(zhǔn)，是通過網(wǎng)的整體平差來實(shí)現(xiàn)的。在GPS網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)網(wǎng)的用途，提出確定網(wǎng)的基準(zhǔn)的方法和原則。一般來說，在GPS網(wǎng)的整體平差中，可能含有兩類觀測(cè)量，即相對(duì)觀測(cè)量和絕對(duì)觀測(cè)量（如點(diǎn)在WPS—84中的坐標(biāo)值）。在僅含有相對(duì)觀測(cè)量的GPS網(wǎng)中，網(wǎng)的方向基準(zhǔn)和尺度基準(zhǔn)，由在平差計(jì)算中作為相關(guān)觀測(cè)量的基線向唯一地確定；而網(wǎng)的位置基準(zhǔn)，則決定于所取網(wǎng)點(diǎn)坐標(biāo)的近似值系統(tǒng)和平差方法。在GPS網(wǎng)包含點(diǎn)的坐標(biāo)觀測(cè)量的情況下，網(wǎng)的位置基準(zhǔn)，將取決于這些網(wǎng)的坐標(biāo)值及其精度。GPS網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計(jì)，一般主要是指確定網(wǎng)的基準(zhǔn)位置的問題。確定網(wǎng)的基準(zhǔn)位置，通?？筛鶕?jù)情況，選取如下方法：①選取網(wǎng)中一點(diǎn)的坐標(biāo)值并加以固定，或給以適當(dāng)?shù)臋?quán)；②網(wǎng)中的點(diǎn)均不固定，通過自由網(wǎng)偽逆平差或擬穩(wěn)平差，確定網(wǎng)的基準(zhǔn)；③在網(wǎng)中選若干點(diǎn)的坐標(biāo)值并加以固定；④選取網(wǎng)若干點(diǎn)（直至全部點(diǎn)）的坐標(biāo)值并給以適當(dāng)?shù)臋?quán)；前兩種方法，對(duì)GPS網(wǎng)定位的約束條件最少，所以，通常稱為最小約束法；而后兩種方法對(duì)平差計(jì)算則存在若干約束條件，其約束條件的多少，取決于在網(wǎng)中所選點(diǎn)的數(shù)量，這種方法，通常稱為約束法。以最小約束法進(jìn)行GPS網(wǎng)的平差，對(duì)網(wǎng)的定向與尺度沒有影響，也就是說，不管采用上述那種最小約束法，平差后網(wǎng)的位置和尺度，以及網(wǎng)中元素（邊長(zhǎng)、方位或坐標(biāo)差）的相對(duì)精度都是相同的，但網(wǎng)的位置及點(diǎn)位精度卻不同。約束平差法，在確定網(wǎng)的基準(zhǔn)位置的同時(shí)，對(duì)GPS網(wǎng)的定向與尺度也會(huì)產(chǎn)生影響，其影響程度，與約束條件的多少，及所取觀測(cè)值的精度有關(guān)。當(dāng)網(wǎng)中已知點(diǎn)的坐標(biāo)含有較大的誤差，或其權(quán)、難以可靠地確定時(shí)，將會(huì)對(duì)網(wǎng)的定向與尺度產(chǎn)生不利影響。雖然從理論上說，在網(wǎng)的平差計(jì)算中，給所有的已知位置以適當(dāng)?shù)臋?quán)，是最為嚴(yán)格的方法，但是，如何適當(dāng)?shù)拇_定已知位置的權(quán)，及其與網(wǎng)中其他觀測(cè)量的比例關(guān)系，則是一個(gè)需要慎重考慮的問題。所以，一般只有對(duì)于一個(gè)大范圍的GPS網(wǎng)，而且要求精確地WPS—84協(xié)議地球坐標(biāo)系時(shí)，或者在具有一組分布適宜的，高精度的已知點(diǎn)時(shí)，為完善GPS網(wǎng)的定向與尺度，約束平差法才具有重要意義。在一般情況下，對(duì)于一些區(qū)域性GPS網(wǎng)，如城市、礦山和工程GPS網(wǎng)，其是否精確位于地心坐標(biāo)系統(tǒng)，并不特別重要，因此，這時(shí)多采用最小約束平差法。而且，為了與經(jīng)典地面網(wǎng)相聯(lián)合，通常以采用固定一點(diǎn)的經(jīng)典自由網(wǎng)平差法為宜。第四節(jié) 選點(diǎn)由于GPS測(cè)量觀測(cè)站之間不要相互通視，而且網(wǎng)的圖形選擇也比較靈活，所以選點(diǎn)工作，遠(yuǎn)較經(jīng)典控制測(cè)量的選點(diǎn)工作簡(jiǎn)單。但由于點(diǎn)位的選擇，對(duì)于保證觀測(cè)工作的順利進(jìn)行和可靠地保持測(cè)量結(jié)果，具有重要意義，所以，在選點(diǎn)工作開始之前，應(yīng)充分收集和了解有關(guān)測(cè)區(qū)的地理情況，以及原有測(cè)量標(biāo)志點(diǎn)的分布及保存情況，以便確定適宜的觀測(cè)站位置。選點(diǎn)工作通常應(yīng)遵循的原則是：1．觀測(cè)站應(yīng)遠(yuǎn)離大功率的無線電發(fā)射臺(tái)貨物高壓輸電線，以避免其周圍磁場(chǎng)對(duì)GPS衛(wèi)星信號(hào)的干擾。接收機(jī)天線與其距離，一般不得小于200m。2．觀測(cè)站附近不應(yīng)有大面積的水域，或?qū)﹄姶欧瓷洌ɑ蛭眨?qiáng)烈的物體，以減弱多路徑效應(yīng)的影響。3．觀測(cè)站應(yīng)設(shè)在易于安置接收設(shè)備的地方，且視場(chǎng)開闊。在視場(chǎng)內(nèi)周圍障礙物的高度角，根據(jù)情況一般應(yīng)小于10176。~15176。4．觀測(cè)站應(yīng)選在交通方便的地方，并且便于用其他測(cè)量手段聯(lián)測(cè)和擴(kuò)展。5．對(duì)于基線較長(zhǎng)的GPS網(wǎng)，還應(yīng)考慮觀測(cè)站附近，應(yīng)具有良好的通信設(shè)施（電話與電報(bào)、郵電）和電力供應(yīng)，以供觀測(cè)站之間的聯(lián)絡(luò)和設(shè)備用電。6．點(diǎn)位選定后（包括方位點(diǎn)），均應(yīng)按規(guī)定繪制點(diǎn)之記，其主要內(nèi)容包括點(diǎn)位及點(diǎn)位略圖，點(diǎn)位的交通情況及選點(diǎn)情況等。選點(diǎn)工作結(jié)束后，應(yīng)提交的技術(shù)資料主要包括：l 點(diǎn)之記及點(diǎn)的環(huán)視圖。l GPS網(wǎng)選點(diǎn)圖。l 選點(diǎn)工作技術(shù)總結(jié)。第五節(jié) 觀測(cè)工作觀測(cè)工作主要包括：天線安置、觀測(cè)工作，觀測(cè)作業(yè)、觀測(cè)記錄和觀測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量判斷等。5．1 安置儀器1．在選好的觀測(cè)站上安放三腳架。2．小心打開儀器箱，取出基座，將其安放在腳架上，并在測(cè)點(diǎn)上對(duì)中、整平基座。3．從儀器箱取出接收機(jī)，將其安放在對(duì)中器上，并將其鎖緊，再分別取出電池、采集器及其托盤，將它們安放在腳架上。安置儀器好儀器后，在觀測(cè)前后各量天線高一次。5．2 觀測(cè)作業(yè)1. 當(dāng)確認(rèn)外接電源電纜及天線等各項(xiàng)工作已完全無誤后，就可以打開電源啟動(dòng)接收機(jī)。2. 首先接收機(jī)進(jìn)行自檢工作并搜尋GPS衛(wèi)星。3．當(dāng)衛(wèi)星數(shù)有四顆以上（即定位模式3D）且空間位置精度因子PDOP≤4時(shí)，為觀測(cè)條件比較有利,另外，信噪比（表示各通道的信號(hào)強(qiáng)度與噪聲強(qiáng)度之比）一般要求在80左右越大越好。4．當(dāng)自檢通過，就可以開始采集數(shù)據(jù)。進(jìn)行了以上各項(xiàng)工作后，就可以回到室內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理工作了。第六節(jié) GPS數(shù)據(jù)處理6．1 GPS數(shù)據(jù)處理的特點(diǎn)GPS接收機(jī)采集的是接收天線至衛(wèi)星的距離和衛(wèi)星星歷等數(shù)據(jù)，而不是常規(guī)技術(shù)所測(cè)的地面點(diǎn)間的相對(duì)關(guān)系（如邊長(zhǎng)、角度、高差等）。因而，要得到有實(shí)用意義的測(cè)量定位成果，需要通過一系列的處理。GPS數(shù)據(jù)處理與常規(guī)測(cè)量數(shù)據(jù)處理相比具有以下顯著特點(diǎn)：l 數(shù)據(jù)量大。按每15s記錄一組觀測(cè)值計(jì)算，一臺(tái)接收機(jī)連續(xù)觀測(cè)1h將有240組觀測(cè)值，每組觀測(cè)值中有對(duì)若干顆衛(wèi)星（一般多于4顆）衛(wèi)星的偽距、載波相位觀測(cè)值等，再加上星歷數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)等，則幾臺(tái)接收機(jī)同步觀測(cè)1h后將有上萬甚至更多個(gè)數(shù)據(jù)。l 處理過程復(fù)雜。從原始的距離觀測(cè)值出發(fā)，得到最終的測(cè)量成果，處理過程非常復(fù)雜。簡(jiǎn)單地說可以分成GPS測(cè)量數(shù)據(jù)的基線向量解算和GPS基線向量網(wǎng)與地面各類數(shù)據(jù)的聯(lián)合處理兩個(gè)階段。每一階段中需要進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的組織、檢驗(yàn)、計(jì)算、分析，中間的每個(gè)環(huán)節(jié)的任何差錯(cuò)均會(huì)直接影響到最終成果的質(zhì)量。l 處理的方法形式多。GPS定位技術(shù)是一項(xiàng)正在發(fā)展中的技術(shù)，因而數(shù)據(jù)處理技術(shù)還不很成熟，還在不斷發(fā)展和進(jìn)步，因而同一問題的解決方法可能會(huì)有很多種。l 自動(dòng)化程度高。隨著計(jì)算機(jī)特別是微型計(jì)算機(jī)的迅速發(fā)展，測(cè)量數(shù)據(jù)處理的自動(dòng)化程度不斷提高。為此開發(fā)許多集成運(yùn)行的GPS數(shù)據(jù)處理軟件包，其使用的方便性、可能性大大提高了作業(yè)生產(chǎn)效益，也促進(jìn)了GPS定位技術(shù)的普及應(yīng)用。6．2 NGS—200型數(shù)據(jù)處理軟件系統(tǒng)簡(jiǎn)介NGS—200型GPS數(shù)據(jù)處理軟件經(jīng)過了幾年的不斷修改日趨完善，在DOS版本、準(zhǔn)WINDOW版本的基礎(chǔ)上，基于WINDOWS95/98操作平臺(tái)的進(jìn)行開發(fā)的，主要由數(shù)據(jù)采集軟件、數(shù)據(jù)傳輸軟件、基線向量解算軟件和GPS網(wǎng)平差軟件所組成，NGS—200型GPS數(shù)據(jù)處理軟件系統(tǒng)是由南方測(cè)繪儀器公司自行研制的，經(jīng)嚴(yán)格檢測(cè)、大量使用，其處理精度可與國(guó)外優(yōu)秀的GPS數(shù)據(jù)處理軟件相比，而且運(yùn)行速度快、直觀、操作簡(jiǎn)單、符合中國(guó)人的測(cè)量習(xí)慣、易于學(xué)習(xí)掌握和使用。本設(shè)計(jì)所采用的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是由是200型GPS數(shù)據(jù)處理軟件，如下圖片均剪自此軟件系統(tǒng)。 圖42進(jìn)入啟動(dòng)界面以后，首先做的工作是將外業(yè)采集的成果由采集器把成果輸入到計(jì)算機(jī)。 圖43 建立新建的項(xiàng)目文件，然后NGS200界面下用“增加觀測(cè)文件” 讀入所要處理的原始數(shù)據(jù)。讀