【導(dǎo)讀】GPS基線解算。GPS網(wǎng)平差。

　　

【正文】 知點(diǎn)可靠性檢驗(yàn) 在二維約束平差前要對(duì)已知點(diǎn)可靠性進(jìn)行檢驗(yàn) ,以確保所采用的已知點(diǎn)的正確性。先以 Ⅱ37 求水坳、 Ⅱ 82 深勘大廈為已知點(diǎn)進(jìn)行二維約束平差 ,對(duì)其 它已知點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行比較。已知點(diǎn)坐標(biāo)與作未知點(diǎn)二維約束平差坐標(biāo)間較差如表 。 5 重復(fù)觀測(cè)基線數(shù) 重復(fù)觀測(cè)基線較差 ds(mm) Ds≤ 2 2ds≤ 5 5ds≤ 8 Ds8 33 17 15 1 0 點(diǎn)名 已知坐標(biāo) GPS 約束坐標(biāo)值 坐標(biāo)較差 點(diǎn)位較差（ mm） X(m) Y(m) X(m) Y(m) △X (mY (mm) 17 表 已知坐標(biāo)值與約束坐標(biāo)值較差 從表 ,滿足與原有控制點(diǎn)的坐標(biāo)較差 50mm限差要求。因此 ,采用 Ⅱ 27 望海嶺、 Ⅱ 32 紅花頂、 Ⅱ 37求水坳、 Ⅱ 82 深勘大廈 4 個(gè)二等城市控制點(diǎn)對(duì)整個(gè) GPS平面控制網(wǎng)進(jìn)行二維約束平差 ,保證了約束坐標(biāo)的正確性和高精度。 二維約束平差 二維約束平差。三維約束平差后，在 1980 西安坐標(biāo)系、中央子午線為 106176。30′ 下進(jìn)行二維約束平差，獲取 1980 西安坐標(biāo)系下的二維坐標(biāo)成果、點(diǎn)位誤差 、二維基線誤差統(tǒng)計(jì)信息。如圖 表 3所示，最弱邊長相對(duì)中誤差為 1/390467，優(yōu)于設(shè)計(jì)的 1/80000。 GPS 高程轉(zhuǎn)換 為了獲取待定點(diǎn)的 GPS 正常高，這里利用廣西似大地水準(zhǔn)面成果將待定點(diǎn)的大地高 H轉(zhuǎn)換為正常高 hg，從而完成 GPS 高程轉(zhuǎn)換計(jì)算。根據(jù)誤差傳播定律，已知廣西似大地水準(zhǔn)面精化精度 177。 ，本網(wǎng) GPS大地高測(cè)量精度為 177。 。 由公式 得 ： mh=177。 計(jì)算得到 GPS正常高轉(zhuǎn)換精度為 177。 。 控制網(wǎng)平差及精度分析 GPS 控制網(wǎng)平差包括三維無約束平差和二 維約束平差 ,平差數(shù)據(jù)采用基線向量的雙差固定解進(jìn)行。網(wǎng)平差和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換均利用西南交通大學(xué)研制的 XJGPS 商用軟件 ,以 Ⅱ 27 望海嶺的WGS84 系的三維坐標(biāo)作為起算數(shù)據(jù) ,在 WGS84 坐標(biāo)系中進(jìn)行三維無約束平差 ,以檢定基線向量網(wǎng)自身的內(nèi)符合精度及其系統(tǒng)誤差和粗差。經(jīng)三維無約束平差計(jì)算 ,基線向量網(wǎng)中最弱邊相對(duì)中誤差為 II37~GPS31:1/611744。最大方位角中誤差為 II37~GPS31:″。 最弱點(diǎn)點(diǎn)位中誤差為 Ⅱ 37: 。 經(jīng)統(tǒng)計(jì)所有基線向量改正數(shù)的絕對(duì)值均滿足《地下鐵道、輕軌交通工程測(cè)量 規(guī)范》中限差要求。三維無約束平差計(jì)算通過后 ,再以已知深圳城市控制點(diǎn)的城市平面直角坐標(biāo)對(duì)基線網(wǎng)進(jìn)行邊長和方位角約束平差 ,并將 GPS 平面控制點(diǎn)的 WGS84 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為深圳城市平面直角坐標(biāo) ,即得到 GPS平面控制網(wǎng)中各點(diǎn)的坐標(biāo)成果。經(jīng)二維約束平差計(jì)算 ,GPS控制網(wǎng)最弱邊相對(duì)中誤差m) II27 11 5 12 II32 0 13 13 III526 23 5 24 18 為 II37~GPS31:1/3450874。最大方位角中誤差為 II37~GPS31:″。 最弱點(diǎn)點(diǎn)位中誤差為GPS31:。通過以上數(shù)據(jù)分析 ,全網(wǎng)共 32 個(gè)新設(shè)點(diǎn) ,點(diǎn)位中誤差均小于限差 177。12mm 精度要求 ,同時(shí)也滿足最弱邊相對(duì)中 誤差 1/9萬的精度要求。 第五章 GPS 應(yīng)用 與缺點(diǎn) GPS 應(yīng)用 GPS 以其獨(dú)特的全球性、全天候、高精度、高效益的顯著特點(diǎn)，已經(jīng)引起了廣大測(cè)量工作者的極大關(guān)注與興趣。 GPS及 RTK技術(shù)逐漸成熟，推動(dòng)了測(cè)量工程技術(shù)的發(fā)展， 首先， GPS 作業(yè)有著極高的精度。它的作業(yè)不受距離限制，非常適合于國家大地點(diǎn)破壞嚴(yán)重地區(qū)、地形條件困難地區(qū)、局部重點(diǎn)工程地區(qū)等。 其次， GPS 測(cè)量可以大大提高工作及成果質(zhì)量。它不受人為因素的影響。整個(gè)作業(yè)過程全由微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)控制，自動(dòng)記錄、自動(dòng)數(shù)據(jù)預(yù)處理、自動(dòng)平差計(jì)算。 第三 ， GPSRTK 技術(shù)將徹底改變公路測(cè)量模式。 RTK能實(shí)時(shí)地得出所在位置的空間三維坐標(biāo)。這種技術(shù)非常適合路線、橋、隧勘察。它可以直接進(jìn)行實(shí)地實(shí)時(shí)放樣、中樁測(cè)量、點(diǎn)位測(cè)量等。 第四， GPS 測(cè)量可以極大地降低勞動(dòng)作業(yè)強(qiáng)度，減少野外砍伐工作量，提高作業(yè)效率。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。 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。特別是在當(dāng)前高等級(jí)公路逐漸向山嶺重丘區(qū)發(fā)展的形勢(shì)下，往往由于這些地區(qū)地形條件的限制，實(shí)施常規(guī)的幾何水準(zhǔn)測(cè)量有困難， GPS 高程測(cè)量無疑是一 種有效的手段。 GPS 的缺點(diǎn) 在山區(qū)由于受到多種因素的影響，在實(shí)際作業(yè)過程中， GPS 的 RTK 技術(shù)還存在如下問題與不足之處： （ 1）衛(wèi)星可見度問題。當(dāng)衛(wèi)星系統(tǒng)位置對(duì)美國是最佳的時(shí)候，世界上有些國家在某一確定的時(shí)間段仍然不能很好地被衛(wèi)星所覆蓋，容易產(chǎn)生假值；另外，在高山峽谷深處及密集森林區(qū)，高森林立的鬧市區(qū)，衛(wèi)星信號(hào)被遮擋時(shí)間較長，使一天中可作業(yè)時(shí)間受限制。 （ 2）高程異常值問題。 RTK作業(yè)模式要求高程的轉(zhuǎn)換必須精確，但我國現(xiàn)有的高程異常圖在有些地區(qū)，尤其是山區(qū)，存在較大誤差，在有些地區(qū)還是空白，這就使 得將 GPS大地高程轉(zhuǎn)換至海拔高程的工作變得相當(dāng)困難，精度也不均勻。 （ 3）外界干擾問題。易受到障礙物如大樹、高大建筑物和各種高頻信號(hào)源的干擾，精度會(huì)受到影響。 RTK 所必需的用于傳送參考站觀測(cè)數(shù)據(jù)的無線電信號(hào)，由于受到干擾，衰減嚴(yán)重，同樣功率的電臺(tái)信號(hào)的傳送距離比無阻擋時(shí)短得多，會(huì)嚴(yán)重影響外業(yè)精度和作業(yè)半徑。 19 （ 4）初始化的問題。在山區(qū)、一般林區(qū)、鬧市區(qū)等作業(yè)時(shí)， GPS衛(wèi)星信號(hào)被阻擋機(jī)會(huì)較多，容易造成失鎖，采用 RTK 作業(yè)時(shí)有時(shí)需要經(jīng)常重新初始化。這時(shí)候，就得權(quán)衡是否選用初始化速度較快的 GPS測(cè)量系統(tǒng)，以減少等 待完成初始化的時(shí)間。 （ 5）經(jīng)濟(jì)實(shí)用的問題。購買、租用設(shè)備投入的費(fèi)用很高； RTK作業(yè)模式要求操作人員的素質(zhì)較高，而且應(yīng)的科技、操作人員還比較缺乏，人員的培訓(xùn)也不容忽視。 （ 6）電力供應(yīng)問題。需要多塊大容量存電電池、電瓶才能保證連續(xù)作業(yè)，在電力供應(yīng)缺乏或偏遠(yuǎn)作業(yè)區(qū)受到限制。 20 總結(jié) GPS— RTK 技術(shù)的引進(jìn)及應(yīng)用，是對(duì)工程測(cè)量模式的一次重要的改進(jìn)。 它以其獨(dú)特的全球性、全天候、高精度、高效益的顯著特點(diǎn)， 深受 廣大測(cè)量工作者的 喜愛 與 應(yīng)用 。 GPS 及 RTK 技術(shù)逐漸成熟，推動(dòng)了測(cè)量工程技 術(shù)的發(fā)展 ，使 我們可以在復(fù)雜地形條件下正常開展高等級(jí)的測(cè)繪工作 ，極大的提高了工作效率。 而且實(shí)踐證明， GPS— RTK技術(shù)能夠提高測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度和測(cè)量工作效率。整個(gè)操作過程由微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)控制，數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄處理，人為因素不會(huì)過多影響測(cè)量結(jié)果。當(dāng)然 GPS— RTK 技術(shù)也存在缺點(diǎn)，在實(shí)際測(cè)量工作中也要進(jìn)行很好的控制，不斷的將其完善才能更好的為我們所用。 RTK 技術(shù)使精度、作業(yè)效率、實(shí)時(shí)性達(dá)到了最佳的融合，為測(cè)地工作提供了一種嶄新的儀器，在厘米級(jí)精度要求的普通測(cè)量中將大顯身手。這將是一個(gè)應(yīng)用面很廣的領(lǐng)域，與機(jī)助 繪圖系統(tǒng)的結(jié)合將如虎添翼。就拿 GPS其他各種測(cè)量模式而言，都有被 RTK取代的趨勢(shì)。當(dāng)前，高精度測(cè)量仍然擺脫不了靜態(tài)測(cè)量的模式。目前影響 RTK 應(yīng)用進(jìn)展主要是價(jià)格因素，可以預(yù)計(jì)，當(dāng)其應(yīng)用不斷拓寬，用戶增多，大批量生產(chǎn)加上市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的驅(qū)動(dòng)力，普及應(yīng)用 RTK技術(shù)并不是遙遠(yuǎn)的事。 從課題的選擇、材料的搜集、方案的論證到具體寫作，每一步對(duì)我來說都是巨大的嘗試和挑戰(zhàn)，通過不斷的提出新問題，發(fā)現(xiàn)新問題，然手去論證、推翻，在這個(gè)往復(fù)的過程中，我這篇論文日趨完善。每一次的改進(jìn)對(duì)我來說都是一次提高，雖然我的論文不是很成熟，并且借鑒 了前人的很多資料，但我仍然心里有一種幸福感，因?yàn)槲覍?shí)實(shí)在在地走過了一個(gè)完整的畢業(yè)設(shè)計(jì)所應(yīng)該走的每一個(gè)過程，并且享受了每一個(gè)過程，并且這個(gè)設(shè)計(jì)中加入了我自己鮮活的思想，改正了一些以前工作中不完善的地方。 在做這次畢業(yè)論文的過程中我學(xué)到了很多，加深了 GPS RTK 的定位原理，基本結(jié)構(gòu)和具體應(yīng)用的理想，應(yīng)用了所學(xué)的理論知識(shí)，嘗試了一次理論指導(dǎo)實(shí)踐的過程，加深了對(duì)測(cè)量行業(yè)的熱愛。希望這次經(jīng)歷能讓我在以后的工作和生活中不斷成長和進(jìn)步。 21 參考文獻(xiàn) [1]《全球定位系統(tǒng)（ GPS）鐵路測(cè)量規(guī)程》（ TB10054－ 97）； [2]《全球定位系統(tǒng)（ GPS）測(cè)量型接收機(jī)檢定規(guī)程》（ CH80161995）。 [3] 張正祿 .工程測(cè)量學(xué) [M].武漢：武漢大學(xué)出版社， 2020. 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