【正文】 3 GPS水準(zhǔn)擬合方式結(jié)果的分析 從上面兩個(gè)測(cè)區(qū)擬合方式的統(tǒng)計(jì)結(jié)果中，發(fā)現(xiàn)有如下幾個(gè)規(guī)律： 1）隨著起算數(shù)據(jù)的增加，同一種擬合方式的擬合結(jié)果越來(lái)越好，當(dāng)起算數(shù)據(jù)達(dá)到一定量的時(shí)候，擬合 精度在某一數(shù)值擺動(dòng)。這些測(cè)區(qū)既有平地也有丘陵，現(xiàn)以已收集的數(shù)據(jù)，對(duì)原用于平面控制平差的基線解算成果，按高程起算點(diǎn)分布相對(duì)均勻的原則，對(duì)覃塘和廖平兩個(gè)測(cè)區(qū)在原起算數(shù)據(jù)不變的情況下逐漸增加起算點(diǎn)數(shù)，或同一組起算數(shù)據(jù)采用不同的擬合方式所得的平差結(jié)果，與用四等幾 何水準(zhǔn)測(cè)量獲得的同一個(gè)點(diǎn)的高程進(jìn)行比較。首級(jí)控制網(wǎng)均按 D級(jí)精度布設(shè)，為了滿足 1： 500、 1： 1000地形測(cè)繪的需要，在此基礎(chǔ)上采用 E級(jí) GPS進(jìn)行加密。根據(jù)擬合方式的不同，有不同的擬合方程式，它們分別為： 式中 a、 b、 c、 d、 e、 f分別為多項(xiàng)式系數(shù)為相對(duì) GPS網(wǎng)重心的平面坐標(biāo)分量。 1 GPS水準(zhǔn)的原理及擬合方式的數(shù)學(xué)模型 由 GPS所測(cè)得的高程是測(cè)站相對(duì)于 WGS84橢球面的大地高，而我國(guó)所采用的高程系統(tǒng)是相對(duì)于似大地水準(zhǔn)面的正常高系統(tǒng)。 筆筆者所在單位在 1996年底引進(jìn)了 4臺(tái)套美國(guó) CMT公司生產(chǎn)的 March Ⅱ GPS多功能全球定位系統(tǒng)，在城鄉(xiāng)建立了不少的 D、 E級(jí) GPS控制網(wǎng)，這些網(wǎng)的平面精度都較高，其高程大部分采用了四等幾何水準(zhǔn)方式施測(cè)。 主要參考文獻(xiàn) [1] GARMIN.《 eTrex Venture owner’s manual and reference guide》 . [2] 徐紹銓 ,張華海 ,楊志強(qiáng) ,王澤民編著 .《 GPS測(cè)量原理及應(yīng)用》 .武漢測(cè)繪科技大學(xué)出版社 . [3] 孔祥元，梅是義主編 .《控制測(cè)量學(xué)》 . 武漢測(cè)繪科技大學(xué)出版社 GPS水準(zhǔn)擬合方式的統(tǒng)計(jì)分析及擬合方式的選擇 鐘連琨 黃發(fā)秀 (廣西國(guó)土測(cè)繪院 ) 摘 要 根據(jù)實(shí)測(cè)資料采用各種擬合方式所得的成果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)同一個(gè)測(cè)區(qū)、同 一組起算數(shù)據(jù)采用不同的擬合方式獲得的結(jié)果，與水準(zhǔn)測(cè)得的成果有著顯著的差異。如比較結(jié)果超過(guò)儀器標(biāo)稱精度，則應(yīng)重新 測(cè)算轉(zhuǎn)換參數(shù)。 五．參數(shù)檢驗(yàn) DX、 DY、 DZ、 DA、 DF五個(gè)轉(zhuǎn)換參數(shù)求出后，必須按提示分別輸入手持 GPS，同時(shí)輸入測(cè)區(qū)中央子午線經(jīng)度。 根據(jù)測(cè)量到的大地坐標(biāo)值 BWGS8 L WGS8 H WGS84和收集到的 BBJ5 LBJ5 HBJ54分別代入公式（ 31）求得三維直角坐標(biāo) X Y Z1和 X Y Z2。 用戶如果收集到的只是 54北京坐標(biāo)，必須進(jìn)行此步工作。 下面以 1954北京坐標(biāo)系為例，求手持 GPS接收機(jī)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換五個(gè)參數(shù)的方法。不同的坐標(biāo)系統(tǒng)給我們的使用帶來(lái)了困難，于是就出現(xiàn)了如何把 WGS84坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到 1954北京坐標(biāo)系或 1980西安國(guó)家大地坐標(biāo)系上來(lái)的問(wèn)題。 附圖 ㈠ 參考文獻(xiàn)： [1] 徐紹銓《 GPS測(cè)量原理及應(yīng)用》，武漢大學(xué)出版社， 2020 [2] 《 4000 SSE GEODETIC SYSTEM SURVEYOR OPERATION MANUAL 》Trimble Navigation ,1992 [3] 劉大杰，《全球定位系統(tǒng)（ GPS）原理與數(shù)據(jù)處理》，同濟(jì)大學(xué)出版社， 1996 手持 GPS坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換參數(shù)的求解方法 廣西壯族自治區(qū)基礎(chǔ)地 理信息中心 林國(guó)技 覃趙行 【摘 要】 GPS衛(wèi)星星歷是以 WGS84大地坐標(biāo)系為根據(jù)而建立的，所以手持 GPS使用的坐標(biāo)系統(tǒng)是 WGS84坐標(biāo)系統(tǒng)。 內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理時(shí)，用相對(duì)質(zhì)量指標(biāo)、半相對(duì)半絕對(duì)質(zhì)量指標(biāo)、絕對(duì)質(zhì)量指標(biāo)來(lái)評(píng)定基線解算質(zhì)量，要徹底解好基線，然后才能進(jìn)行整網(wǎng)平差計(jì)算和 GPS高程擬合計(jì)算。 GPS高程擬合成果外符合精度 ，內(nèi)符合精度 ，相 對(duì)大范圍長(zhǎng)邊網(wǎng)而言，該 GPS高程擬合成果精度應(yīng)該算較好的。 GPS高程擬合方法：附加地形改正的曲面擬合法。本網(wǎng)二維約束平差成果精度完全達(dá)到 C級(jí) GPS網(wǎng)設(shè)計(jì)精度要求。 以全網(wǎng)聯(lián)測(cè)的 13個(gè)一等三角點(diǎn)作為起算點(diǎn)，經(jīng)過(guò)多次組合試算、人工分析、以及借助軟件分析功能，最后選擇一組由 9個(gè)一等三角點(diǎn)作為起算點(diǎn)，進(jìn)行二維約束平差。點(diǎn)位中誤差只有 56號(hào)點(diǎn)相對(duì)較弱，超過(guò) 5cm，平均點(diǎn)位中誤差 。 三維無(wú)約束平差 在 WGS84坐標(biāo)系下進(jìn)行三維無(wú)約束平差，主要是對(duì) GPS網(wǎng)進(jìn)行內(nèi)部精度分析、粗差分析 和網(wǎng)的單位權(quán)方差因子估計(jì)，提取純凈基線構(gòu)網(wǎng)。 基線質(zhì)量分析 在《 》平差軟件平臺(tái)上進(jìn)行基線預(yù)處理，計(jì)算基線的半相對(duì)半絕對(duì)質(zhì)量指標(biāo) ——同步環(huán)閉合差和絕對(duì)質(zhì)量指標(biāo) ——異步環(huán)閉合差、重復(fù)基線閉合差。解算這種基線數(shù)據(jù)時(shí)，需要通過(guò)刪衛(wèi)星、刪時(shí)間、選擇不同誤差改正模型等方法進(jìn)行人工干預(yù)解算基線。 2． 3 作業(yè)方式 用 3臺(tái) GPS接收機(jī)進(jìn)行同步觀測(cè)，以邊連結(jié)方式和點(diǎn)連結(jié)方式進(jìn)行同步觀測(cè)。 為了更新改造舊三角點(diǎn)，并為 GPS高程擬合計(jì)算提供高程起算數(shù)據(jù)，全網(wǎng)設(shè)計(jì)聯(lián)測(cè)一等三角點(diǎn)13座， A、 B級(jí) GPS點(diǎn) 10座，二、三等三角點(diǎn) 6座， Ⅰ 、 Ⅱ 、 Ⅲ 、 Ⅳ 等水準(zhǔn)點(diǎn) 22座。 廣西測(cè)繪局從 1997年開(kāi)始到現(xiàn)在，先后布設(shè) ―南寧 —合浦 ‖、 ―桂林 —賀州 ‖、 ―梧州 —玉林 ‖、 ―河池 —柳州 ‖、 ―憑祥 —南寧 ‖、 ―百色 —河池 ‖六個(gè)測(cè)區(qū) C級(jí) GPS網(wǎng)，現(xiàn)已覆蓋全區(qū)。 【關(guān)鍵詞】 GPS技術(shù)； C級(jí) GPS網(wǎng)；二維約束平差； GPS高程擬合。 選擇作業(yè)時(shí)段。 解決盲點(diǎn)。實(shí)踐表明，開(kāi)始 RTK測(cè)量的第一個(gè)成果檢核 很重要，如果忽略了這一步，可能造成整天的測(cè)量結(jié)果作廢。為方便對(duì) RTK測(cè)量成果進(jìn)行控制檢核和避免出現(xiàn)作業(yè)盲點(diǎn)，應(yīng)在測(cè)區(qū)環(huán)境不良地區(qū)增設(shè)一些控制點(diǎn)。通過(guò)在各種條件下反復(fù)試驗(yàn)，摸清儀器各種特性，如能否達(dá)到標(biāo)稱精度，在各種條件下的測(cè)量誤差和 作業(yè)半徑，摸清儀器的穩(wěn)定性和各種條件下的初始化能力及所耗時(shí)間等等。 RTK測(cè)量的精度和穩(wěn)定性都不及全站儀，特別是穩(wěn)定性方面，這是由于 RTK較容易手衛(wèi)星狀況、天氣狀況、數(shù)據(jù)鏈傳輸狀況影響的緣故。 RTK作業(yè)模式要求高程的轉(zhuǎn)換必須精確，但我國(guó)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。這樣測(cè)量的精度和效率都受到影響。在地形起伏高差較大的山區(qū)和城鎮(zhèn)密樓區(qū)數(shù)據(jù)鏈傳輸信號(hào)受到限制，另外，當(dāng) RTK作業(yè)半徑超過(guò)一定距離（一般為幾公里，每種機(jī)型在不同的環(huán)境又各不相同）時(shí)，測(cè)量結(jié)果誤差超限，所以 RTK的實(shí)際作業(yè)有效半徑比其標(biāo)稱半徑要小很多，工程實(shí)踐和專門(mén)研究都證明了這一點(diǎn)。在南寧郊區(qū)，我們做過(guò)試驗(yàn)，在同樣的條件和同樣的地點(diǎn)上進(jìn)行 RTK測(cè)量，上午 11點(diǎn)之前和下午 3： 30分之后， RTK測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)而快，而中午時(shí)分，很難進(jìn)行 RTK測(cè)量。產(chǎn)生假值問(wèn)題采用 RTK測(cè)量成果的 質(zhì)量的控制方法可以發(fā)現(xiàn)。數(shù)據(jù)輸入、存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)換和輸出能力強(qiáng)，能方便快捷地與計(jì)算機(jī)、其它測(cè)量設(shè)備通信。 RTK可能勝任各種測(cè)繪內(nèi)、外業(yè)。如 Ashtech的 Z—X RTK的精度可優(yōu)于 。 8 GPS RTK技技術(shù)優(yōu)點(diǎn) 作業(yè)效率高。每次初始化成功后，先重測(cè) 1—2個(gè)已測(cè)過(guò)的或 控制點(diǎn)，確認(rèn)無(wú)誤后才進(jìn)行 RTK測(cè)量。因此，和 GPS靜態(tài)測(cè)量相比， RTK測(cè)量更容易出錯(cuò)，必須進(jìn)行質(zhì)量控制。 6 RTK技術(shù)的測(cè)量速度 RTK技術(shù)的測(cè)量速度主要由初始化所須時(shí)間決定，初始化所須時(shí)間又有 RTK技術(shù)差別（各種的快速解算技術(shù)）、接收衛(wèi)星 的數(shù)量和質(zhì)量、 RTK數(shù)據(jù)鏈傳輸質(zhì)量等因素決定，快速解算技術(shù)越先進(jìn)，在一定高度角下接收到的衛(wèi)星數(shù)量越多、質(zhì)量越好， RTK數(shù)據(jù)鏈傳輸質(zhì)量越高，初始化時(shí)間就所需時(shí)間越短。 目前，常用的單、雙頻 RTK 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)鏈電臺(tái)多為美國(guó) PCC公司 35W（基準(zhǔn)站）和 2W（移動(dòng)站）電臺(tái)。 實(shí)際上 RTK技術(shù)一般都考慮了上述因素和方法。 （ 2） 電離層誤差：電離層引起電磁波傳播延遲從而產(chǎn)生誤差，其延遲強(qiáng)度與電離層的電子密度密切相關(guān)，電離層的電子密度隨太陽(yáng)黑子活動(dòng)狀況、地理位置、季節(jié)變化、晝夜不同而變化，白天為夜間的 5倍 ，冬季為夏季的 5倍，太陽(yáng)黑子最強(qiáng)時(shí)為最弱時(shí)的 4倍。 同距離有關(guān)的誤差 同距離有關(guān)的誤差的主要部分可通過(guò)多基準(zhǔn)站技術(shù)消除。為了消弱電磁波輻射副作用，必須在選點(diǎn)時(shí)遠(yuǎn)離這些干擾源，離無(wú)線電發(fā)射臺(tái)應(yīng)超過(guò) 200米，離高壓線應(yīng)超過(guò) 50米。 B、 采用扼流圈天線。 （ 2） 多路徑誤差：多路徑誤差是 RTK定位測(cè)量中最嚴(yán)重的誤差。 同儀器和干擾有關(guān)的誤 差 （ 1） 天線相位中心變化：天線的機(jī)械中心和電子相位中心一般不重合。 但是，這些措施在外業(yè)時(shí)將增加很多困難， 因此，采用 RTK技術(shù)要求 CM級(jí)定位精度時(shí)，一般都限定移動(dòng)站至基準(zhǔn)站的距離為幾公里。在這種條件下，進(jìn)行 RTK測(cè)量時(shí)，可采取以下解決辦法： （ 1）把 RTK的基準(zhǔn)站布設(shè)在 RTK有效測(cè)區(qū)中央最高的控制點(diǎn)。在城鎮(zhèn)的密樓區(qū)，基準(zhǔn)站的發(fā)射天線和流動(dòng)站的天線在不能直接通視時(shí)主要靠反射波取得改正數(shù)據(jù)，這樣， RTK的有效作業(yè)半徑就 會(huì)很小，有時(shí)只有幾百米。 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(lái)的數(shù)據(jù)鏈信號(hào)，數(shù)據(jù)鏈傳輸?shù)母呖煽啃院蛷?qiáng)抗干擾性主要受地形地勢(shì)的影響。即 RTK的固定解能達(dá)到儀器標(biāo)稱精度。 RTK的平面精度：通過(guò)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(guò) 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。 基準(zhǔn)站和移動(dòng)站要連續(xù)接收 GPS衛(wèi)星信號(hào)和基準(zhǔn)站發(fā)出的差分信號(hào)。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。 3 在靜態(tài)定位時(shí)，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的觀測(cè)，多路徑誤差的影響可大大減弱。 2 對(duì)接收機(jī)天線的要求。（ 2）測(cè)站不宜選擇在山坡、山谷和盆地中。 1 選擇合適的站址。 多路徑誤差 在 GPS測(cè)量中，如果測(cè)站周圍的反射物所反射的衛(wèi)星信號(hào)（反射波）進(jìn)入接收機(jī)天線，這就將和直接來(lái)自衛(wèi)星的信號(hào)（直接波）產(chǎn)生干涉，從而使觀測(cè)值偏離真值產(chǎn)生所謂的 ―多路徑誤差 ‖。 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。 3通過(guò)在衛(wèi)星間求一次差來(lái)消除接收機(jī)的鐘差。s，則由此引起的等效距離誤差約為 300m。 衛(wèi)星鐘的這種偏差，可以通過(guò)衛(wèi)星的地面控制系統(tǒng)根據(jù)前一段時(shí)間的跟蹤資料和 GPS標(biāo)準(zhǔn)時(shí)推算的數(shù)據(jù)加以改正，并通過(guò)衛(wèi)星的導(dǎo)航電文提供給用戶。 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。這將為提高精密定位的精度起顯著影 響；也可以為實(shí)時(shí)定位提供預(yù)報(bào)星歷。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。 3 利用水氣輻射計(jì)直接測(cè)定信號(hào)傳播的影響。 2利用同步觀測(cè)求差。 減弱對(duì)流層折射誤差的主要措施有以下幾方面： 1 利用對(duì)流層更正模型加以修改。 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。用兩臺(tái)接收機(jī)在基線的兩端進(jìn)行 同步觀測(cè)并取其觀測(cè)量之差，可以減少電離層折射的影響。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。由于用調(diào)制在兩個(gè)載波上的 P碼測(cè)距時(shí)，初電離層折射不同外，其余誤差都相同，所以就可以用 P1和 P2碼測(cè)的偽距之差計(jì)算出電離層折射改正 量。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。 2 系統(tǒng)誤差及減弱誤差的措施 與大氣折射有關(guān)的誤差 衛(wèi)星發(fā)出信號(hào)與地面接收機(jī)收到信號(hào)要經(jīng)過(guò)大氣層，信號(hào)在大氣層的傳輸過(guò)程中受到大氣層的減弱和延遲。 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。 GPS以全天候、高精度、自動(dòng)化、高效益等顯著特點(diǎn)，贏得了廣大測(cè)繪者的信賴，并成功地應(yīng)用于大地測(cè)量、工程測(cè)量、航空攝影測(cè)量、運(yùn)載工具導(dǎo)航和地殼運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)、工程變形監(jiān)測(cè)、資源勘察、地球動(dòng)力學(xué)等多種學(xué)科。 結(jié)束語(yǔ)：在當(dāng)前，空間信息數(shù)據(jù)是政府部門(mén)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。 基準(zhǔn)站：天寶 Trimble 12 Channel 運(yùn)行軟件： PFCBS 移動(dòng)接收機(jī)：天寶 Trimble 6 Channel 運(yùn)行軟件： PFINDER 內(nèi)存： 256K Waypoint 99/999 點(diǎn) 實(shí)測(cè)環(huán)境要求： 3顆衛(wèi)星可測(cè) 2D； 4顆衛(wèi)星可測(cè) 3D 差分軟件： PFINDER 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)精度 : 100米 差分后精度為 : 25米 測(cè)量范圍：海拔 –500米 ?/FONT20200米，距基準(zhǔn)站（合肥） 500公里內(nèi)，覆蓋全省 測(cè)量方式：車載 測(cè)量成果： 省地理信息中心和省公路局的野外測(cè)量人員以大約每周一個(gè)地區(qū)的進(jìn)程測(cè)得蚌埠、淮南、滁州等地區(qū)的高速國(guó)道、省道，各級(jí)國(guó)道、省道等路線；公路局、大小橋、工區(qū)等標(biāo)志點(diǎn)。 測(cè)量方式： 測(cè)量人員按照各地市公路部門(mén)提供的各級(jí)公路和沿途各特征點(diǎn)