【正文】 體方法為 根據(jù)標(biāo)稱精度計算 GPS 的邊長方 差 ，其計算公式為 (2)[1] 式中 a ,b 分別是 GPS 接收機邊長 測量固定誤差和比例誤差因子， s 是基線長度。在這里我們用直接估算控制點二維精度的方法。57條基線。 從以上分析可以看出 ,方案二比方案一花費少 ,技術(shù)指標(biāo)相差不大 ,精度都能滿足要求 ,所消耗的人力、物力、財力、時間都比方案一少 ,所以 ,方案二比方案一要優(yōu) ,故本設(shè)計選擇方案二。 [2] 設(shè) GPS 網(wǎng)中點的個數(shù)為 n,用 m 臺接收機進(jìn)行觀測，則該網(wǎng)的最少觀測期數(shù)為 [11] 如重復(fù)設(shè)站率以 R 表示，則理論觀測期數(shù)為 R≥ 2 網(wǎng)的效率指標(biāo)定義如下 : 式中， 是理論設(shè)計效率 , 是實際效率， e 是總效率。 E 效率比較 一個 GPS 網(wǎng)中 ,在測量點數(shù)、 GPS 接收機數(shù)和平均重復(fù)設(shè)站次數(shù)確定后，完成該測量所需的理論最少觀測期數(shù)就可以確定。 可計算出 ,方案一最弱邊邊長相對中誤差為 1/ 10 ,平均邊長相對中誤差為 1/ 10 。 bGPS 接受機標(biāo)稱精度中的比例誤差系數(shù) (ppm)。 利用相鄰點間弦長精度計算公式 : [2] 式中 , GPS 基線向量的弦長中誤差 (mm),亦即等效距離誤差 。 C 成本比較 成本取決于網(wǎng)點總數(shù)和重復(fù)設(shè)站率，設(shè)一臺接收機 觀測一期的平均費用為 C，則總費用為 : f=C*S*m 由于方案設(shè)站數(shù)多 ,數(shù)據(jù)處理平差費多 ,方案一比方案二多花費大約 1 萬元。方案一采用點連接和邊連接的混合連接形式 ,構(gòu)成異步環(huán)和復(fù)測邊，異步環(huán)具有良好的自檢能力 ,能有效地發(fā)現(xiàn)觀測成果的粗差 ,確保網(wǎng)的可靠性 ,復(fù)測邊連接時幾何強度較高。 表 32 最簡獨立閉合環(huán)或附和線路邊數(shù)的規(guī)定 [7] 級別 A B C D E 閉合環(huán)或附和線路的邊數(shù) ≤ 5 ≤ 6 ≤ 6 ≤ 8 ≤ 10 II 方案設(shè)計（圖中 120 為同步環(huán)） 圖 32 方案設(shè)計一 圖 33 方案設(shè)計二 方案比較 A 基本特征值比較 根據(jù) R. A sany 提出的公式計算 GPS 網(wǎng)的主要特征值 : C= nm/N 式中 C 為觀測時段數(shù) ,n 為網(wǎng)的總點數(shù) , m 為每點設(shè)站數(shù) ,N 為接受機數(shù)。 ⑦ GPS 網(wǎng)必須由非同步獨立觀測邊構(gòu)成若干個閉合環(huán)或附和線路。 ⑤為了便于 GPS 的測量觀測和水準(zhǔn)聯(lián)測，減少多路徑影響， GPS 網(wǎng)點一般應(yīng)設(shè)在 視野開闊和交通便利的地方。重合點一般不少于 3 個（不足時應(yīng)聯(lián)測），且在網(wǎng)中分布均勻，以可靠地確定 GPS 網(wǎng)與地面之間的轉(zhuǎn)換參數(shù)。 ② GPS 網(wǎng)作為測量控制網(wǎng)，其相鄰點間基線向量的精度，應(yīng)分布均勻。這種模型的特點是 :觀測過的基線邊構(gòu)成一個閉合圖形 ,便于觀測成果的檢驗 ,從而提高觀測成果的可靠性和 GPS 網(wǎng)平差后的精度。 1ppm,滿足精度要求。根據(jù) D級 GPS 網(wǎng)的要求我們 采用邊點結(jié)合的混合式布網(wǎng)方法。 GPS 網(wǎng)的時段設(shè)計有點連式、邊連式和網(wǎng)連式三種基本方法。 30′ ,投影面與 54 北京坐標(biāo)系相同而建立的坐標(biāo)系統(tǒng)。因此需要結(jié)合測區(qū)概況和已有資料 (圖 31),進(jìn)行 GPS 網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計。 布網(wǎng)方案 技術(shù)設(shè)計的依據(jù)與基準(zhǔn)設(shè)計 1）技術(shù)設(shè)計的依據(jù) 2021 年國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布的 全球定位系統(tǒng) (GPS)測量規(guī)范 (CH202192)。 1989 年航攝， 1992 年成圖， 1994 年縮編成圖?，F(xiàn)只有代家溝、孫家溝、羊坊、懷仁、土臺山 5 個點的標(biāo)石保存完好（如圖 31）。 41 億噸。截至 1996年末，大同礦區(qū)保有探明儲量 386。礦區(qū)電源主要來自大同市第一熱電廠和神頭電廠。以橫穿礦區(qū)東西向的 109 國道、沿礦區(qū)東側(cè)穿行的南北向大運公路為骨干線，配以礦區(qū)內(nèi)專用公路，交通十分方便。該區(qū)廠礦企業(yè)主要分布在口泉─黑流水 (口泉溝 )，馬軍營─燕子山 (云崗溝 )兩條狹長的山溝里。尖口山最高，標(biāo)高 米，口泉溝最低，標(biāo)高 米。 5公里，轄區(qū)與大同市南郊區(qū)交叉，總面積約 90 平方公里，號稱百里礦區(qū)。因此 ,該礦區(qū)急需建立新的測量控制網(wǎng)。 3 大同礦區(qū) GPS 控制網(wǎng)設(shè)計實例 任務(wù)來源及工作量 大同礦區(qū)為全國最大的煤炭企業(yè)大同礦物局所屬 ,并且預(yù)測煤炭儲量豐富 ,工業(yè)前景可觀。 由最小二乘可得參數(shù)估值及其協(xié)因數(shù)陣： 優(yōu)化設(shè)計中常用的純量精度標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)其由 構(gòu)成的函數(shù)形式的不同的可表示成不同的最優(yōu)純量精度標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)。 為先驗方差因子 (在設(shè)計階段取 ＝ 1)， m 為觀測基線數(shù) 。設(shè) GPS網(wǎng)有誤差方程 式中． l、 v 分別為觀測向量和改正向量 。其精度與網(wǎng)的點位坐標(biāo)無關(guān)，與觀測時間無明顯的相關(guān)性 (整周模糊度一旦被確定后 )， GPS 網(wǎng)平差的法方程只與點間的基線數(shù)目有關(guān)，且基線向量的三個坐標(biāo)差分量之間又是 相關(guān)的，因此，很難從數(shù)學(xué)的角度和實際應(yīng)用出發(fā)，建立使未知數(shù)的協(xié)因數(shù)陣逼近理想的準(zhǔn)則矩陣。一般常用坐標(biāo)的方差 —— 協(xié)方差陣來分析，也可用誤差橢圓 (球 )來描述坐標(biāo)點的精度狀況，或用點之間方位、距離和角度的標(biāo)準(zhǔn)差來定義。 GPS 網(wǎng)的精度設(shè)計 精度是用來衡量網(wǎng)的坐標(biāo)參 數(shù)估值受觀測偶然誤差影響程度的指標(biāo)。 以上討論了 GPS 基線向量解其中位置基準(zhǔn)以及 GPS 尺度基準(zhǔn)的選擇與優(yōu)化問題。由于它是不同時期的平均值，尺度誤差可以抵消。在無法提供外部尺度基準(zhǔn)的情況下，仍可采用 GPS 觀測值作為 GPS 網(wǎng)的尺度基準(zhǔn)，只是對作為尺度基準(zhǔn)觀測量提出一些不同要求，其尺度基準(zhǔn)設(shè)計如下。對于大型長基線網(wǎng)，可采用 SLR 站的相對定位觀測值和 VLBI基線作為GPS 網(wǎng)的尺度基準(zhǔn)。其優(yōu)化有以下幾種方案： (1)提供外部尺度基準(zhǔn)。 GPS 網(wǎng)的尺度系統(tǒng)誤差有兩個特點：一是隨時間變化，由于美國政府的 SA 政策，使廣播星歷誤差大大增加，從而對基線帶來較大的尺度誤差；另一個隨區(qū)域變化，由區(qū)域重力場模型不準(zhǔn)確引起的重力攝動造成。因此，必須對網(wǎng)的位置基準(zhǔn)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。另外，由于 GPS 尺度往往存在系統(tǒng)誤差，因此應(yīng)提出對 GPS 網(wǎng)尺度基準(zhǔn)的優(yōu)化設(shè)計。 GPS 控制網(wǎng)基準(zhǔn)的優(yōu)化設(shè)計 經(jīng)典控制網(wǎng)的基準(zhǔn)優(yōu)化設(shè)計是選擇一個外部配置，使得 達(dá)到一定的要求，而 GPS 網(wǎng)的基準(zhǔn)優(yōu)化設(shè)計主要是對坐標(biāo)未知參數(shù) X 進(jìn)行的設(shè)計。綜上所述， GPS 網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計主要歸結(jié)為兩類內(nèi)容的設(shè)計： (1)GPS 網(wǎng)基準(zhǔn)化的優(yōu)化設(shè)計。因此，提出了 GPS 網(wǎng)形結(jié)構(gòu)強度優(yōu)化設(shè)計的概念，討論增加的基線數(shù)目、時段數(shù)、點數(shù)對 GPS 網(wǎng)的精度、可靠性、經(jīng)濟效益的影響。同時由于 GPS 網(wǎng)的尺度含有系統(tǒng)誤差以及同地面網(wǎng)的尺度匹配問題，所以有必要提供精度較高的外部尺度基準(zhǔn)。 [2] GPS 網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計 GPS 控制網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計是實施 GPS 測量的基礎(chǔ)性工作，它是在網(wǎng)的精確性、可靠性和經(jīng)濟性方面 ,尋求GPS 控制網(wǎng)設(shè)計的最佳方案。