最新【精品】范文 參考文獻 專業(yè)論文城市GPS網(wǎng)的布設(shè)及精度分析城市GPS網(wǎng)的布設(shè)及精度分析 摘要：本文是作者根據(jù)實際施工操作經(jīng)驗介紹城市GPS網(wǎng)的布設(shè)及精度分析。 關(guān)鍵詞: 技術(shù)設(shè)計的一般原則；圖形設(shè)計控制；精度分析 中圖分類號：P228.4文獻標識碼：A文章編號： 前言： 為了滿足城市建設(shè)和發(fā)展的需要，提出了應(yīng)用全球定位系統(tǒng)（）技術(shù)分級布設(shè)城市控制網(wǎng)的方法和相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理手段，通過對實例的計算，充分說明了在大中城市中控制網(wǎng)分級布設(shè)的優(yōu)越性和必要性，同時還探討了分級布網(wǎng)對點位精度的影響，通過對不同布網(wǎng)方案的比較、分析，得出分級布網(wǎng)不但能保證全網(wǎng)的精度均勻、一致性，而且能明顯地改善點位精度，特別是當首級網(wǎng)布設(shè)均勻、合理時，效果尤其顯著。GPS技術(shù)的發(fā)展為大地測量提供了一種新的高精度的測量手段。GPS測量不需要兩點間通視、不受天氣影響、能直接獲得三維坐標，精度高，速度快，費用省，操作簡便，GPS技術(shù)已成為大地測量的重要手段。 1.工程概述 某城市某地區(qū)GPS網(wǎng)的野外布設(shè)，這個地區(qū)共34平方公里，地勢較為平坦。 2.技術(shù)設(shè)計的一般原則 2.1 充分考慮建立GPS控制網(wǎng)的應(yīng)用范圍 對于工程建設(shè)的GPS網(wǎng)，應(yīng)該既考慮勘測設(shè)計階段的需要，又要考慮施工放樣等階段的需要。對于城市GPS控制，既要考慮近期建設(shè)和規(guī)劃的需要；又要考慮遠期發(fā)展的需要；還可以根據(jù)具體情況擴展GPS控制網(wǎng)的功能，充分發(fā)揮GPS網(wǎng)和測繪工作在城市建設(shè)中的作用。 2.2 采用分級布網(wǎng)的方案 適當?shù)胤旨壊荚O(shè)GPS網(wǎng)，有利于根據(jù)測區(qū)的近期需要和遠期發(fā)展分階段布設(shè)，而且可以使全網(wǎng)的結(jié)構(gòu)呈長短邊相結(jié)合的形式。與全網(wǎng)均由短邊構(gòu)成的全面網(wǎng)相比，可以減少網(wǎng)的邊緣處誤差的積累，也便于GPS網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理和成果檢核分階段進行。分級布網(wǎng)是建立常規(guī)測量控制網(wǎng)的基本方法，因為GPS測量有許多優(yōu)越性，所以并不要求GPS網(wǎng)按常規(guī)控制網(wǎng)分很多等級布設(shè)。例如，大城市的GPS控制網(wǎng)可以為三級：首級網(wǎng)中相鄰點的平均距離大于5km；次級網(wǎng)中相鄰點平均距離為15km；三級網(wǎng)相鄰點平均距離可小于1km，且可采用GPS與全站儀相結(jié)合的方法布設(shè)。對于小城市，分兩級布設(shè)GPS網(wǎng)即可。為提高GPS網(wǎng)的可靠性，各級GPS網(wǎng)必須布設(shè)成由獨立的GPS基線向量邊（或簡稱為GPS邊）構(gòu)成的閉合圖形網(wǎng)，閉合圖形可以是三邊形、四邊形或多邊形，也可以包含一些附和路線，GPS網(wǎng)中不允許存在支線。 2.2.1本項目要在34平方公里單位內(nèi)布設(shè)約170個GPS點,點與點之間的平均邊長約為300m。 2.2.2每幅1:500圖上布設(shè)4個以上GPS E級控制點。 2.2.3為了提高本GPS控制網(wǎng)的利用效率，須保證任意一個GPS點與一個(含一個)以上的GPS點通視。 2.2.4GPS控制點在滿足基本要求的前提下，應(yīng)盡量均勻分布，以提高網(wǎng)的圖形強度，必要時可增設(shè)若干一級GPS點。 2.2.5應(yīng)聯(lián)測測區(qū)內(nèi)所有的D級GPS控制網(wǎng)及等外以上級水準點。確保每個平差區(qū)內(nèi)有3個(含3個)以上的約束點,約束點在不同的平差分區(qū)內(nèi)可重復利用。 2.2.6如果聯(lián)測的已知高程點數(shù)量或分布均勻度不能滿足高程擬合的不同，選擇不同數(shù)量的點，按四等水準的要求進行水準聯(lián)測，以確保高程擬合達到要求。 2.3精度和密度設(shè)計 GPS控制網(wǎng)的精度取決于網(wǎng)的用途。精度設(shè)計時，根據(jù)任務(wù)要求和具體的服務(wù)對象，以充分滿足工程要求為前提，用于工程及城市的GPS控制網(wǎng)可根據(jù)相鄰點的平均距離和精度進行設(shè)計。 2.4 坐標系統(tǒng)與起算數(shù)據(jù) GPS網(wǎng)的坐標系統(tǒng)應(yīng)盡量與測區(qū)過去采用的坐標系統(tǒng)一致，如果采用的是地方獨立坐標系，一般應(yīng)該了解以下幾個參數(shù)： a、所采用的參考橢球體，一般是以國家坐標系的參考橢球為基礎(chǔ)； b、坐標系的中央子午線的精度值； c、縱、橫坐標的加常數(shù)； d、坐標系的投影面高程及測區(qū)平均高程異常值； e、起算點的坐標GPS網(wǎng)的位置基準，通常都是由給定的起算點坐標確定。方位基準可以通過給定起算方位角值確定，也可以由GPS基線向量的方位作為方位基準，尺度基準可以由地面的電磁波測距邊確定，或由兩個以上的起算點之間的距離確定，也可以由GPS基線向量的距離確定。 3.GPS控制網(wǎng)的圖形設(shè)計控制 網(wǎng)的圖形設(shè)計主要是根據(jù)網(wǎng)的用途和用戶要求，側(cè)重考慮如何保證和檢核GPS數(shù)據(jù)質(zhì)量，同時還要考慮接收機類型、數(shù)量和經(jīng)費、時間、人力及后勤保障條件等因素，以期在滿足要求的前提條件下，取得最佳的效益。 3.1 設(shè)計的一般原則 3.1.1GPS網(wǎng)一般應(yīng)采用由獨立觀測邊構(gòu)成的閉合圖形。例如三角形、多邊形或附和線路，以構(gòu)成檢核條件，提高網(wǎng)的可靠性。 3.1.2GPS網(wǎng)點盡量與原有的地面控制網(wǎng)點相重合。重合點數(shù)應(yīng)多于3個，以便可靠地確定GPS網(wǎng)與地面網(wǎng)之間的轉(zhuǎn)換參數(shù)。 3.1.3GPS網(wǎng)點應(yīng)考慮與水準點相重合，而非重合點一般應(yīng)根據(jù)要求以水準測量方法進行聯(lián)測。 3.1.4為便于觀測和水準聯(lián)測，GPS網(wǎng)點一般應(yīng)設(shè)在視野開闊和交通方便的地方。 3.1.5為了便于用常規(guī)方法聯(lián)測或擴展，C、D、E級控制網(wǎng)點應(yīng)有12個方向通視。 3.2 GPS網(wǎng)的基本形式 根據(jù)GPS測量的不同用途，GPS網(wǎng)的幾何圖形結(jié)構(gòu)，有以下三種形式。 3.2.1三角形網(wǎng) 各三角形邊是由非同步觀測的獨立邊所組成。這種網(wǎng)的幾何圖形結(jié)構(gòu)強，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。經(jīng)平差后網(wǎng)中相鄰點間基線向量的精度分布均勻。 這種網(wǎng)的主要缺點是觀測工作量較大，尤其當接收機的數(shù)量較少時，將使觀測工作的時間大為延長。因此，通常只有當網(wǎng)的可靠性和精度要求較高時，才單獨采用這種圖形結(jié)構(gòu)的網(wǎng)。 3.2.2環(huán)形網(wǎng) 由若干個含有多條獨立觀測邊的閉合環(huán)所組成的網(wǎng)，稱為環(huán)形網(wǎng)，這種網(wǎng)的圖形結(jié)構(gòu)強度較三角網(wǎng)差，其優(yōu)點是觀測工作量較小，具有較好的自檢性和可靠性。其缺點主要是非直接觀測的基線邊（或稱間接邊）精度較直接觀測邊低，相鄰點間的基線精度分布不均勻。 3.2.3附和線路和星形網(wǎng) （1）在GPS高級網(wǎng)中需進一步加密控制點時，可采用附和線路，為保證可靠性和精度，附和線路所包含的邊數(shù)也不能超過一定限制。 （2）星形網(wǎng)的幾何圖形。其圖形簡單，直接觀測邊之間不構(gòu)成任何閉合圖形，所以檢驗和發(fā)現(xiàn)粗差的能力差。這種圖形的主要優(yōu)點是觀測中只需要兩臺GPS接收機，作業(yè)簡單。它廣泛地應(yīng)用于工程測量、邊界測量、地籍測量和碎部測量等方面，定位中采用快速定位的作業(yè)模式。 4.精度分析 4.1為保證GPS定位測量的高精度，除保證必要的外業(yè)精度外還應(yīng)考慮GPS網(wǎng)的構(gòu)網(wǎng)質(zhì)量。GPS網(wǎng)的精度和可靠性是網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計主要內(nèi)容，在此前提下，需采用合理適用全網(wǎng)的效率指標，優(yōu)化觀測方案才能達到高精度，高可靠和高效率的目的。本文根據(jù)城市D級控制網(wǎng)的精度和密度要求進行網(wǎng)形設(shè)計和觀測方案設(shè)計，既達到了相應(yīng)的精度，又保證了布設(shè)的控制網(wǎng)的質(zhì)量，并且較傳統(tǒng)方法快速，節(jié)省人力物力。 4.2保證GPS網(wǎng)的高精度的另一重要因素，即已知高級控制點必須兼容，目前對已知數(shù)據(jù)兼容性進行判別的方法有多種，本文僅采用尺度參數(shù)分析法進行了初步嘗試，通過檢驗保證了網(wǎng)的精度達到了預(yù)期目的。 4.3GPS測量時要保證有足夠的觀測時間，時間至少需要40分鐘，測量時當捕捉到的衛(wèi)星較少時，可采用延長測量時間的方法，也可滿足觀測精度。 4.4網(wǎng)型設(shè)計布網(wǎng)時，應(yīng)根據(jù)實際的情況，綜合精度、費用、可靠性等因素進行選擇網(wǎng)形，本文通過構(gòu)造優(yōu)化設(shè)計的目標函數(shù)來分別進行了費用最低、精度最高的網(wǎng)形設(shè)計，最后確定費用與精度的最佳配合，在布網(wǎng)時盡量采用正三角形布網(wǎng)，這樣不僅可以保證布網(wǎng)的精度較高，還可以保證密度分布較均勻，邊有足夠的強度，為以后進行其他低等級測繪提供良好的基礎(chǔ)。在實際工作中，由于不同地區(qū)地形條件不同，應(yīng)根據(jù)實際情況進行布網(wǎng)，不必嚴格采用正三角形，有的地形無法布設(shè)正三角形時，可以靈活一些，地形復雜地區(qū)多加密些點，多布設(shè)些短邊三角形，形狀盡量接近正三角形，以保證網(wǎng)的整體精度和密度。 5.結(jié)束語 隨著科學技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的測量方法正被日益發(fā)展的GPS技術(shù)所取代，控制網(wǎng)的布設(shè)方法越來越靈活、簡單?？刂凭W(wǎng)布設(shè)方法應(yīng)根據(jù)網(wǎng)的不同用途選擇采用，同時還要考慮接收機類型、數(shù)量和經(jīng)費、時間等，這樣才能揚長避短，取得最佳的經(jīng)濟效益。 參考文獻