GPS在平面控制网中的应用Word格式文档下载.doc
《GPS在平面控制网中的应用Word格式文档下载.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《GPS在平面控制网中的应用Word格式文档下载.doc（4页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
1 GPS工程控制网的布设
1.1 控制网点的分布
工程控制网的布设原则和大地控制网是一致的,但也有一些区别。
因为不同的工程有不同的要求,其控制网也就有轻微的差别。
工程控制网的点位分布情况视工程需要而定,一般来讲,工程控制网的范围和点位间距都不是很大,点位选择的机动性较小,但对点位的要求与大面积控制网基本相同,埋石时,由于点位精度要求不是很高,可灵活处理。
当测区范围不太大时,由于GPS测量受地面图形影响很少,可以灵活布设,点位选择时,则根据工程需要布点,而不必考虑点距及点的通视情况。
当测区范围较大,点位分布不均匀时,为保证控制网点的整体精度,应根据点位分布情况首先布设骨架网,然后用骨架网控制其它点位。
一般工程控制网点不需要均匀分布,而是按其需要进行布点,可以布成一个或几个独立的点群。
虽然GPS测量不受地面图形影响,但布网时,也应考虑点位的图形结构,这是因为:
1）较大测区工程控制网布设时,不可能一次完全上点,而是采用逐步推进的方法,若不考虑图形结构,最后整个控制网则易产生扭曲;
2）为三角形异步环闭合差的检验提供条件;
3）由于许多工程完成后,需要进行常规测量,因此布点时根据需要确定点位的位置,并考虑其图形结构。
1.2 已知点的选择
一般工程控制网都需要高等级控制点对其进行控制,并提供起算坐标。
在我国,由于高等级控制点的间距较大,二等以上的GPS点一般间距在100km以上。
而大部分工程控制网面积都不太大,若高等级控制点选择较多,则所需的费用和时间也会随之增加,选择较少,又不易保证精度。
对于工程控制网的高等级控制点（已知点）,其分布不同最后平差计算的精度也不同。
一般来讲,已知点应较均匀的布设在测区或测区的周围,这样利用这些已知点解算控制网点时,一是控制网不会发生扭曲;
二是可以提高控制网点的精度。
一个工程网的已知点应选3~4个高等级控制点,高等级控制点应布设在控制网的周围,尽可能形成等边三角形,只有这样才能保证整个控制网点精度的统一。
已知点的选择应避免成直线状,其点间距离应大于工程网点与点间的最大距离。
如果整个控制网没有已知点,作自由网平差时其固定点的选择应选在整个网的中心点或选择网的质心。
1.3 坐标系统转换
在工程测量中,为了和原有的资料一致,常常要求给出当地坐标系统。
用GPS测量布设工程控制网时,获得的是WGS-84坐标,这就需要将GPS测量的WGS-84坐标转换成地方坐标,因此布网时需要重合部分具有地方坐标的点位,一般来讲,重合点最少要有3个。
如果需要正常高,还应重合若干水准点,进行高程拟合,或对GPS点进行水准联测。
坐标系统转换的方法一般根据测区范围的大小和精度要求而定。
1）强制符合法。
如果测区内已知点的坐标为北京54,平差前,先将这些点的大地坐标转换为空间直角坐标;
平差时,以这些已知点作为固定点,与GPS观测值一起平差。
这样在平差过程中就完成了WGS-84坐标向北京54坐标的转换,然后将平差后的大地坐标投影到高斯平面上。
2）转换参数法。
首先将GPS观测量在空间直角坐标系下进行平差,求出已知大地点上的空间直角坐标,然后利用已知大地点上的两种坐标（WGS-84坐标和北京54坐标）,用转换模型求出空间转换参数,最后利用转换参数求解其它点的北京54坐标,这样就将平差后的结果转换到了北京54坐标系上,再将此结果投影到高斯平面上。
使用以上两种方法时,点位精度受当地坐标的影响很大,体现不出GPS测量高精度的特点,另外当已知大地点的精度不统一时,求出的转换参数误差较大,有时转换的结果满足不了工程网的精度要求。
因此进行坐标转换时,已知大地控制点应选择相同等级的点,这样求得的转换参数才能满足需要。
2 特殊情况下GPS平面控制网的布设
特殊情况是指在无任何已知控制点的条件下建立GPS平面控制网。
GPS平面控制网的设计主要应考虑网的起算点的位置选择,在满足使用要求的条件下,尽可能地满足GPS设站观测的要求。
起算点选择之后必须进行高精度单点定位观测,观测时间不少于2h。
1）以GPS单点定位观测结果的平面坐标直接作为平面控制网的起算数据,WGS-84坐标系统的观测方向作为起算方向,进行无约束平差即可。
2）当使用者要求采用北京54坐标系统时,可直接在地形图上图解坐标作为起算数据,WGS-84坐标系统的观测方向作为起算方向,进行无约束平差即可。
3）当使用者要求采用工程坐标系统时,用工程坐标系统的一个点的坐标作为起算数据,工程坐标系统的方位作为起算方向,尽可能多地将工程坐标系统的已有控制点纳入GPS平面控制网,经计算前的检测后,全网可采用约束平差方案进行平差。
3 已知控制点的检测及引用
GPS测量不受通视影响和距离远近的限制,在GPS控制网中应尽可能地将国家控制点纳入。
作为起算数据和约束条件的点应当直接采用GPS测量方式,用来检查已知控制点的精度和可靠性。
检核内容以点间距离为主,可采用将点间弦长改化至国家控制点所采用的参考椭球面上来计算长度。
1）用点间弦长计算平距。
式中:
D—平距;
D0—点间弦长;
h—两点间大地高高差。
2）平距归化至参考椭球面。
S0'
—归化边平距;
Hm—归化边高出大地水准面的平均高程;
hm—归化边所在地区大地水准面对于参考椭球面的高度;
Ra—归化边方向参考椭球面法截弧的曲率半径。
一般计算时都不用hm数据,而直接利用国家点的高程取平均值,也就是说一般都归算到黄海平均海平面上。
此时用（3）式计算:
3）将S0'
归算到高斯平面。
式中S0'
S0—归算到高斯平面的平距;
Rm—参考椭球面在测距边中点的平均曲率半径;
ΔYm—归化边两端点近似横坐标的平均值,ΔY为归化边两端点近似横坐标的增量。
归算到高斯平面的平距S0与两个国家控制点的反算边长S进行比较即可得到检核结果。
当两个国家控制点不处于同一投影带时,应进行换带计算,使之统一到同一高斯平面内。
检核结果如果达到规程要求的各类控制网起始边精度指标,则可以直接利用国家控制点的坐标成果作为起算数据,GPS网的转换精度也比较高。
如果检核结果达不到理想指标,则需要谨慎对待,认真分析研究。
4 结束语
GPS工程控制网布设时,在文中分析的基础上提出以下建议:
1）注意高精度点的分布;
2）注意网的图形结构;
3）当进行坐标系统转换高程拟合时,注意重合点的分布和精度。
另外,无论是采取约束平差或非约束平差方法建立的GPS平面控制网,都要对测区内存在的需要使用的已知点进行检核,检核内容以点间距离为主。
5参考文献
[1] 李征航,黄劲松.GPS测量与数据处理[M].武汉:
武汉大学出版社,2005
ApplicationofGPSTechnologyinPlanControllingNet
Abstract Currently,theGPSplanecontrolnetworkiswidelyadoptedinengineeringsurveyinginordertobuildplanecontrolnetwork.Inthispaper,thedisposalofengineeringcontrolnetworkwasresearched,thedisposalformatsofGPSplanecontrolnetworkwerediscussed,andfinallythedetectingmethodofknowncontrolpointswereprovidedinGPScontrolnetwork.
Keywords GPS;
Planecontrolnetwork;
GPScontrolnetwork
3
升级会员 