GPS定位系统在某县城地籍测量中实例分析论文

GPS定位系统在某县城地籍测量中的实例分析【摘要】本文作者结合工程实例，主要就gps定位系统在城市地籍测量中的全方位进行了分析。【关键词】gps；地籍；测量；1工程概况某县城位于县域中部，属丘陵地形，地势西高东低，相对高差50m左右，城区面积约12km。根据《城镇地籍更新调查技术规程》调查区面积小于60km的，布设e级gps网作为首级控制网即可，本次城镇地籍调查建立d级gps控制网作为该县城区的首级控制网。该控制网建成后不但可为城镇地籍更新调查服务，还能构成该县城区控制的基本技术框架，继续为今后该县城区建设服务。加密控制网采用e级gps测量和二级导线2种形式。因该县城区面积较小，在进行e级gps网加密后，考虑到e级gps点问距较小，为了后续地籍测量的实用、方便起见，不再布设一级导线而直接布设二级导线。本次建立d级gps控制网是在该市c级gps网的基础上进行的，建立4个d级gps点，然后在d级gps点的基础上，布设40个e级gps点。因e级gps点个数相对d级gps点较多，且实测方法基本一致，故下文以该县的这次地籍更新调查为例，着重介绍e级gps点的具体实测方法及过程。2gps测量的技术设计2.1设计依据此次gps测量的技术设计主要依据2个行业标准，分别是建设部于1999年发布的《城市测量规范》和1997年发布的《全球定位系统城市测量技术规程》j。还有就是工程测量合同里有关的具体要求。2.2设计精度3gps测量的外业实施3.1选点选点人员在实地选点前，应先收集与测区和布网任务有关的资料，包括1：5000或更大比例尺地形图，已有各类控制点的资料等，并事先充分了解和研究测区情况，特别是交通、通讯、供电、气象及大地点情况。点位的基本要求为：①周围应便于安置和操作接受仪器，视野开阔，视场内障碍物的高度角不宜超过15。。②远离大功率无线电发射源(如电视台、微波站等)，其距离不得小于200m；远离高压输电线和微波无线电信号传送通道，其距离不得小于5om。③附近不应有强烈反射卫星信号的物体(如大型建筑物等)。④交通方便，并有利于其他测量手段扩展和联测。⑤地面基础稳定，易于点的保存。⑥充分利用符合要求的旧有控制点。⑦选点时应尽可能使测站附近的小环境(地形、地貌、植被等)与周围的大环境保持一致，以减少气象元素的代表性误差。⑧点名应取居民点地名，也可取山名、地名、单位名，但应向当地政府部门或群众进行调查后确定。新旧点重合时，应采用原旧点名，不得更改，如确需更改应在新点名后括号内附上旧点名。点名书写采用汉字，一律以国务院公布的《汉语简化字表》为准。点号编排应便于计算机管理。3.2观测gps接收机是实施测量工作的关键设备，本测区野外观测，使用的是单频gps接收机，按d、e级网标准进行。仪器在使用前必须作全面检查，使用的仪器应有检验资料，其主要技术指标，如表2。4观测准备4.1gps接收机在开机前，应进行预热和静置。4.2天线的安置应符合下列要求。①用三角架安置天线时，其对中误差不大于3mm；②天线集成体上的圆水准气泡必须居中；③雷雨天气安置天线时，注意防止雷击。5观测作业的要求观察作业必须按以下要求进行。5.1观测组必须严格遵守调度命令，按规定的时间进行作业。5.2经检查接收机电源电缆和天线等各项联测无误，方可开机。5.3开机后，接收机的有关指示和仪表数据显示正常时，方能进行自测试并输入测站和时段等控制信息。5.4接收机启动前与作业过程中，应随时逐项填写测量手簿中的记录项目。5.5接收机开始记录数据后，观测员可使用专用功能键和选择菜单，查看测站信息、接收卫星数、卫星号、卫星健康状况、各通道信噪比、相位测量残差、实时定位的结果及其变化、存储介质记录和电源情况等，如发现异常情况或未预料到的情况，应记录在测量手簿的备注栏内，并及时报告调度组织者。5.6每时段观测开始及结束前各记录1次观测卫星号、天气情况、实时定位经纬度和大地高、pdop值等。5.7每时段观测前后应各量取天线高1次，2次量高之差不得大于3mm，取平均值。如果超限，应查明原因，提出处理意见，记入测量手簿记事栏。5.8观测员要细心操作，观测期间防止接收设备震动，更不得移动，要防止人员和其他物体碰动天线或阻挡信号。5.9观测期间，不得在天线附近50m以内使用电台，10m以内使用对讲机。5.10一时段观测过程中不允许进行以下操作：①接收机关闭又重新启动；②进行自测试；③改变卫星仰角限；④改变数据采样间隔；⑤改变天线位置；⑥按动关闭文件和删除文件等功能键。5.11经认真检查，所有规定作业项目均已全面完成，并符合要求，记录与资料完整无误，且将点位和站标恢复原状后，方可迁站。6外业观测记录6.1gps测量作业所获取的成果记录包括以下3类：①观测记录(磁盘或光盘)；②测量手簿；③其他记录，如观测计划等。6.2记录内容：①载波相位观测值、c／a码伪距和p(y)码伪距等；②对应观测值的gps时间；③gps卫星星历参数；④测站和接收机初始信息包括，测点名、测站号、时段号、近似座标及高程、天线及接收机编号、天线高、观测日期、采样间隔、卫星截止高度角。7外业数据质量检核7.1同一时段观测值的数据剔除率，其值宜小于10％。7.2gps网基线处理，复测基线的长度较差，两两比较应满足公式(2)的规定7.3gps网同步环闭合差，即三边同步环中只有2个同步边成果可以视为独立的成果，第三边成果应为其余两边的代数和。由于模型误差和处理软件的内在缺陷，第三边处理结果与前两边的代数和常不为零，其差值不宜超过公式(3)的规定。7.4gps网外业基线预处理结果，其独立闭合环或附合路线坐标闭合差应满足公式(4)的规定。式中：n——闭合环中的边数；σ--相应线别规定精度(按平均边长计算)。8平差计算8.1e级gps控制网是此次城镇地籍更新调查的加密控制。坐标系统采用80洛阳独立坐标系。相关参数为：1975年国际椭球体、投影面171．9m、中央子午线112°30′投影带1.5°补偿带。e级gps控制网总观测点数40个，覆盖范围约20km。gps网整体平差使用南方测绘仪器公司的《南方gps数据处理》软件，本网经平差计算后，平均点位中误差为±1．628mm，平均边长相对中误差为1．6ppm；最弱点点位中误差为±2．65mm，最弱边边长相对中误差为9．28ppm。8.2在基线向量检核符合要求后，以三维基线向量及其相应方差——协方差阵作为观测信息，以一个点的wgs一84系三维坐标作为起算数据，进行gps网的无约束平差。无约束平差须提供各点在wgs_84系下的三维坐标、各基线向量及其改正数和其精度信息。8.3无约束平差中，基线分量的改正数绝对值(vex}ver}vez}应满足公式(5)的规定。否则，认为该基线或其附近的基线存在粗差，应在平差中采用软件提供的自动方法或人工方法剔除，直至满足公式(5)。8.4平差结果应输出在相应坐标系中的三维或二维坐标、基线向量改正数、基线边长、方位、转换参数及其相应的精度信息。8.5基线解算、无约束平差和约束平差(或整体平差)的结构均要求拷贝到磁(光)盘和打印各1份，打印成果要装订成册，并贴上标签，注明资料内容。9结束语9.1gps控制网选点灵活，布网方便，基本不受通视、网形的限制，特别是在地形复杂、通视困难的测区，更显其优越性。但由于测区条件较差，边长较短(平均边长为300m)，基线相对精度较低，个别边长相对精度大于1/10000。因此，当精度要求较高时，应避免短边，无法避免时，要谨慎观测。9.2gps接收机观测基本实现了自动化、智能化，且观测时间在不断减少，大大降低了作业强度，观测质量主要受观测时卫星的空间分布和卫星信号的质量影响。但由于各别点的选定受地形条件限制，造成树木遮挡，影响对卫星的观测及信号的质量，经重测后通过。因此，应严格按有关要求选点，选择最佳时段观测，并注意手机、步话机等设备的使用。9.3gps测量的数据传输和处理采用随机软件完成，只要保证接收卫星信号的质量和已知数据的数量、精度，即可方便地求出符合精度要求的控制点三维坐标。但由于联测已知高程点较少，致使控制点高程精度较低。因此，要保证控制点高程的精度，必须联测足够的已知高程点。参考文献[1]gb/t18314一2001，全球定位系统(gps)测量规范[s].[2]徐绍锉.gps定位技术及在地籍测量中的应用及发展前景fj].中国土地科学，1995,3(4).