GPS控制网的优化设计及外业应用原理

1、 观测精度选择随意性较大,但是精度的高低直接关系到沉降观测成败。对沉降观测精度选择既不能太高也不能太低,要合理适宜,适合工程特性的需要。既不造成无谓的浪费也要保证观测结果的准确性。这样,本人认为一般高层及重要的建(构筑物在首次观测过程中适用精密仪器的设备(高级水准仪、铟合金尺等在±0.001以上,部分按二等以上水准测量方法,采用放大率倍数较大的S2或S3水准仪进行观测。(2在沉降观测过程中,沉降量与时问关系曲线不是单边下行光滑曲线,而是起伏状现象。这就分析原因,进行修正。第二次观测出现回升,而以后各次观测又逐渐下降。可能是首次观测精过低,若回升超过5mm时,第一次观测作废,若回升5m

2、m内,第二次与第一次调整标高一致。曲线在某点突然回升。原因:水准点或观测点被碰动所致且水准点碰动后标高低于碰前标高,观测点碰后高于碰前。处理措施:取相邻另一观测点的相同期间沉降量作为被碰观测点之沉降量。曲线自某点起渐渐回升原因:一般是水准点下沉所致。措施:确定水准点下沉值,与高级水准点符合测量,确定下沉度。测定地面高程随时间变化的工作。地壳运动、开采矿藏或天然气、抽取地下水等均能引起地面高程变化。局部地区地面高程在短期内发生较大变化,对房屋、地下管道、道路、桥梁和水坝等有严重的破坏作用。城市和工业区地面的持续下沉甚至危及整个城市和工业区的安全。地表沉降观测可以定量地了解地面的升降。进行地表沉降

3、观测,要在测区内选定适量的水准点作为地面观测点,并埋设标志,同时在沉降范围外的稳定处设置适量的基准点,也可把基准点设在沉降范围内,但必须设法使基准点高程不受地表沉降影响。在一个测区内至少要设置3个基准点 ,以便通过联测验证其稳定性。从基准点出发用精密水准测量方法测定各观测点的高程。不同日期两次测得同一观测点的高程之差,即代表地面高程在这两次观测期间的变化。根据大量的地表沉降观测资料,可以分析沉降规律,预计沉降的发展趋势。GPS控制网的优化设计及外业应用原理孙斌辽宁省测绘基础设施管理中心辽宁沈阳110034摘要:为了解决GPS控制网优化设计问题,得出在布网方案和平差模型方面都与经典网不同的情况下

4、,GPS控制网优化设计的方法,从经典控制网优化设计着手,推导了GPS控制网优化设计及外业应用的精度估算指标、可靠性估算指标,并在此基础上总结出了GPS控制网优化设计及外业应用的方法。关键词:GPS网优化设计估算指标外业作业1、GPS的基础知识GPS是全球定位系统(Global Positioning System的英文缩写,它是随着现代化科学技术的发展而建立的第一代精密卫星定位系统。主要介绍GPS卫星定位系统发展的特点、以及GPS定位技术的应用前景。2、GPS的特点相对于测量技术来说,GPS定位技术主要有一下特点:1.观测站之间无需通视2.定位精度高3.观测时间短4.提供三维坐标3、GPS系统

5、的应用前景用GPS信号可以进行海、陆、空、地的导航,大地测量和工程测量的精密定位,时间传递和速度测量等。在测绘领域,GPS定位定位技术已用于建立高精度的大地测量控制网,测定地球动态参数;在工程测量方面,它也发挥着及其重要的作用;同时GPS定位技术也用于测定航空航天摄影瞬间相机的位置,可在无地面控制或仅有少量地面控制点的情况下进行航测快速成图,引起了地理信息系统及全球遥感监测的技术革命。4、GPS网优化设计GPS控制网的优化设计是实施GPS测量的基础性工作,它是在网的精确性、可靠性和经济性方面,寻求GPS控制网设计的最佳方案。根据GPS测量特点分析可知,GPS网需要以一个点的坐标为定位基准,而此

6、点的精度高低直接影响到网中各基线向量的精度和网的最终精度。同时由于GPS网的尺度含有系统误差以及同地面网的尺度匹配问题,所以有必要提供精度较高的外部尺度基准。由于GPS网的精度与网的几何图形结构无关,且与观测权相关甚小,而影响精度的主要因素是网中各点发出基线的数目及基线的权阵。因此,提出了GPS网形结构强度优化设计的概念,讨论增加的基线数目、时段数、点数对GPS网的精度、可靠性、经济效益的影响。同时,经典控制网中的三类优化设计,即网的加密和改进问题,对于GPS网来说,也就意味着网中增加一些点和观测基线,故仍可将其归结为对图形结构强度的优化设计。综上所述,GPS网的优化设计主要归结为两类内容的设

7、计:(1GPS网基准化的优化设计。(2GPS网图形结构强度的优化设计,其中包括:网的精度设计能力的可靠性设计,网发现系统差能力的强度设计。5、外业作业原则在外业作业进行GPS控制测量作业设计时,一方面要考虑经济问题,目的在于缩短野外作业时间,节约资金,使测量费用指标达到最优。另一方面,要有较多的多余观测,以提高观测成果的精度和可靠性。同时还必须考虑各待测点的点位精度的均匀性和各观测时段的独立性。基于这些因素,作业设计原则是:1、GPS网中各待测点的设站次数应相同;2、优先测量点间距离较近的点,同时沿最短距离欠站;3、应该联测相距较远的高等级已知点;4、GPS网中各待测点每次重复设站都使用不同的

8、接受机。外业作业方案GPS控制网外业观测方案 2010年第07期 时段接受机编号最长基线(km时段观测长度(minI II III IV1点号1436 6.503024219711.8460 3211089 5.1330 437361921 5.7230 538353637 6.0930 633313435 6.2930 73032333812.3260 82927323013.6760 928263127 5.7230 10242528299.1645 1116131724 5.8730 12512161411.2560 131625 6.5030 14711122 6.2630 15815

9、1311 6.2730 1620181715 4.9620 1726251823 4.2020 1834232022 3.4120 1922151019 6.2530注:观测时段长度结合规范和以前的观测经验确定6、数据处理GPS测量数据处理基本步骤:粗加工、预处理、基线解算平差处理、坐标转换和高程转换。这里我们只简单介绍粗加工和预处理。1、粗加工在进行基线解算之前,首先需要从接收机上下载原始的GPS观测值数据,至少应当有:观测值文件;星历参数文件。有些接收机还另外列出了测站信息文件、电离层参数和UTC参数文件。2、数据预处理为了获得GPS观测基线向量并对观测成果进行质量检核,首先要进行GPS数

10、据的顶处理,根据预处理结果对观测数据的质量进行分析并做出评价,以确保观测成果和定位结果的预期精度。7、数据预处理为了获得GPS观测基线向量并对观测成果进行质量检核,首先要进行GPS数据的顶处理,根据预处理结果对观测数据的质量进行分析并做出评价,以确保观测成果和定位结果的预期精度。参考文献:1.赵长胜编著.GPS控制网设计与数据处理.北京:教育科学出版社,2.刘基余等编著.全球卫量定位原理与应用M.北京:测绘出版社,3.刘大杰,施一民等编著.全球定位系统(GPS的原理与数据处理.同济大学出版社,1996年浅谈高等级公路施工中桥头跳车问题的研究张磊山东省滨州公路工程总公司山东256600摘要:简述

11、桥头跳车的原因及其对行车速度的影响,并从理论与施工上论述解决高等级公路桥头跳车的措施。关键词:公路桥头跳车地基路基路面处理方法1、前言目前,已投入使用的高等级公路(包括高速公路中,普遍存在一个问题:路面在台背回填处出现不同程度的沉降断裂(沉降值一般为1030cm,有的甚至超过60cm,使车辆通过时产生跳跃和冲击,从而对桥涵和路面造成附加的冲击荷载,使司机和乘客感到颠簸不适,甚至造成车辆大幅度减速,严重的可导致交通事故(特别是车辆机械事故。因此,如何解决高等级公路桥头跳车问题,本文提出了一点肤浅的认识与见解,从理论与施工上进行了摸索和探讨。2、桥头跳车产生的原因及其对行车速度的影响2.1桥头跳车

12、产生的原因2.1.1地基土质不良造成的沉降桥涵通常位于沟壑地段,地下水位较高,且多属软土。由于软土一般都具有天然含水量高、孔隙比大、压缩性强和抗剪强度低等特点,在软土上填筑路基,便极易产生沉降(包括瞬时沉降、固结沉降和次固结沉降。同时,桥头路基填筑高度较其它地段大,产生基底应力相对较大,更易引起地基沉降,特别是工后沉降较大。2.1.2台背填料压缩引起路基的沉降台背填料因含水份,存在孔隙,施工中采取任何措施也难将填料颗粒间的孔隙完全消除。在公路自重及车辆的垂直荷载与振动荷载作用下,孔隙率逐渐降低,填料逐渐压缩,密实度逐渐增大,便在一定期限内产生路基沉降。根据有关资料调查研究:当土堤压实度为95%

13、时,每米填土工后的沉降约为1cm。2.1.3刚柔突变引起的沉陷跳车刚度不同的路面在跳车处所产生的振动效果不同,柔性材料对能量的吸收要比刚性材料大。由于结构物桥台一般采用刚性很大的坚石砌筑或钢筋混凝土浇注而成,具有较大的整体刚度,属刚性体;显然,道路与结构物桥台之间存在着较大的刚度差,这个刚度差的存在必然引起道路与结构物桥台之间产生较大的塑性变形,相对差和较大的刚度突变,势必增强桥头跳车的振动效果。2.2桥头跳车对行车速度的影响由于桥台背沉陷、断裂而形成了台阶,使车辆的行驶速度受到不同程度的影响。车速的降低幅度与台阶高度、路面类型、道路等级、车辆类型和行驶的初速度等有关。根据实地观察和有关资料调查表明,当桥头台阶达1.5cm时,对车速就产生明显的影响,台 2010年第07期 GPS控制网的优化设计及外业应用原理作者:孙斌作者单位:辽宁省测绘基础设施管理中心,辽宁沈阳,11