工程测绘说明书-gps控制网设计

山东科技大学测绘10-1班第六节用卫星定位技术建立工程控制网

卫星定位技术的优势有哪些？卫星定位技术与常规控制及测量技术相比，有许多优点，如不要求控制点间通视网的几何形状几点之间的距离长短可以不受限制外业时间基本上不受天气条件的约束内外业和结合、自动化程度高，等等。卫星定位技术用于测图控制网、工程控制网和变形监测控制网的另一优点是可以同时得到控制点的三维坐标，也会就是说，能够同时获得控制点的平面坐标和高程。一GPS网的基准设计

GPS网的基准设计就是设计GPS往事应当明确GPS定位测量最终提供的点位坐标属于什么坐标系统和高程系统。GPS的卫星坐标是WGS-84坐标系统的坐标，GPS定位测量所得到的坐标也就属于WGS-84坐标，而城市河工程测量一般需要国家或地方坐标系坐标，因此需要将GPS所测的坐标进行转换。布测GPS网时，需联测一定数量的国家或地方坐标的已知控制点，以便将GPS点的WGS-84坐标转换为国家或地方坐标。GPS定位测量所取得的高程属于WGS-84大地高程，GPS网布设时，如果联测一定数量的水准高程点，则可将GPS大地高程转换为水准高程。

所以，设计GPS网时，联测一定数量的具有国家或地方坐标系坐标的控制点和具有水准高程的控制点，以便将观测的GPS点的WGS-84坐标转换为国家或地方坐标，将GPS大地高程转换为水准高程，这便是GPS网基准设计的基本内容。

GPS基准设计中，首先要考虑的应当是联测测区内附近高等级的具有WGS-84坐标的控制点，通过GPS观测数据处理，GPS点能够获得高精度的WGS-84坐标。然后，根据测图或工程需要，联测一定数量高等级的国家或地方坐标系的控制点（一般3个以上），联测一定数量的水准高程点（一般5个以上）。联测的点又叫公共点，设计时要求公共点点位分布均匀。二、GPS网形设计

1.同步观测环与GPS网形结构GPS定位技术应用于工程控制测量主要是按照静态相对定位的模式进行。所谓相对定位，就是用两台以上的GPS接收机，分别安置在地面不同的控制点上，同时对相同的GPS卫星（4颗以上）进行同步观测，根据对卫星的观测数据，，解算出两点之间的三维坐标差（又叫基线向量），已知其中一点的三维坐标，便可求得另一点的三维坐标。如果同时用三台GPS接收机进行相对定位，可以同时结算三条基线向量，三条基线向量构成同步观测环。如果同时用四台GPS接收机进行相对定位，可以同时结算六条基线向量。如图3-25所示，用N台接收机进行相对定位，可以同时结算出N(N-1)/2条基线向量，构成多个同步三角形观测环。GPS网形实际实质上就是将不同时间段GPS同步观测图形连成一定的网形。同步观测图形之间连接的方式有点连接、边连接和边点混合连接几种方式。图3-26为用三台GPS接收机进行多个时段观测的GPS网形结构。图3-26（a）为三个同步时间段之间的，连接网形；图3-26（b）为五个同步时间段之间的边连接网形，有四条重复观测边；图3-26（c）为四个同步时间段之间的边点混合连接网形，有两条重复观测边。显然，同样的GPS点数，（a）的工作量最小，（b）网的工作量最多，（C）网适中，但是（b）网的精度最高。对于GPS导线网形，可以认为是用两台GPS接收机按静态相对定位的方法分别在不同时间段测量相邻两点基线边，从已知点开始用解算的坐标差求取个GPS点的坐标值GPS网的构成是相邻观测基线的点连接。

2.独立基线与必要观测基线前已述及，用N台接收机进行相对相对定位，每个时间段可以同时结算出N(N-1)/2条观测基线，其中，有N-1条是独立基线。因为其中任意一条基线可以用其余N-1条基线计算出来。例如图3-25中（a）（b）(c)同步观测环独立基线个数分别为1、2、3。图3-26中，（a）(b)（c）网的独立基线个数分别为6、10、8。GPS网中，设网点数为n其中有一个点的坐标已知，要求其余N-1个未知点的坐标必须要测定N-1条基线向量。也可以说必要观测基线数为N-1条。图3-26中，（a）（b）(c)网，假如已知点都是一个未知点个都是6个则必要观测基线数都是6条。显然，多余观测基线个数分别为0、4、2条。《工程测量规范》规定，独立观测基线总数不以少于必要观测基数的1.5倍。照此规定图3-26中（a）(b)（c）网中独立基线条数分别为1.0、1.7、1.3倍。如果每个网中都有2个已知坐标点，则必要观测基线条数分别为5条，多余观测技基数分别为5条，多余观测基数分别为1、5、3条，独立基线条数分别为必要观测基数是1.2、2.0、1.6倍。3.异步观测环在构成闭合多边形环路的所有基线向量中，只要有非同步观测基线向量，则该多边形闭合环路叫做异步观测环，简称异步环。不同时间段观测的独立基线组成的闭合环都是异步环。《工程测量规范》规定，GPS控制网应由独立观测边构成一个或若干个闭合环或附合路线，各等级控制网中构成闭合环或符合路线的边数不宜多于6条。综上所述，GPS网形设计在某种意义上又叫观测时段设计。GPS网形设计是采用点连接或边连接或边点混合连接的方式将各时间段观测的基线连接成一定的网形。采用边连接的GPS网有较多是重复观测基线，网的精度比采用点连接的GPS网精度高。高精度的工程控制网设计时，应采用边连接的网形结构，一般测图控制网采用边点混合连接既可保证精度要求。三、GPS网精度计算对于GPS网，网设计完成后要对精度进行精度估算。根据GPS观测使用的接收机台数N，选区全部或N-1条独立基线设计GPS网是观测图形，根据精度要求，确定观测方案。详细原理见第八章中有关内容。四、GPS网观测纲要设计

选点要求：

GPS网形设计完成后，要到实地选定并埋设标石。点位选定要求周围高度角15°以上不应有障碍物，点位附近不应有强的电磁波辐射源。根据设计的GPS网形和精度等级，确定观测时间段的长度，制定观测实施计划。观测日期拟定后，用GPS接收机数据处理软件依据测区概略经纬度河高程作出卫星预报（卫星对观测站的几何图形强度因子PDOP值应小于6），最终确定观测时间段。

GPS网设计的最后部分应提出何种软件进行数据处理机最终提供的成果。由于对空中卫星观测条件的限制，GPS定位测量不能完全取代工程控制测量。GPS定位测量与导线测量和水准测量相结合，是工程测量的主要方法。用GPS—RTK技术测定测图用的图根控制点，目前也是较为广泛应用的一种方法。需要注意的是，测量时要求卫星条件要好（至少5颗卫星以上），流动站点距离基准点不能太远，而且要有2~3个以上的已知控制点作为检核。GPS网与导线网相配合的方式布设控制网A△△C1○2○。。。。。7○8○。。。。。13○○143○4○。。