摘要：控制網(wǎng)測量的結(jié)果關(guān)系到工程施工的質(zhì)量的好壞，工程質(zhì)量主要是有可靠的施工技術(shù)實現(xiàn)的。GPS控制網(wǎng)測量技術(shù)是工程施工中目前最理想的空間定位技術(shù)，GPS技術(shù)不僅定位精確，提高了工作效率，而且可以減輕人們的勞動強度。本文主要進(jìn)行探討GPS在淮南控制網(wǎng)中的應(yīng)用，并對GPS控制網(wǎng)的設(shè)計、觀測及精度進(jìn)行分析，提出了一些提高GPS定位精度的方法。
　　關(guān)鍵詞：GPS技術(shù)；淮南控制網(wǎng)；定位準(zhǔn)確；應(yīng)用
　　引言：全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(NavigationSatelliteTimingandRanging／globalPositioningSystem)簡稱GPS，GPS系統(tǒng)主要是以衛(wèi)星為基礎(chǔ)的無線電衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)導(dǎo)航衛(wèi)星進(jìn)行測量距離和時間。GPS系統(tǒng)具有全能性（陸地、海洋、航空和航天）全球性、全天候、連續(xù)性和實時性的導(dǎo)航定位和定時功能，并且抗干擾能力強，精度高，實時性強，能為各類用戶提供精確的三維坐標(biāo)。
　　隨著GPS衛(wèi)星軌道精度的提高，數(shù)據(jù)處理模型的完善，GPS測量技術(shù)在我國得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。1998)．GPS技術(shù)是當(dāng)今世界上最高新的技術(shù)之一，它給測繪和3S行業(yè)帶來了一場新的技術(shù)革命，大大提高了工作效率，減輕了勞動強度，提高了定位精度。在全面啟動“數(shù)字淮南”之際，面對信息化進(jìn)程的飛速發(fā)展，礦區(qū)的塌陷使淮南區(qū)域范圍內(nèi)大部分控制點遭到破壞，目前僅剩下的控制點已不能滿足城市測量工作的需要。現(xiàn)采用GPS技術(shù)的方法在淮南1600平方公里范圍內(nèi)布設(shè)四等GPS控制網(wǎng)，確定淮南城市1980西安坐標(biāo)系與1954年北京坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換關(guān)系，為城市測量、工程測量、地籍與房產(chǎn)測量、規(guī)劃建設(shè)提供服務(wù)。
　　一、測區(qū)概況
　　測區(qū)位于安徽省淮南市，地處安徽省中部偏北，位于淮河中游，淮河兩岸，在江淮丘陵與淮北平原的過渡帶。舜耕山及八公山繞淮南市老城區(qū)的南部及西部。南與合肥市的長豐縣接壤，西南與六安市的壽縣、霍邱縣相連，西及西北與阜陽市的潁上縣，亳州市的利辛、蒙城縣交界，東北與蚌埠市的懷遠(yuǎn)縣相交。測區(qū)的地理坐標(biāo)為：東經(jīng)116°20′—117°13′、北緯32°22′—33°00′。
　　二、技術(shù)依據(jù)與作業(yè)設(shè)備
　　1、技術(shù)依據(jù)
　　測量技術(shù)主要根據(jù)國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布的《全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范》簡稱《GPS規(guī)范》GB/T18314-2009；國家城鄉(xiāng)建設(shè)環(huán)境保護(hù)部頒布的《全球定位系統(tǒng)城市測量技術(shù)規(guī)程》簡稱《GPS規(guī)程》CJJ73-97為主要的技術(shù)依據(jù)[1]。
　　2、作業(yè)設(shè)備
　　使用天寶5800II雙頻接收機4臺，出廠時各項指標(biāo)全部合格，作業(yè)前通過了安徽省測繪局儀器檢定站的檢測，性能和精度均符合規(guī)范要求，標(biāo)稱精度為（3+1ppm）。
　　3、GPS網(wǎng)布設(shè)方案
　　在進(jìn)行GPS網(wǎng)布設(shè)前，現(xiàn)根據(jù)衛(wèi)星預(yù)報的衛(wèi)星分布情況，選擇最佳的時間進(jìn)行外業(yè)的數(shù)據(jù)采集，并且應(yīng)該保證外業(yè)采集數(shù)據(jù)的質(zhì)量，這樣可以方便做好GPS網(wǎng)測量的方案。通過進(jìn)行測量得知，淮南市四等控制網(wǎng)總控制面積1600平方公里，由105個待定點和五個已知C級點構(gòu)成。采用點連式和邊連式觀測方法，最長基線17607.977米，最短基線1696.252米，基線平均長度4979米。施測29條復(fù)測基線，最大較差8mm，較差允許值97mm。三邊形同步環(huán)211個,三邊形同步環(huán)相對閉合差最大3.892ppm，ΔX=0.014m，ΔY=-0.028m，ΔZ=-0.023m，Δ3D=0.038m。異步環(huán)25個，異步環(huán)相對閉合差最大7.020ppm,ΔX=0.027m，ΔY=-0.032m，ΔZ=-0.047m，Δ3D=0.063m。重復(fù)設(shè)站數(shù)1.99。
　　4、GPS網(wǎng)的施測
　　基本技術(shù)要求
　　衛(wèi)星
　　高度角 有效觀測衛(wèi)星數(shù) 平均重復(fù)設(shè)站數(shù) 時段長度（min） 數(shù)據(jù)
　　采樣間隔（s） 幾何強度因子PDOP
　　≥15 ≥4 ≥1.6 ≥60 15 6
　　在實際觀測過程中，由于受外界因素的影響，個別長邊觀測時間達(dá)到90分鐘。在進(jìn)行作業(yè)時，應(yīng)該嚴(yán)格按照操作規(guī)范進(jìn)行操作，并且應(yīng)該在保證基本作業(yè)的原則下，作業(yè)人員對測站的環(huán)境、基線與時段的長短進(jìn)行綜合分析，以靈活掌握觀測時間和采取必要措施．同時為確保數(shù)據(jù)安全，及時將數(shù)據(jù)輸入微機存盤。
　　三、基線解算階段的質(zhì)量控制分析
　　1、GPS基線解算的精度一方面取決于誤差改正模型與周跳的剔除,另一方面取決于衛(wèi)星的軌道。廣播星歷是預(yù)報星歷,在有SA政策時,它的精度為100m左右,無SA政策時,其精度一般為10m左右,而精密星歷是后處理星歷,它是通過分布在全球的GPS跟蹤站,進(jìn)行定軌而得到的,它的精度高。選擇廣播星歷或精密星歷對基線結(jié)果的精度影響很大。所以,選擇一種高精度的衛(wèi)星星歷是非常必要的。一般采用IGS精密星歷,所以本網(wǎng)的基線解算采用IGS精密星歷[2]。基線解算采用天寶商用軟件TrimbleBusinessCenter進(jìn)行，以雙差固定解做為最終結(jié)果。對一些在整體處理中不合格的基線，采用改變基準(zhǔn)衛(wèi)星，刪除產(chǎn)生周跳及信號受影響大的數(shù)據(jù)，對不合格的基線進(jìn)行獨立處理。處理后基線水平精度最大誤差9mm。平均誤差5mm。復(fù)測基29條，最大較差8mm。
　　2、同步環(huán)閉合差的檢驗
　　同步環(huán)閉合差是有同步觀測基線所組成的閉合環(huán)的閉合差，由于同步觀測基線間具有一定的內(nèi)在聯(lián)系，從而使得同步環(huán)閉合差在理論上應(yīng)總是為0的。如果同步環(huán)閉合差超限，則說明組成同步環(huán)的基線中至少存在一條基線向量是錯誤的。但反過來，如果同步環(huán)閉合差沒有超限，只能認(rèn)為靜態(tài)基線在質(zhì)量上，絕大部分情況下是合格的[3]。通過對同步環(huán)閉合環(huán)進(jìn)行檢驗得出：全網(wǎng)使用4臺機觀測，產(chǎn)生211個獨立三邊同步環(huán)，同步環(huán)閉合差小于二分之一限差的有76%，
　　3、異步環(huán)閉合差的檢驗
　　異步環(huán)是指不是完全由同步觀測基線所組成的閉合環(huán)，有同步環(huán)閉合差可知，當(dāng)異步環(huán)閉合差滿足限差要求時，則表明組成異步環(huán)的基線向量的質(zhì)量是合格的。當(dāng)異步環(huán)閉合差不滿足限差要求時，則表明組成異步環(huán)的基線向量中至少有一條基線向量的質(zhì)量不合格。要確定出哪些基線向量的質(zhì)量不合格可以通過多個相鄰的異步環(huán)或重復(fù)基線來進(jìn)行，通過進(jìn)行檢驗得出：全網(wǎng)使用4臺機觀測，產(chǎn)生25個異步環(huán)異步環(huán)閉合差小于二分之一限差的有85%。
　　四、四等GPS網(wǎng)平差的分析
　　本網(wǎng)使用TrimbleBusinessCenter軟件進(jìn)行嚴(yán)密平差，在約束平差之前，先在WGS—84坐標(biāo)系統(tǒng)下進(jìn)行無約束平差，對網(wǎng)的內(nèi)部附合質(zhì)量進(jìn)行檢驗，無約束平差通過后，在1980西安坐標(biāo)系下進(jìn)行約束平差，以C級GPS點223、225、292、335四點為起算點，C級GPS點264作未知點處理，平差結(jié)果顯示X坐標(biāo)較差2mm,Y坐標(biāo)較差11mm。網(wǎng)最弱點D099中誤差10mm，最弱邊D045—D044的相對中誤差為1/406467。由上述分析可知，整個GPS網(wǎng)內(nèi)部符合精度完全達(dá)到GPS網(wǎng)的精度要求。
　　五、坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換
　　通過網(wǎng)平差后即可獲取WGS-84系的高精度3維地心坐標(biāo)，而實際工作中使用的1980西安坐標(biāo)系或1954年北京坐標(biāo)系，必須通過轉(zhuǎn)換參數(shù)。本網(wǎng)采用測區(qū)周圍8個C級點做為重合點算出4個轉(zhuǎn)換參數(shù)，（2個平移參數(shù)，1個旋轉(zhuǎn)參數(shù)和1個尺度因子。最終求得測區(qū)所有點1980西安坐標(biāo)系和1954年北京坐標(biāo)系之坐標(biāo)。坐標(biāo)轉(zhuǎn)換精度均在3mm內(nèi)。精度可靠。
　　六、結(jié)論與建議
　　通過在淮南市控制網(wǎng)運用的GPS測量技術(shù)可以得知：相對于傳統(tǒng)的測量技術(shù)，運用GPS進(jìn)行測量城市控制網(wǎng)不僅測量精確度高，而且提高了工作的效率，減少勞動強度。由此可見，GPS新技術(shù)能夠為今后工程建設(shè)提供可靠技術(shù)基礎(chǔ)，隨者GPS技術(shù)在各應(yīng)用領(lǐng)域的日益普及，它將發(fā)揮著更加重要的作用。
　　
　　參考文獻(xiàn)：
　　[1]岳迎春；明祖濤；吳北平：《控制網(wǎng)測量的新技術(shù)應(yīng)用工程》地球物理學(xué)報；2009,6(1)：78--81
　　[2]邵曉明：《GPS技術(shù)在城市控制網(wǎng)改造中的應(yīng)用》測繪技術(shù)裝備；2003,5(1):16--21
　　[3]陳炳超；羅成；覃振康；包華海；陳依靜；蘇愛國：《城市GPS控制網(wǎng)的建設(shè)問題研究》廣西師范學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版）；2005,22(3)：69--75