康平县二等GPS平面控制网的建立

摘 要 ：本文介绍了康平县二等GPS平面控制网布设、观测、数据处理及精度评定等内容 。

关键词：康平县；GPS；平面控制网

Abstract: This paper introduces the second GPS horizontal control network deployment, observation, data processing and accuracy assessment contents in Kangping.Key words: Kangping; GPS; plane control network

中图分类号：P228.4文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）

1.工程概况

康平县地处辽宁省北部，属沈阳市辖县。为满足县域经济建设需要，需布设覆盖全县区域二等GPS平面控制网，本次工程于2010年11月28日完成全部外业工作。

2. GPS平面控制网的布设

2.1 已有控制资料

2010年7月，沈阳市进行全市域的控制网改造，将市域内各类控制点(国家控制点、地方控制点)进行联测、统一平差，已得到康平县域内现存控制点的康平80城市坐标系地方坐标、1954北京坐标系、1980西安坐标系以及基于SYCGCS2000坐标系统的地心坐标，同时计算得到康平80城市坐标系与各种坐标系统的转换参数。康平80城市坐标系平面精度，边长相对中误差平均值为1:1121万，最弱边中误差1:370万，点位误差平均值为0.28cm，最大点位中误差0.39cm。方位角中误差平均为0.011″，最弱方位角中误差0.04″，精度良好，可作为本次康平县二等GPS平面控制网的起算数据。

2009年建成的沈阳市连续运行参考站共有7个基准站，康平县域内1个，位于县规划和国土资源局楼上，本次可作为检查点使用。

已有平面(康平80城市坐标系)控制点4个：白家窝棚、刘家店、法库帽山、卧牛石。

康平县二等GPS平面控制网坐标系统为康平80城市坐标系。

2.2 GPS控制点的选点与埋设

2.2.1 点位选择的原则

本次康平县二等GPS平面控制网在2010年沈阳市全市域的控制网改造网框架下布设，共布设点位18个，包括新选点位共13个，连续运行参考站点位1个，原有高等级控制点4个，所有点位编号按照IGS标准编号命名。

点位实际选择如下：

①所选点位已覆盖整个康平县。

②所有新选点位均选择在近路口，空旷场地上，交通便利，有利于安全作业，便于安置接收设备和操作，被测卫星的地平高度角均大于15°。

③所有点位附近无大功率无线电发射源，远离高压输电线距离大于50m，附近没有强烈干扰接收卫星信号的物体。

④相邻点间平均距离15km，最小679m（GPS3-GPS4），最大44km（WONU-FKMS）。

2.2.2 GPS点位埋设

点位选好后，按照规范中的标石埋设要求，地面点埋设标石，其规格为0.20m×0.20m×2.20m的花岗岩石柱，柱面上部标有金色“+”对中标识。具体施工方法是：在选定好的地点挖长方型土坑(0.40m×1.20m×2.50m)后，将标石竖直立于坑内，用水泥砂浆浇筑（水泥砂子比例为1:2），最后在标石周围用红砖砌成防护井。GPS1、GPS2、GPS4为罗纹钢钢钉，其规格为0.025m×0.25m，钉在柏油路上便于保存的位置，用红油标记点位，埋设后详细填写点之记。

2.3 GPS平面控制网的观测

采用6台GPS接收机进行同步静态观测， 共观测了6个时段。（其中康平为连续运行参考站基准站，故观测计划未体现）具体观测计划如下：

康平县二等GPS平面控制网布设图如下：

3. GPS外业数据采集及内业数据处理

3.1 GPS外业数据采集

3.1.1野外数据的采集使用美国Ashtech公司生产的Z－Max型双频接收机按静态测量方式完成。根据GPS卫星星历预报制定GPS外业观测计划。

3.1.2天线安置必须严格对中、整平，对点中误差小于1mm，并使定向标志指向磁北。

3.1.3观测时要求至少能锁定4颗健康卫星信号，卫星截止高度角15度，同步观测时间大于90分钟。

3.1.4在天线板上互隔120度的三处量取天线高，互差小于3mm，且前后各量一次取中数。

3.2 基线解算

数据处理采用GAMIT10.34及POWERADJ4.0软件进行解算。6个时段的130条基线均得到双差固定解。进行粗差探测，检查同步环、异步环闭合差、复测基线闭合差，其中同步环闭合差、复测基线闭合差都在误差允许范围内。精度统计如下：

3.2.1 28个同步环闭合差中最大的为0.02cm，限差为±1.20cm ，该闭合环全长73347m 。

3.2.2 16个异步环闭合差中最大的为2.70cm ，限差为±81.60cm ，该闭合环全长64057m。

3.2.3 58条复测基线中长度较差最大的为1.00cm ，其允许值为±3.50cm，该基线为：KANG_TAOD，其边长为7990.51m。

3.3 GPS网平差

3.3.1 本次三维无约束平差在WGS-84系统下进行，选择位于测区BJWP （白家窝堡）的已知WGS84坐标作为起算点进行三维无约束平差。

3.3.2 GPS网二维约束平差

根据康平县二等GPS平面控制网计算比对结果，最终采用“白家窝堡”（编号BJWP）、“刘家店”（编号LUJD）、“卧牛石”（编号WONU）、“法库帽山”（编号FKMS）四点为起算点，二维约束平差统计结果见表3～4：

平面坐标分量改正数统计表

表1

表2

4．结论及建议

康平县二等GPS平面控制网相邻点间平均边长15km，二维约束平差后其最弱边相对中误差为1:177520，小于设计规定的1：120000，精度指标满足设计要求。可作为康平县首级平面控制，但为了沈阳市统一坐标系统，最好统一到1954北京坐标系。因此建议建设单位保护好现有控制点，为该区域再次控制网优化改造时平面控制点起算数据一致打下基础，避免出现系统误差。

作者简介：崔建，男，1963.7出生，工程师，从事城镇规划和测绘专业数据采集、处理工作。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。