城镇GPS控制测量应用案例分析研究

刘行华++秦万英++蒋丽君

摘 要：该文以某城镇资源勘查数字测量为研究背景，论文首先概要分析了GPS-RTK测量技术要素，进而探讨了平面控制测量的技术思路方法及图根控制测量的具体实施流程，包括如何进行GPS静态数据处理及平差精度分析等。

关键词：GPS 资源勘查测量 平差精度 分析

中图分类号：TB22 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）07（b）-0245-02

GPS控制测量工作与经典大地测量工作相类似，按其性质可分为外业和内业两大部分。其中：外业工作主要包括选点（即观测站址的选择）、建立观测标志、野外观测作业以及成果质量检核等；内业工作主要包括GPS测量的技术设计、测后数据处理以及技术总结等。如果按照GPS测量实施的工作程序，则大体可分为这样几个阶段：技术设计；选点与建立标志；外业观测；成果检核与处理。

其作业方法：采用两台（或两台以上）接收机，分别安置在一条（或数条）基线的端点，根据基线长度和要求的精度，按GPS测量系统外业的要求同步观测四颗以上的卫星数时段，时段长度根据测量等级确定。基线测量的精度可达±（5mm+1ppm×D），D为基线长度，以公里计。采取这种作业模式所观测的独立基线边，应构成闭合图形（如三角形、多边形），以利于观测成果的检核，增强网的强度，提高成果的可靠性和精确性。适用范围：

建立国家大地控制网（二等或二等以下）；建立精密工程控制网，如桥梁测量、隧道测量等；建立各种加密控制网，如城市测量、工程点测量、道路测量、勘界测量等；观测中至少跟踪四颗卫星，同时基线边一般不要超过15 km；注意事项：所有已观测基线应组成一系列封闭图形，已利于外业检核，提高成果可靠度。

GPS测量是一项技术复杂、要求严格、耗费较大的工作，对这项工作总的原则是，在满足用户要求的情况下，尽可能地减少经费、时间、和人力的消耗。因此，对其各阶段的工作都要精心设计和实施。

1 任务概述

1.1 测区范围

测区分为新测区与补测区，新测区域包括：某市建国路、柳荫路、胜利大街三个街道的南西北侧15.71 km2，东侧 2.89 km2；常胜路中心区域5.50 km2，东南侧0.36 km2，共计24.46 km2。修补测区域包括：三条道路中心区域 21.37 km2；创新路中心区域 3.28 km2，共计24.65 km2。

1.2 测绘内容

调查内容主要包括：控制测量、地形图测绘、权属调（核）查、资源勘查图测绘、土地利用现状调查、数据入库等内容。控制测量工作：包括测区踏勘、已有控制测量资料收集和分析、控制测量方案设计、加密控制网布设、图根控制测量及控制测量资料整理工作。

2 平面控制测量

该项目分数字化实测、数字化修补测两种情况。以上两种情况的资源测量工作流程都是一致的，需完成基础控制网测量、图根控制测量、数字化采集碎部数据、资源要素采集等工作。

基础控制测量是以国土局提供的已有 GPS三、四等控制测量成果为基础，加密控制网布设为GPS一级网，满足资源勘查测量图根控制加密要求。控制网布设遵循从整体到局部、从高级到低级的布网原则。本项目平面控制网布网等级设计为：GPS四等网→GPS一级网→GPS-RTK图根控制。

2.1 GPS一级控制点选点与埋石要求

GPS控制点的点位选取，与以往的控制点的点位选取方法不完全一致，GPS控制点原则上不要求相邻点位之间需要通视，但是对资源勘查测量而言，考虑到进行资源勘查测量时全站仪对控制点的使用要求，在选点时尽量做到至少应该保证在一个控制点上应该能与另一个控制点之间相互通视。对于资源勘查测量满足图根加密需要的基础控制测量GPS点的选埋，还应根据具体情况作出具体的要求。GPS一级控制点的标石规格按照《城市测量规范》中的有关要求执行，实地选埋时应注意以下几点。

（1）点位尽量选在交通便利、便于作业观测和稳固、易于长期保存的地方，并应考虑能方便其它测量手段利用。点位应选在基础稳定，并易于长期保存的地点。（2）点位周围应视野开阔、便于安全操作。点位应远离高大建筑物，远离大片平静水面，避开大面积幕墙玻璃的反射和折射，以降低多路径效应对GPS卫星信号的影响。（3）点位应远离高压线、大功率无线电发射源或强烈干扰卫星信号的装置。点位距大功率无线电发射源（如电视台、微波站等）的距离不应小于400m；距220kV以上电力线的距离不应小于50m。（4）实地点号标绘时须注意维护城市景观，不得随意在明显的公共建筑、标志性建筑等处用油漆涂绘。

2.2 GPS一级控制网外业数据获取

GPS一级控制网外业观测时，应该首先编写外业调度表，明确每一个测量员的任务，严格按照调度表中规定的任务进行测量，同时要遵守以下要求：

（1）外业GPS观测采用中海达V8 GNSS双频接收机，接收机应在检定有效期内，并提交检定合格的仪器检定资料。（2）GPS观测采用快速静态定位模式进行作业，观测时，应视卫星信号情况、点位环境和基线长度等因素的影响，必要时适当延长观测时间。（3）观测过程中，人员应尽量不靠近天线，且不要在天线附近走动和使用对讲机，使用对讲机应离天线10 m以上；雷雨天气应停止观测，关闭仪器。（4）正确量取并记录天线高，并要求测前、测后量取两次，取平均值为天线高，两次量取差值不得超过 3 mm，否则应重新设站观测。

2.3 GPS 静态数据的处理

（1）新建项目

静态数据处理使用的是中海达 HDS2003 后处理软件，在进行数据解算之前，首先要新建一个项目，确定好项目的名称。对项目的细节的项目单位、施工单位、负责人、测量员、计算员等细节进行设置。对控制网等级进行设置，本项目控制网的等级为一级，规范依据是《全球定位系统（GPS）测量规范2009版》。然后对坐标系进行设置，设置坐标系的原椭球为 WGS84 坐标系椭球，目标椭球为国家80坐标系椭球。地图投影选择高斯3度带投影，中央子午线输入120度，同时对新建坐标系进行命名。

（2）静态基线解算

GPS观测原始数据的记录、存贮及格式转换，须严格保证数据的正确与可靠。然后采用严密、可靠的GPS基线处理软件解算和检核GPS基线向量。

首先导入外业静态观测数据，对每个数据文件分别输入点名和仪器高度，然后对所有基线进行处理。软件对基线处理完后在计算区对话框里显示基线的精度，若有不合格的则显示出不合格基线的条数，在主界面的网图里，算合的基线显示为黑色，不合的基线显示为灰色。

（3）GPS网平差计算

在进行网平差之前，对网图的连通性进行检查，保证网图完全连通后再进行网平差。如果网图没有连通就开始进行网平差，将出现网平差无法收敛的情况，对于网图没有连通，要逐步检查，先检查网图是否被分割成几部分，是否有孤立的测站点或基线，若有则必须删除孤点或分块进行平差。

2.4 平差精度分析

等级控制网平差计算完成后，应进行控制网精度评定、统计计算，精度统计包括以下内容。

独立基线构成的独立环坐标分量闭合差如表1，满足限差的要求。

3 结语

GPS技术的迅速发展，给测绘工作带来了革命性变化，也对资源勘查测量工作，特别是控制测量工作带来巨大的影响。通过平差精度分析，证明了基于GPS技术的资源勘查测量精度达到了一级控制网的精度要求。

参考文献

[1] 詹长根.资源勘查测量学[M].武汉大学出版社，2001.

[2] 金逸民.资源勘查测量与国外资源勘查测量发展现状[J].北京测绘，2009（10）：15-19.endprint

摘 要：该文以某城镇资源勘查数字测量为研究背景，论文首先概要分析了GPS-RTK测量技术要素，进而探讨了平面控制测量的技术思路方法及图根控制测量的具体实施流程，包括如何进行GPS静态数据处理及平差精度分析等。

关键词：GPS 资源勘查测量 平差精度 分析

中图分类号：TB22 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）07（b）-0245-02

GPS控制测量工作与经典大地测量工作相类似，按其性质可分为外业和内业两大部分。其中：外业工作主要包括选点（即观测站址的选择）、建立观测标志、野外观测作业以及成果质量检核等；内业工作主要包括GPS测量的技术设计、测后数据处理以及技术总结等。如果按照GPS测量实施的工作程序，则大体可分为这样几个阶段：技术设计；选点与建立标志；外业观测；成果检核与处理。

其作业方法：采用两台（或两台以上）接收机，分别安置在一条（或数条）基线的端点，根据基线长度和要求的精度，按GPS测量系统外业的要求同步观测四颗以上的卫星数时段，时段长度根据测量等级确定。基线测量的精度可达±（5mm+1ppm×D），D为基线长度，以公里计。采取这种作业模式所观测的独立基线边，应构成闭合图形（如三角形、多边形），以利于观测成果的检核，增强网的强度，提高成果的可靠性和精确性。适用范围：

建立国家大地控制网（二等或二等以下）；建立精密工程控制网，如桥梁测量、隧道测量等；建立各种加密控制网，如城市测量、工程点测量、道路测量、勘界测量等；观测中至少跟踪四颗卫星，同时基线边一般不要超过15 km；注意事项：所有已观测基线应组成一系列封闭图形，已利于外业检核，提高成果可靠度。

GPS测量是一项技术复杂、要求严格、耗费较大的工作，对这项工作总的原则是，在满足用户要求的情况下，尽可能地减少经费、时间、和人力的消耗。因此，对其各阶段的工作都要精心设计和实施。

1 任务概述

1.1 测区范围

测区分为新测区与补测区，新测区域包括：某市建国路、柳荫路、胜利大街三个街道的南西北侧15.71 km2，东侧 2.89 km2；常胜路中心区域5.50 km2，东南侧0.36 km2，共计24.46 km2。修补测区域包括：三条道路中心区域 21.37 km2；创新路中心区域 3.28 km2，共计24.65 km2。

1.2 测绘内容

调查内容主要包括：控制测量、地形图测绘、权属调（核）查、资源勘查图测绘、土地利用现状调查、数据入库等内容。控制测量工作：包括测区踏勘、已有控制测量资料收集和分析、控制测量方案设计、加密控制网布设、图根控制测量及控制测量资料整理工作。

2 平面控制测量

该项目分数字化实测、数字化修补测两种情况。以上两种情况的资源测量工作流程都是一致的，需完成基础控制网测量、图根控制测量、数字化采集碎部数据、资源要素采集等工作。

基础控制测量是以国土局提供的已有 GPS三、四等控制测量成果为基础，加密控制网布设为GPS一级网，满足资源勘查测量图根控制加密要求。控制网布设遵循从整体到局部、从高级到低级的布网原则。本项目平面控制网布网等级设计为：GPS四等网→GPS一级网→GPS-RTK图根控制。

2.1 GPS一级控制点选点与埋石要求

GPS控制点的点位选取，与以往的控制点的点位选取方法不完全一致，GPS控制点原则上不要求相邻点位之间需要通视，但是对资源勘查测量而言，考虑到进行资源勘查测量时全站仪对控制点的使用要求，在选点时尽量做到至少应该保证在一个控制点上应该能与另一个控制点之间相互通视。对于资源勘查测量满足图根加密需要的基础控制测量GPS点的选埋，还应根据具体情况作出具体的要求。GPS一级控制点的标石规格按照《城市测量规范》中的有关要求执行，实地选埋时应注意以下几点。

（1）点位尽量选在交通便利、便于作业观测和稳固、易于长期保存的地方，并应考虑能方便其它测量手段利用。点位应选在基础稳定，并易于长期保存的地点。（2）点位周围应视野开阔、便于安全操作。点位应远离高大建筑物，远离大片平静水面，避开大面积幕墙玻璃的反射和折射，以降低多路径效应对GPS卫星信号的影响。（3）点位应远离高压线、大功率无线电发射源或强烈干扰卫星信号的装置。点位距大功率无线电发射源（如电视台、微波站等）的距离不应小于400m；距220kV以上电力线的距离不应小于50m。（4）实地点号标绘时须注意维护城市景观，不得随意在明显的公共建筑、标志性建筑等处用油漆涂绘。

2.2 GPS一级控制网外业数据获取

GPS一级控制网外业观测时，应该首先编写外业调度表，明确每一个测量员的任务，严格按照调度表中规定的任务进行测量，同时要遵守以下要求：

（1）外业GPS观测采用中海达V8 GNSS双频接收机，接收机应在检定有效期内，并提交检定合格的仪器检定资料。（2）GPS观测采用快速静态定位模式进行作业，观测时，应视卫星信号情况、点位环境和基线长度等因素的影响，必要时适当延长观测时间。（3）观测过程中，人员应尽量不靠近天线，且不要在天线附近走动和使用对讲机，使用对讲机应离天线10 m以上；雷雨天气应停止观测，关闭仪器。（4）正确量取并记录天线高，并要求测前、测后量取两次，取平均值为天线高，两次量取差值不得超过 3 mm，否则应重新设站观测。

2.3 GPS 静态数据的处理

（1）新建项目

静态数据处理使用的是中海达 HDS2003 后处理软件，在进行数据解算之前，首先要新建一个项目，确定好项目的名称。对项目的细节的项目单位、施工单位、负责人、测量员、计算员等细节进行设置。对控制网等级进行设置，本项目控制网的等级为一级，规范依据是《全球定位系统（GPS）测量规范2009版》。然后对坐标系进行设置，设置坐标系的原椭球为 WGS84 坐标系椭球，目标椭球为国家80坐标系椭球。地图投影选择高斯3度带投影，中央子午线输入120度，同时对新建坐标系进行命名。

（2）静态基线解算

GPS观测原始数据的记录、存贮及格式转换，须严格保证数据的正确与可靠。然后采用严密、可靠的GPS基线处理软件解算和检核GPS基线向量。

首先导入外业静态观测数据，对每个数据文件分别输入点名和仪器高度，然后对所有基线进行处理。软件对基线处理完后在计算区对话框里显示基线的精度，若有不合格的则显示出不合格基线的条数，在主界面的网图里，算合的基线显示为黑色，不合的基线显示为灰色。

（3）GPS网平差计算

在进行网平差之前，对网图的连通性进行检查，保证网图完全连通后再进行网平差。如果网图没有连通就开始进行网平差，将出现网平差无法收敛的情况，对于网图没有连通，要逐步检查，先检查网图是否被分割成几部分，是否有孤立的测站点或基线，若有则必须删除孤点或分块进行平差。

2.4 平差精度分析

等级控制网平差计算完成后，应进行控制网精度评定、统计计算，精度统计包括以下内容。

独立基线构成的独立环坐标分量闭合差如表1，满足限差的要求。

3 结语

GPS技术的迅速发展，给测绘工作带来了革命性变化，也对资源勘查测量工作，特别是控制测量工作带来巨大的影响。通过平差精度分析，证明了基于GPS技术的资源勘查测量精度达到了一级控制网的精度要求。

参考文献

[1] 詹长根.资源勘查测量学[M].武汉大学出版社，2001.

[2] 金逸民.资源勘查测量与国外资源勘查测量发展现状[J].北京测绘，2009（10）：15-19.endprint

摘 要：该文以某城镇资源勘查数字测量为研究背景，论文首先概要分析了GPS-RTK测量技术要素，进而探讨了平面控制测量的技术思路方法及图根控制测量的具体实施流程，包括如何进行GPS静态数据处理及平差精度分析等。

关键词：GPS 资源勘查测量 平差精度 分析

中图分类号：TB22 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）07（b）-0245-02

GPS控制测量工作与经典大地测量工作相类似，按其性质可分为外业和内业两大部分。其中：外业工作主要包括选点（即观测站址的选择）、建立观测标志、野外观测作业以及成果质量检核等；内业工作主要包括GPS测量的技术设计、测后数据处理以及技术总结等。如果按照GPS测量实施的工作程序，则大体可分为这样几个阶段：技术设计；选点与建立标志；外业观测；成果检核与处理。

其作业方法：采用两台（或两台以上）接收机，分别安置在一条（或数条）基线的端点，根据基线长度和要求的精度，按GPS测量系统外业的要求同步观测四颗以上的卫星数时段，时段长度根据测量等级确定。基线测量的精度可达±（5mm+1ppm×D），D为基线长度，以公里计。采取这种作业模式所观测的独立基线边，应构成闭合图形（如三角形、多边形），以利于观测成果的检核，增强网的强度，提高成果的可靠性和精确性。适用范围：

建立国家大地控制网（二等或二等以下）；建立精密工程控制网，如桥梁测量、隧道测量等；建立各种加密控制网，如城市测量、工程点测量、道路测量、勘界测量等；观测中至少跟踪四颗卫星，同时基线边一般不要超过15 km；注意事项：所有已观测基线应组成一系列封闭图形，已利于外业检核，提高成果可靠度。

GPS测量是一项技术复杂、要求严格、耗费较大的工作，对这项工作总的原则是，在满足用户要求的情况下，尽可能地减少经费、时间、和人力的消耗。因此，对其各阶段的工作都要精心设计和实施。

1 任务概述

1.1 测区范围

测区分为新测区与补测区，新测区域包括：某市建国路、柳荫路、胜利大街三个街道的南西北侧15.71 km2，东侧 2.89 km2；常胜路中心区域5.50 km2，东南侧0.36 km2，共计24.46 km2。修补测区域包括：三条道路中心区域 21.37 km2；创新路中心区域 3.28 km2，共计24.65 km2。

1.2 测绘内容

调查内容主要包括：控制测量、地形图测绘、权属调（核）查、资源勘查图测绘、土地利用现状调查、数据入库等内容。控制测量工作：包括测区踏勘、已有控制测量资料收集和分析、控制测量方案设计、加密控制网布设、图根控制测量及控制测量资料整理工作。

2 平面控制测量

该项目分数字化实测、数字化修补测两种情况。以上两种情况的资源测量工作流程都是一致的，需完成基础控制网测量、图根控制测量、数字化采集碎部数据、资源要素采集等工作。

基础控制测量是以国土局提供的已有 GPS三、四等控制测量成果为基础，加密控制网布设为GPS一级网，满足资源勘查测量图根控制加密要求。控制网布设遵循从整体到局部、从高级到低级的布网原则。本项目平面控制网布网等级设计为：GPS四等网→GPS一级网→GPS-RTK图根控制。

2.1 GPS一级控制点选点与埋石要求

GPS控制点的点位选取，与以往的控制点的点位选取方法不完全一致，GPS控制点原则上不要求相邻点位之间需要通视，但是对资源勘查测量而言，考虑到进行资源勘查测量时全站仪对控制点的使用要求，在选点时尽量做到至少应该保证在一个控制点上应该能与另一个控制点之间相互通视。对于资源勘查测量满足图根加密需要的基础控制测量GPS点的选埋，还应根据具体情况作出具体的要求。GPS一级控制点的标石规格按照《城市测量规范》中的有关要求执行，实地选埋时应注意以下几点。

（1）点位尽量选在交通便利、便于作业观测和稳固、易于长期保存的地方，并应考虑能方便其它测量手段利用。点位应选在基础稳定，并易于长期保存的地点。（2）点位周围应视野开阔、便于安全操作。点位应远离高大建筑物，远离大片平静水面，避开大面积幕墙玻璃的反射和折射，以降低多路径效应对GPS卫星信号的影响。（3）点位应远离高压线、大功率无线电发射源或强烈干扰卫星信号的装置。点位距大功率无线电发射源（如电视台、微波站等）的距离不应小于400m；距220kV以上电力线的距离不应小于50m。（4）实地点号标绘时须注意维护城市景观，不得随意在明显的公共建筑、标志性建筑等处用油漆涂绘。

2.2 GPS一级控制网外业数据获取

GPS一级控制网外业观测时，应该首先编写外业调度表，明确每一个测量员的任务，严格按照调度表中规定的任务进行测量，同时要遵守以下要求：

（1）外业GPS观测采用中海达V8 GNSS双频接收机，接收机应在检定有效期内，并提交检定合格的仪器检定资料。（2）GPS观测采用快速静态定位模式进行作业，观测时，应视卫星信号情况、点位环境和基线长度等因素的影响，必要时适当延长观测时间。（3）观测过程中，人员应尽量不靠近天线，且不要在天线附近走动和使用对讲机，使用对讲机应离天线10 m以上；雷雨天气应停止观测，关闭仪器。（4）正确量取并记录天线高，并要求测前、测后量取两次，取平均值为天线高，两次量取差值不得超过 3 mm，否则应重新设站观测。

2.3 GPS 静态数据的处理

（1）新建项目

静态数据处理使用的是中海达 HDS2003 后处理软件，在进行数据解算之前，首先要新建一个项目，确定好项目的名称。对项目的细节的项目单位、施工单位、负责人、测量员、计算员等细节进行设置。对控制网等级进行设置，本项目控制网的等级为一级，规范依据是《全球定位系统（GPS）测量规范2009版》。然后对坐标系进行设置，设置坐标系的原椭球为 WGS84 坐标系椭球，目标椭球为国家80坐标系椭球。地图投影选择高斯3度带投影，中央子午线输入120度，同时对新建坐标系进行命名。

（2）静态基线解算

GPS观测原始数据的记录、存贮及格式转换，须严格保证数据的正确与可靠。然后采用严密、可靠的GPS基线处理软件解算和检核GPS基线向量。

首先导入外业静态观测数据，对每个数据文件分别输入点名和仪器高度，然后对所有基线进行处理。软件对基线处理完后在计算区对话框里显示基线的精度，若有不合格的则显示出不合格基线的条数，在主界面的网图里，算合的基线显示为黑色，不合的基线显示为灰色。

（3）GPS网平差计算

在进行网平差之前，对网图的连通性进行检查，保证网图完全连通后再进行网平差。如果网图没有连通就开始进行网平差，将出现网平差无法收敛的情况，对于网图没有连通，要逐步检查，先检查网图是否被分割成几部分，是否有孤立的测站点或基线，若有则必须删除孤点或分块进行平差。

2.4 平差精度分析

等级控制网平差计算完成后，应进行控制网精度评定、统计计算，精度统计包括以下内容。

独立基线构成的独立环坐标分量闭合差如表1，满足限差的要求。

3 结语

GPS技术的迅速发展，给测绘工作带来了革命性变化，也对资源勘查测量工作，特别是控制测量工作带来巨大的影响。通过平差精度分析，证明了基于GPS技术的资源勘查测量精度达到了一级控制网的精度要求。

参考文献

[1] 詹长根.资源勘查测量学[M].武汉大学出版社，2001.

[2] 金逸民.资源勘查测量与国外资源勘查测量发展现状[J].北京测绘，2009（10）：15-19.endprint