采用不同起算点对GPS控制网平差成果的影响及分析

2015-06-05樊宽林

水电站设计 2015年1期

关键词：弱点测区点位

王渊，樊宽林，李禺

（四川中水成勘院测绘工程有限责任公司，四川成都 610072）

采用不同起算点对GPS控制网平差成果的影响及分析

王渊，樊宽林，李禺

（四川中水成勘院测绘工程有限责任公司，四川成都 610072）

本文结合水电工程建设在高精度控制测量方面的实际需要，分析了不同起算点对GPS控制网平差成果产生的影响，提出了GPS控制网联测IGS跟踪站的网形选择原则，具有一定的实用价值。

GPS；IGS；平差；分析

0 前言

由于GPS（Global Position System全球定位系统）具有高精度、全天候、高效率、测站间无需通视、网形及边长不受限制、操作简便、应用广泛等特点，在许多领域已经逐步取代了常规边角网控制测绘技术，广泛应用于大地测量、航空摄影测量、工程测量、地质灾害应急测量等多等级、多用途的控制测量中。

IGS（International GNSS Service）即国际GNSS服务，是由国际大地测量协会（IAG）协调的一个永久性GPS服务机构，IGS无偿地向全球用户提供各种GPS信息服务，如GPS精密星历、地球自转参数、跟踪站坐标和运动速率、GPS跟踪站的时钟信息、电离层和对流层数据、GPS卫星的高质量轨道和预测轨道以及每日所有跟踪站的观测数据信息等。

在水电水利工程建设中，通常需要建立高精度的施工控制网或者变形监测网（简称控制网），为了获取控制网的绝对位置和尺度基准，通常采用与IGS跟踪站联测的方法解决。那么采用不同IGS跟踪站作起算点对平差成果将产生什么影响？采用什么样的网型才能获得更高精度的控制成果？作者就这两个问题进行了一定的分析。

1 工程概况

某水电站施工测量控制网由12个墩标点组成，其点位分布情况见图1。数据采集使用12台GPS双频接收机连续观测8 h，数据处理采用的是美国麻省理工学院的GAMIT／GLOBK软件。

结合实际情况，我们筛选了三种不同起算点组成的常用图形结构进行了数据分析，如图2、3、4的三种网形，IGS跟踪站名称分别是CHUM、SHAO、PIMO、CHAN；CHUM、SHAO、LHAZ、CHAN；CHUM、SHAO、PIMO、HYDE。

图1 施工测量控制网点位分布

就作起算点的IGS跟踪站与需要平差计算的控制网点位置关系而言，在图2的网形中，控制网在IGS站控制范围边缘外侧；在图3的网形中，控制网远离IGS站控制范围；在图4的网形中，控制网完全在IGS站的控制范围之内。

2 不同网形的平差成果比较

根据图2、3、4的不同IGS跟踪站作为固定控制点的控制网网形，进行约束平差后，分别形成成果1、2和3，见表1。

图2 控制网在IGS站控制范围边缘外侧

图3 控制网远离IGS站控制范围

图4 控制网完全在IGS站控制范围内

表1 三种不同网形平差成果

3 不同网形对平差成果精度的影响分析

从表1中的平差成果可知：第一种平差的最弱点为4号点，点位中误差为±8.3 mm，次弱点为9号点，点位中误差为±7.8 mm；第二种平差的最弱点为9号点，点位中误差为±6.9 mm，次弱点为4号点，点位中误差为±6.8 mm；第三种平差的最弱点为4号点，点位中误差为±4.7 mm，次弱点为9号点，点位中误差为±4.3 mm。

在第一种图形中，IGS跟踪站不能控制测区，且离测区较远时，平差得到的成果精度最低；第二种图形IGS跟踪站不能控制测区，但有一个跟踪站离测区较近，平差得到的成果精度稍微有所提高，但不显著，且最弱点和次弱点发生了变化；在第三种图形中，测区在IGS跟踪站控制范围内且有比较好的图形结构，平差得到的成果精度最好。

可见，测区在IGS跟踪站控制范围内，并能获得类似图4的控制网网形进行平差计算，一般就可以获得较其他两种图形结构精度更好的成果。