GPS网阀布设及数据处理

周家兴
（广西国土测绘院）

　　全球定位系统（GPS），是通过接收GPS卫星发出的定位信息，准确求定GPS接收机自身位置的系统。该技术已经广泛应用于经济建设、国防建设和科学技术的各个领域。由于GPS定位精度高和其它诸多的优点，使得GPS成为控制测量的主要技术手段。
　　一、GPS网的布设
　　1、GPS网的布设有三种基本方法：
　　（1）点连式：相邻同步图形之间以一个公共点连接，这种方式形成的控制网，其网形坚固强度较差。
　　（2）边连式：相邻同步图形之间采用一条公共基线连接，这种方式形成的GPS控制网，几何强度较高，也具有较好的可靠性。
　　（3）网连式：相邻同步网之间有两个以上的公共点相连接，该方法一般要求4台以上的接收机同时进行观测，其几何强度和可靠性指标是相当高的，可以用于三、四等甚至更高等级的控制测量。因此，在实际工作中我们通常布设的是网连式GPS网。
　　布设常规的测量控制网主要考虑图形的设计和权比问题，而布设GPS网主要研究基准位置的选取和图形结构的设计。因此，在设计GPS网时应改变常规的测量控制网中的一些观念，主要从GPS网的基准问题和独立基线向量的选取以及异步环的设计着手，同时合理安排仪器数、观测顺序，设计出最佳的观测方案。
　　应该注意的是，GPS网的内附合精度是很高的，但常规的大地控制点本身存在的点位误差，在坐标转换时将影响到GPS网的平差精度，使GPS网产生扭曲。因此，在选择联测的常规大地控制点时，对等级较低的军控点、城控点等控制点，尽可能不用，特别是不同系统的控制点不要混用。
　　二、测量数据处理
　　1、坐标系转换
　　常规控制测量可以直接获得地面上点与点之间的各种相对关系量，如距离、高差、方向角等。而GPS接收机的观测值是GPS卫星发射的无线电信号，要想得到这些点位的边长、坐标等数值，必须通过特定的专业化软件，对GPS接收机的大量观测数据，进行各种繁杂耗时的求解和运算才能得到。而得到的这些坐标，是属于WGS-84坐标系以及地心坐标等的，因此必须转换为国家坐标系，即在设计GPS网时要联测一定数量的高登记的已知三角点、控制点。
　　2、基线的解算
　　当GPS数据采集后来后，要进行一系列的解算。首先是基线的解算，如果接收到的GPS卫星信号不好，或者GPS信号有遮挡，那么基线就有可能解算不出来。因此，在解算基线的过程中应将不健康的卫星信息剔除，才能获得合格的基线解，以此保证后面的解算是可信的。
　　3、三维无约束平差
　　取得了合格的基线解以后，再构成GPS网图，进行GPS网的三维无约束平差。三维无约束平差的目的是全面考核GPS网的内部精度。因此，首先利用网中独立基线构成平差网，然后选取网中最佳伪距定位结果的某一点，作为全网的坐标起算点，进行基线向量网在WGS-84坐标系的三维无约束平差。检查GPS网的同步环闭合差，异步环闭合差，复测基线相对较差，点位中误差，相对中误差等，以保证GPS网的精度和可靠性，在GPS网的平差过程中，还需高等级的已知三角点、控制点，才能获得平面控制点的GPS高精度坐标。
　　4、二维无约束平差
　　二维无约束平差是先以网内起算点的不同观测时段的最佳伪距定位结果的平均值作为坐标起算点，再根据各基线向量在三维无约束平差的基线向量解算值，形成三维方差协方差阵，然后用平移、变换的方法转换成1954年北京坐标系或其它所需坐标系中的高斯平面直角坐标，并进行平差计算。
　　三、小结
　　GPS定位成果的坐标转换和平差，其工作量很大，必须要借助于计算机软件和高性能计算机才能完成，国内现有的各种GPS网后处理软件都能较好的完成这项工作。因此，对GPS接收机的观测数据的后处理，其过程看似复杂，但采用了GPS网后处理软件和高性能的计算机，其处理数据的速度是很快的。
　　GPS定位技术在测量领域的应用，作为一种崭新的测量手段，具有精度高、速度快、经济效益高、较少受气候和控制点是否通视的影响。由于GPS技术具有传统的测绘技术所无法比拟的优点，已成为工程测量的主要技术手段。

参 考 文 献
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