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GPS平面控制在松花江富锦公路大桥河床地形图测量中的应用
| [摘 要] GPS定位技术以其精度高、速度快、费用省、操作简单等特性被广泛应用于各类控制测量中。我们一般将应用GPS卫星定位技术建立的控制网叫GPS网。归纳起来大致可以将GPS网分为全球或全国的高精度GPS网和区域性的GPS网，本文从理论上阐述GPS控制网（区域性的GPS网）的建立与应用。骆驼论文网 [关键词]GPS控制网；数据处理；平差计算；精度分析；骆驼论文网 松花江富锦公路大桥河床地形图测量范围上起松花江下游595km，下至松花江下游620km，航道里程约25km。河段内河道宽浅、支汊众多、洲滩罗列，全河段有13个主要碍航浅滩群，拟建富锦大桥位于绥滨～富锦浅滩群之间，富锦市附近，距同江市三江河口约70km，北岸与绥嘉公路相连接，南岸与同三公路相连接。富锦公路大桥的建成将大大方便绥滨县～富锦市的水上交通。成为既佳木斯公路大桥之后的又一条重要的交通枢纽。骆驼论文网 松花江为季节性封冻河流，河道水量充沛。多年平均径流量为655.8亿m3，多年平均流量为2074m3/s，多年平均输沙量为1038.6万t，多年平均含沙量为0.158kg/m3。年内水文过程一般为：4月中下旬开始流凌，5～6月为枯水期，7～8月为洪水期，10～11月为秋季枯水期，11月中旬～4月上旬为封冻期。水量年内分配不均，畅流期径流量占全年总量的80%。骆驼论文网 1.2 GPS平面控制网布设骆驼论文网 河床地形图测量为该桥通航论证报告提供依据。在布设该工程控制网时，要充分考虑到陆域部分与岛屿部分不同的施工工期和施工特点；同时还需做好既从现实的微观上去考虑正在施工的部分，为其做好技术服务，又要从整体的宏观上去考虑远期需要建设的部分。因此根据本工程的特点和资料收集情况，GPS平面控制网采用统一布网、统一实施的方案：即首先利用已收集的控制点（4个点），并以此为待定点布设首级控制网；布设二级加密控制网（网形图见图1-1）。本次测量共布设控制点21个，连接方式采用边点混合连接。骆驼论文网 GPS观测的技术要求见表1.1骆驼论文网 1.3 观测成果的外业检核骆驼论文网 对野外观测资料首先进行复查，内容包括：成果是否符合调度命令和规范要求；进行的观测数据质量分析是否符合实际，经过基线解算后，应进行如下项目的检核：每个时段同步观测数据的检核、重复观测边的检核、同步观测环的检核、异步观测环的检核。本次测量数据处理软件采用的是HDS2003 全球版数据处理软件。骆驼论文网 1.4 GPS网平差处理骆驼论文网 在各项质量检核符合要求后，以所有独立基线组成闭合图形，以三位基线向量及其相应方差协方差阵作为观测信息，以一个点的WGS-84系三维坐标作为起算数据。进行GPS的无约束平差。骆驼论文网 在无约束平差确定的有效观测量基础上，在国家坐标系或城市独立坐标系下进行三维约束平差或二维约束平差。约束点的已知点坐标，已知距离或已知方位，可以作为强制约束的固定值，也可作为加权观测值。骆驼论文网 无约束平差中，基线向量的改正数绝对值应满足下式：骆驼论文网 式中，为该等级基线的精度。骆驼论文网 语术平差中，基线向量的改正数与剔除粗差后的无约束平差结果的同名基线相应改正数的较差（，，）应符合下式要求：骆驼论文网 式中，为相应等级基线的规定精度。骆驼论文网 1.5 精度评定骆驼论文网 平面控制网共布设E级GPS点21个。GPS网观测基线网形为边点混合连接式，由24个同步环构成，有54条基线，平均基线长度为1.7km，重复设站率为1.8（技术方案要求≥1.6）。基线解算及网平差采用中海达测绘仪器公司提供的GPS数据处理软件“HDS 2003”。解算基线时，卫星高度角设置为≥15度，有效卫星数≥4颗。采用单基线模式解算基线，采用符合要求的双差固定解作为最终成果。计算结果显示，10条复测基线最大较差为0.9cm（限差为±2.8cm）；24个同步环中全长相对闭合差最大为5.61ppm（限差为15ppm）；5个异步环中，水平坐标分量最大为+2.2cm（限差为±7.8cm）；异步环中全长闭合差最大为±3.2cm（限差为±9.0cm）。骆驼论文网 基线解算质量检验符合要求后，由若干异步环组合成平差计算网图，以一个点的WGS-84系坐标为起算数据，进行WGS-84坐标系下GPS网无约束平差。求得其余各点在WGS-84系下的三维坐标，各基线向量三个分量的改正数，基线边长以及点位和边长的精度信息。无约束平差后，点位误差最大为±0.7cm；各基线向量分量的改正数最大为+1.3cm（限差为±2.9cm）；最弱边长相对中误差为1/159427。约束平差和无约束平差同名基线向量分量相应改正数的较差最大为0.9cm（限差为±3.5cm）。约束平差后的最弱边长相对中误差为1/211927（限差为1/3万），最弱点坐标中误差 mx、my最大为±0.3cm（限差为±0.8cm）；最弱点点位中误差为±0.4cm。骆驼论文网 由上述论证可知，经过对GPS网形布设、点位选取、数据预处理和GPS网平差后，各项基线参数满足规范规定的限差。经约束平差后的成果精度超出了规范的限差，属于可靠成果。骆驼论文网 随着GPS定位技术的发展，GPS测量精度很大程度上超过了常规测量所能达到的精度。本次GPS控制网在松花江富锦公路大桥河床地形图测量中得到了很好的应用。 |
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