电子信息论文发表GPS网在航道测量中的精度分析

来源：职称论文发表咨询网作者：qifan时间：2013-07-19 10:24

　　摘要：本文章以某工程水深地形测量为任务，本次测量范围北至Toure Drive公路转弯处灯塔往CoCo Beach方向500m处，南至Ocean Road公路水产码头，东至印度洋约4km，水域面积约16 km2 。为满足该范围工程测图的需要，须对测区进行GPS平面控制测量。为了尽可能提高测图精度，便于后续工作的实施，采用D级GPS网的静态观测方法。

　　关键词：GPS网,精度检验,质量检核

　　一、GPS网的设计和观测

　　1. GPS网的布设和网形的设计

　　在布设GPS网时根据测区实际需要和交通状况进行设计。GPS网的点与点间不要求每点通视，但考虑到以后施工测量点位加密的需要，尽量保证每点都有1～2个通视方向。在进行GPS网形设计时，考虑到网形强度的问题，设计采用边连接的布网方式。GPS网由若干个独立观测环构成，网中每个闭合环或附合线路中的边数符合表1的规定。非同步观测的GPS基线向量边，按软件功能自动挑选独立基线构成环路。如果某条基线观测质量比较差，根据实际情况按所设计的网图选取基线。为求定GPS点在当地WGS84系统中的坐标，GPS新埋点与测区内已知的高等级点进行联测。

　　2. GPS观测

　　(1)GPS观测执行情况

　　在实际外业观测过程中,使用2台Trimble 5700型、2台 Trimble R6 Model 2型GPS接收机，同时在4个观测点上进行同步观测, 同时观测有效卫星数≥4颗，有效观测卫星总数≥4颗, 时段长度≥60分钟, 数据采样间隔为15s。测量员到达站点后，对中整平，安置好接收机使其处于静置状态，然后再连接天线。其中，对中误差小于1mm，天线基座上的圆水准气泡严格居中。

　　(2)遇到的问题

　　由于本次测量工作在国外实施，起算资料的收集具有一定难度，且需要时间。在工作初期，没有起算资料的情况下，GPS网的平差计算只进行WGS84椭球下的无约束平差。

　　平差后得到的坐标只是各点之间的相对坐标，需要对其精度进行检验。实际工作中，选取了观测边(A4→A2)进行检核。按照《规范》相关要求，观测差值。

　　式中 (mm)为固定误差， (ppm)为比例误差， (km)为观测基线的平均边长。

　　其中，观测平均边长 =1879m，、取表2中的限差值。经计算 =±21.285mm， =±60.203mm。0.038<0.060203，故符合要求。

　　二、内业数据处理及检核

　　1. 内业数据处理

　　每个独立的GPS-D级网观测完成后，作业员及时将外业观测数据利用Trimble Business Center软件进行外业数据的处理。选取截止高度角≥150，基线解算采用广播星历，解算类型为固定解，最小基线观测时间为10分钟，设置基线解算合格标准为：水平精度0.020m+1.0ppm，垂直精度0.040m+1.0ppm，利用Trimble Business Center软件自动处理生成的基线向量，分析处理不合格的基线向量，然后通过查看没有固定解基线的公共卫星、卫星残差等，对残差较大的卫星将该卫星的观测数据禁用，再次处理不合格的基线向量，直到基线向量全部合格为止。

　　基线处理成功后，进行WGS-84坐标系下的自由网平差，首先按照事先设计好的网形提取基线向量构建GPS基线向量网，检查构建好的网的GPS环闭合差报告，确保参与平差的基线向量构成的所有的闭合环都通过(即环闭合差为0)。

　　2.GPS网观测精度评定

　　GPS网的测量中误差按下式计算：

　　其中，为GPS网测量中误差，为GPS网中异步环的个数，为异步环的边数，为异步环的环闭合差，、、为异步环的各坐标分量闭合差。

　　本次观测GPS网各异步环的环闭合差如表5所示：

　　根据(式2)计算，得到GPS网的测量中误差 =8.860mm。

　　根据《规范》要求，GPS网的测量中误差才算符合(其中，为基线测量中误差)。

　　根据(式1)计算，得到 =24.603mm(详见3.(b)表7)。

　　3. 内业计算质量检核

　　下面就此次测量工作中的GPS-D级网的解算质量进行分析：

　　(a) 基线解算结果见表6：

　　基线解算以固定解作为最终结果，根据表6统计，最终解算出来的固定解中的最差水平精度≤0.020，最差垂直精度≤0.040，即相邻点的基线分量中误差水平分量和垂直分量均满足了表5中有关GPS测量基线精度的要求。