【摘　要】　本文作者在深入研究全球定位系統(tǒng)（GPS）靜態(tài)定位原理的基礎(chǔ)上，結(jié)合多年生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，就城市GPS控制網(wǎng)的布網(wǎng)原則、等級(jí)劃分、作業(yè)方法及成果整理要求進(jìn)行了探討。通過(guò)全面質(zhì)量控制以確保城市GPS控制網(wǎng)測(cè)量成果符合現(xiàn)行測(cè)量規(guī)范的要求。
【關(guān)鍵詞】　GPS 基線向量 約束平差

全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System，縮寫(xiě)GPS）是美國(guó)第二代衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。該系統(tǒng)以其全能性（陸地、海洋、航空和航天）、全球性、全天候、連續(xù)性和實(shí)時(shí)性的導(dǎo)航定位功能，已被廣泛地應(yīng)用于各種等級(jí)精度的城市控制測(cè)量中。如何對(duì)城市GPS控制網(wǎng)施測(cè)進(jìn)行有效的質(zhì)量監(jiān)控，將會(huì)直接影響到成果的測(cè)量精度。為此，筆者結(jié)合多年的生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，就如何有效保證城市GPS控制網(wǎng)測(cè)量精度制定了一套質(zhì)量控制措施，以供城市測(cè)量GPS用戶(hù)參考。
一、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
※　中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《全球定位系統(tǒng)（GPS）測(cè)量規(guī)范》GB/T 18314-2001
※　中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《全球定位系統(tǒng)城市測(cè)量技術(shù)規(guī)范》CJJ 73-97
※　中華人民共和國(guó)測(cè)繪行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《全球定位系統(tǒng)（GPS）測(cè)量型接收機(jī)檢定規(guī)程》CH 8016-95
※　中華人民共和國(guó)測(cè)繪行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《測(cè)繪產(chǎn)品檢查驗(yàn)收規(guī)定》CH 1002-95
二、專(zhuān)業(yè)技術(shù)設(shè)計(jì)
（一）等級(jí)劃分
根據(jù)《全球定位系統(tǒng)（GPS）測(cè)量規(guī)范》和《全球定位系統(tǒng)城市測(cè)量技術(shù)規(guī)程》中規(guī)定的城市各級(jí)GPS控制網(wǎng)相鄰點(diǎn)間平均距離，要求在城市GPS控制網(wǎng)布設(shè)時(shí)，其相鄰點(diǎn)間平均距離應(yīng)符合表1要求。同時(shí)，允許相鄰點(diǎn)的最小距離可為平均距離的1/3~1/2，最大距離可為平均距離的2~3倍。考慮到南方地區(qū)丘陵、山地地形復(fù)雜，因此，在南方地區(qū)布設(shè)C級(jí)GPS控制網(wǎng)時(shí)，其平均邊長(zhǎng)限制可根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)放寬到20~25公里，同時(shí)規(guī)定邊長(zhǎng)超過(guò)25公里的同步環(huán)應(yīng)增測(cè)一個(gè)時(shí)段，以確保GPS測(cè)量數(shù)據(jù)的質(zhì)量。

城市各級(jí)GPS控制網(wǎng)平均邊長(zhǎng) 　　　　　表1（單位：km）

（二）精度設(shè)計(jì)
根據(jù)GPS控制網(wǎng)相鄰點(diǎn)間基線長(zhǎng)度精度計(jì)算公式：

式中：σ為標(biāo)準(zhǔn)差，單位mm；
d為相鄰點(diǎn)間距離，單位mm。
計(jì)算得到各級(jí)GPS控制網(wǎng)最弱邊相對(duì)中誤差限差，同時(shí)規(guī)定了觀測(cè)相應(yīng)等級(jí)GPS控制網(wǎng)時(shí)所選GPS接收機(jī)標(biāo)稱(chēng)精度不應(yīng)低于表2的要求。布設(shè)一級(jí)、二級(jí)GPS控制網(wǎng)時(shí)，由于邊長(zhǎng)通常都較短，如用最弱邊相對(duì)中誤差來(lái)評(píng)定控制網(wǎng)精度則很難達(dá)到要求，因此，《全球定位系統(tǒng)城市測(cè)量技術(shù)規(guī)程》中規(guī)定了當(dāng)邊長(zhǎng)小于200米時(shí)，則以其邊長(zhǎng)中誤差應(yīng)小于20毫米為限差要求。

城市各級(jí)GPS控制網(wǎng)最弱邊相對(duì)中誤差　　　　　　表2

（三）編寫(xiě)技術(shù)設(shè)計(jì)書(shū)
根據(jù)測(cè)量任務(wù)需要，收集測(cè)區(qū)范圍既有的測(cè)量資料、有關(guān)地形圖、交通圖、測(cè)區(qū)總體建設(shè)規(guī)劃和近期發(fā)展方面資料，進(jìn)行資料分析研究，必要時(shí)進(jìn)行實(shí)地勘察，按照最優(yōu)化原則進(jìn)行室內(nèi)圖上設(shè)計(jì)。同時(shí)，根據(jù)控制網(wǎng)的精度設(shè)計(jì)要求編寫(xiě)技術(shù)設(shè)計(jì)書(shū)，技術(shù)設(shè)計(jì)書(shū)應(yīng)包含如下內(nèi)容：
※　項(xiàng)目來(lái)源：介紹項(xiàng)目的來(lái)源、性質(zhì)。
※　測(cè)區(qū)概況：介紹測(cè)區(qū)的地理位置、氣候、人文、經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r、交通條件、通訊條件等。
※　工程概況：介紹工程目的、作用、要求、等級(jí)（精度）、完成時(shí)間等。
※　技術(shù)依據(jù)：介紹作業(yè)所依據(jù)的測(cè)量規(guī)范、工程規(guī)范、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等。
※　施測(cè)方案：介紹測(cè)量所采用的儀器、采取的布網(wǎng)方法等。
※　作業(yè)要求：介紹外業(yè)觀測(cè)時(shí)的具體操作規(guī)程、技術(shù)要求等，包括儀器參數(shù)的設(shè)置（如采樣率、截止高度角等）、對(duì)中精度、整平精度、天線高的量測(cè)方法及精度要求等。
※　觀測(cè)質(zhì)量控制：介紹外業(yè)觀測(cè)的質(zhì)量要求，包括質(zhì)量控制方法及各項(xiàng)限差要求等。
※　數(shù)據(jù)處理方案：說(shuō)明詳細(xì)的數(shù)據(jù)處理方案，包括基線解算方法、網(wǎng)平差處理方法等。
技術(shù)設(shè)計(jì)書(shū)經(jīng)過(guò)總工程師審批后即生效，后續(xù)所有工作都必須按照技術(shù)設(shè)計(jì)書(shū)設(shè)計(jì)的要求進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)施。
三、外業(yè)施測(cè)
（一）選點(diǎn)埋石
GPS控制網(wǎng)點(diǎn)位選擇應(yīng)符合技術(shù)設(shè)計(jì)的要求，點(diǎn)位基礎(chǔ)堅(jiān)實(shí)穩(wěn)定、易于長(zhǎng)期保存、方便觀測(cè)，視野開(kāi)闊、交通方便，并應(yīng)遠(yuǎn)離大功率無(wú)線電發(fā)射源。利用舊點(diǎn)時(shí)，應(yīng)檢查舊點(diǎn)的穩(wěn)定性、可靠性和完好性，符合技術(shù)設(shè)計(jì)要求的方可使用。
城市各級(jí)GPS控制網(wǎng)可參照下圖所示選用相應(yīng)的標(biāo)石類(lèi)型。如C級(jí)、D級(jí)、E級(jí)選用Ⅰ類(lèi)、Ⅱ類(lèi)、Ⅲ類(lèi)，一級(jí)、二級(jí)選用Ⅳ類(lèi)。埋石時(shí)，各層標(biāo)志中心嚴(yán)格在同一鉛垂線上，其偏差不得大于2毫米。強(qiáng)制對(duì)中裝置的對(duì)中精度不得大于1毫米。