广州GPS平面控制网扩建与使用..doc

摘 要：为了满足 2015 年地铁新线建设规划，广州地铁对 GPS 控制网进行了扩建。本文介绍了扩建控制网的图形设计、测量、数据处理以及精度评价等环节的主要内容。并结合在工程中的实际使用效果，对控制网的改进和使用提出了建议，可为类似 GPS 控制网测量和使用提供参考。 关键词：扩建；基线；精度；平差 0引言 2004 年广州建立了覆盖整个广州城区的三等 GPS 控制网（以下简称为原网）。2009 年为了满足2015 年地铁新线建设规划，广州进行了 GPS 控制网的扩建（以下简称为扩建网）。控制网扩建的主要原因有：①原网是在二等 GPS“孤”点的基础上建立的三等控制网，由于没有建立二等控制框架网，原网的整体精度有待提高；②控制网的整体性不强。原网建成后，根据线路建设需要，在原网的基础上进行了几次局部扩网；③对已建成的三等 GPS 控制网进行复测。 1网形设计 1.1设计原则扩建网的设计原则有：①技术指标需满足规范要求；②扩建网既要满足在建线路的需要又要满足 2015 年新增线路需要；③应建立二等 GPS 框架网。 1.2扩建网构成如图 1，GPS 扩建网由二等 GPS 框架网和三等 GPS 控制网构成。其中：二等 GPS 框架网 39个、原网旧点 103 个和新增线路 GPS 控制网 45 个。多边形以三边形和四边形为主，并且要求闭合环中的边不数最多超过 6 条。 新增点位的选点和标石埋设均满足规范要求。 2外业观测 GPS 控制网观测具体参数见表 1。 3数据处理 数据处理采用框架网和三等网的整网平差，并将控制网纳入广州市平面基准进行平差计算。坐标系统采用广州市平面坐标系统。 3.1起算点选择 起算点的选择原则：①所选择的起算点应达到较高精度、具有良好的兼容性；②原则上采用广州市二等以上城市高等级控制点作为起算，在条件许可的情况下还应尽量采用广州市二等网的框架点作为起算；③所选用的起算点在网中应尽量均匀分布，网形薄弱处应适当增加起算点，确保全网更好地得到控制。 3.2基线解算 3.2.1框架网基线解算框架网的基线解算采用Trimble 公司的处理软件 TGO（Trimble Geomatic Office）来完成，选取广播星历进行解算。在解算中每一条基线都按双差固定解来解算。同时，根据同步和异步闭合环的闭合差值及时了解基线的质量情况。 二等框架网共解算独立基线 94 条，其中最长边27072.680m，最短边 2515.092m，平均边长 10803.095m。基线长度 0～10km 有 48 条，10～20km 有 43 条，超过 20km 有3 条。 3.2.2三等 GPS网基线解算采用 Trimble 公司的处理软件 TGO 来完成，利用了广播星历进行解算，每一条基线都要求双差固定解。根据设计网形和同步、异步闭合环的闭合差值及时了解基线的质量情况。 三等 GPS 网全网共解算独立基线 431 条，其中最长边15332.38m，最短边 593.084m，平均边长 4074.27m。基线长度 0～3km 有 331 条，5～10km 有 96 条，超过 10km 有 4 条。 3.3整网平差平差计算采用后处理软件 TGPPSWfor WIN32完成。 整网平差以地铁框架网中的二等 GPS 控制点作为骨架点，将地铁框架网和三等 GPS 控制网合并在一起作整体平差，从而直接得到二等 GPS 框架网和三等 GPS 网坐标成果。 3.3.1异步环闭合差及重复基线检验整网共由 187个点组成，实际采用独立观测基线向量共 525 条，其中有78 条重复观测向量，共组成闭合环 261 个。 在 261 个闭合环中，其坐标差分量、环闭合差全部满足《全球定位系统城市测量技术规程》要求。最大环闭合差为 6.30ppm（限差要求为 9.50ppm），最小为 0.06ppm；闭合环差值 0～2ppm 有 172 个，2～4ppm 有 75 个，4～6ppm 有 12个，6～8ppm 有 2 个。 重复基线较差最小为 0.21ppm，最大为 18.06ppm（限差 31.5ppm），重复基线较差平均为 3.68ppm。重复基线较差 0～2ppm 有 36 个，2～4ppm 有 26 个，4～6ppm 有 12 个，大于 6ppm 有 4 个。 3.3.2 WGS-84无约束平差以二等 GPS 控制点 WS作为固定点，以其绝对定位的 WGS-84 坐标为起算点数据，平差后基线向量的改正值分布情况见表 2。