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工程测量GPS网平差方法总结--第1页
工程测量GPS网平差方法总结
摘要:本文针对工程测量平面控制网要求相对精度高的特点,找出GPS网
平差需解决的关键问题,给出解决问题的几种具体方法,并对各方法使用条件和
精度进行了对比分析,对实际作业有一定的指导意义。
关键词:工程测量GPS网平差独立坐标系
1引言
GPS技术具有自动化程度高、作业速度快、定位精度高、不受天气条件
限制和经济效益高等优势,在航空、航天、军事、交通、运输、水利、资源勘探、
通信、气象等几乎所有的领域中都广泛应用,在测绘领域更是迅速普及,测量模
式从传统的静态差分相对定位到实时动态测量(RTK)技术,从临时基站RTK
到网络RTK(CORS),其技术不断发展,日新月异,但GPS技术最典型的用途还
是应用静态差分相对定位建立各种精度的控制网。工程测量对控制网的精度要求
有其特殊性,一般对相对精度要求要高于绝对精度,鉴于此,在进行工程测量
GPS网平差时就要考虑其自身的特点,尽量提高控制网的相对精度。本文将从实
践的角度对工程测量GPS网平差的具体方法进行总结。
2工程测量GPS网平差需解决的问题及应对措施
2.1工程测量GPS网平差需解决的问题
GPS网平差,其实质就是在WGS-84坐标系下对基线向量解算和无约束
平差后转换为国家或地方坐标系成果,通常采用固定至少2个已知点数据,强制
约束到国家或地方坐标系。因控制点成果的用途不同,对其精度要求不同,采用
的平差方法也不同,在工程测量中,GPS网等级分为二、三和四等及一、二级,
相对精度要求在1/10000至1/120000之间,特殊工程控制网要求甚至更高。因国
家大地控制网是依高斯投影方法按6°带或3°带进行分带和计算,并把观测成果
归算到参考椭球面上,这样做,便于成果的统一、使用和互算。但倘若直接作为
工程测量GPS网的固定点进行平差,就有可能产生以下问题:
(1)因早期国家控制点精度不高造成内符合精度高的GPS网精度的降
低;
(2)当测区远离中央子午线时,因高斯投影变形大,致使控制网点坐标
反算边长与实测边长存在误差,影响施工放样;
(3)当测区海拔高时,由于实地边长归算到参考椭球面上的长度变形大,
也会产生第2条的问题;
(4)不满足某些特殊需要,如桥梁控制网采用桥轴线坐标系更加方便、
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实用。
2.2应对措施
为了解决以上问题,依照有关规范或课本,一般采取以下方法:
(1)建立抵偿投影面的3°带高斯正形投影平面直角坐标系,通过选择合适
的高程参考面抵消分带投影变形;
建立任意带高斯正形投影平面直角坐标系,通过改变中央子午线抵消投影变
形的影响;
(3)建立具有高程抵偿面的任意带高斯正形投影平面直角坐标系,通过既
改变高程参考面又改变中央子午线的方法,共同抵偿投影变形的影响;
(4)假定平面直角坐标系,以满足特殊要求。
在实际作业中,为提高控制网精度,通常不直接在国家坐标系中建立控
制网,而是采用独立坐标系,同时,为了和国家点保持联系,通常采用挂靠的方
法,即:选取两个控制点,以其中一个控制点为起算点,以两个控制点坐标反算
方位角为起算方位角,以与实地相一致的边长为起算边长,以此计算另一控制点
的新坐
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