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GPS技术在城市工程测量中的应用 摘要：介绍应用徕卡200SGPS接收机建立哈尔滨市哈双公路区段城市控制网的实践，着重介绍了网的布设、平差计算、成果精度及精度分析，以及提高城市GPS控制网测量精度应注意的问题。
关键词：GPS测量；精度分析；平差 1引言为了满足哈尔滨市规划建设、哈双公路建设及1:500数字化测图的需要，我们采用全球定位系统（GPS）建立哈尔滨哈双公路区段城市四等控制网。2 GPS控制网概况2.1布网方案哈双公路区段GPS网的布设既要满足近期公路规划建设的需要，包括工程设计、施工放样、验收等，又要考虑该区长期规划建设及1:500数字化测图、控制点加密的需要。
本着保证测量精度、速度快、费用低的原则布设。布网方案示意图如图1所示。
（1）该区有1995年布设的城市一等点7个，精度良好，地面标志保存完好，均有1954年北京坐标系6。带高斯成果及城市独立坐标系成果。
（2）本网以常规四等工测控制网的密度布设，全网已知点7个，新点65个。精度要求：点位中误差绝对值不大于5cm，各边边长相对精度不低于l/lO0000。
(3)全网以城市一等点N12为起算点，以N12~N06一等点边为起始方向。以边连、点连混合方式连续构成整体网，新点沿公路排列，点间距短且均匀，两端呈弧形，中间弯曲小，似平直伸开；相邻点间基线大多选作独立环边并分段挂在已知点上或跨接到隔点上组成异步环，作为约束的已知点均匀分布在测区两侧。
全网形成较多的同步环、异步环及复测基线，具有较强的几何强度和多余观测。网中最长边7.8km，最短边为0.8km，平均边长约1.5km，本网多余观测基线数与独立基线数之比约1:3，设站2次以上的点数占总点数的60%，该GPS网具有一定的可靠性。
2.2选点要求经过现场踏勘，根据设计要求、GPS测量规范中有关选点的要求及实地自然地理情况确定点位，主要满足如下要求：（1）点位应选在交通方便，便于埋设和易于保护的地方。（2）点位视野要开阔，在高度角大于l5。
的天空不能有遮挡物体。.（3）距点位200m范围内没有大功率无线电发射f源或高压电线。
i(4)考虑常规加密测量方便，点与点之间最好通视。根据上述要求及公路建设的需要，点位基本选在公路两侧，建立永久性标志。
图1布网方案示意图（局部） 2.3外业观测与要求外业观测前制定周密的观测计划。通过微机编制观测计划，设置测区近似经纬度、作业日期及作业起始时间，每天早6点到晚8点时段内可见卫星数直方图和精度因子图，供观测时参考，以避开不佳观测时段，保证观测精度。
为保证整网的点位相对精度，要做好同步观测计划、设站次数计划等，本网要求每点设站尽量在2次以上，为保证今后使用方便，设站中，邻近点基本上都由直接观测基线向量连接，为提高边缘点的精度，网的边缘点尽量与内部点同步观测。本网外业观测共使用4台徕卡200S单频GPS接收机同时完成作业，其具体要求如下：（1）网中所有点的观测尽量安排在每天最佳时段进行，每时段最少同时跟踪4颗卫星，其PDOP值均小于5。
(2)每时段观测60arin，数据采集间隔为15s。(3)在测站上，天线严格整平对中，天线固定标志朝北，测前、测后分别量取天线高，读数精确到毫米。
（4）观测中，观测者要及时观察数据接收情况，如卫星数、信噪比及精度因子变化等，若观测质量不佳，及时联络各测站，延长观测时间。（5）为了确保数据安全，每天的观测数据及时传输至微机保存。
3 GPS数据处理及精度GPS控制网的内业数据处理和基线计算是采用随机购置的SKI软件，网平差采用原武汉测绘科技大学研制的GPSADJ软件包，采用独立基线平差方式进行计算。3.1 GPS基线解算及质量控制做好观测数据的预处理工作是提高GPS网基线解算精度的重要环节。
首先要认真检验每天观测成果的精度和有效性，每天的观测成果都要及时进行基线解算及同步环、异步环三分量闭合差、复测基线较差的统计，对闭合差及较差超限的基线进行适当处理或删除，采取措施复测，以确保整体质量。通过每天的检验工作，对个别误差超限的基线进行删除和开窗得到解决，哈双公路区段GPS网基线质量较高，同步环、异步环、复测基线相对较差均优于限差，如异步环闭合差，全网形成25个异步环，相对闭合差在1ppm以下的占总数的32%，最大相对闭合差为5.6ppm，其精度符合设计要求。
3.2 GPs网的平差在WGS84大地坐标系中的三维无约束平差。为了全面考核GPS网的内部附合精度，以网中城市一等点N12作为全网的坐标起算点，以GPS基线向量为观测值，在WGS84坐标系中进行三维无约束平差，平差后的基线边长的相对精度，最弱边相对精度为1/150000，相对精度均值约为1/50。
本GPs网达到了较好的内部附合精度。GPS网的二维约束平差。
1954年北京坐标系的平差是在北京54参考椭球的高斯投影面上进行的。通常GPS空间网与地面网点的联合平差，即将几个地面网点的坐标作为固定点，使整个GPs空间网附合至原有的地面网上，约束点的等级、相对精度、分布和数量将直接影响平差的精度。
本次GPS网平差选取的已知地面点均是国家城市一等点，相对精度高，并通过试算，。
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GPS/全站仪的村镇土地外业执法系统的研究与实现
守住我国18亿亩耕地是我国粮食安全的重要保障，然而在广大村镇仍存在不少乱占耕地等违法用地现象，主要违法特点是：手段隐蔽，情况复杂，土地执法部门对违法用地处理难度大。现有的村镇土地外业执法测量方法是：执法人员拿着相关纸质底图和文件，到现场利用GPS(GlobM Positioning System，全球定位系统)、全站仪等设备丈量，手工绘制草图；在影像图上简要标注相关的属性。村镇执法工作关系到对违法者的法律制裁，因此，保证违法用地现场测量的高精度显得尤为重要。GPS测量简便、快捷，但是在作业区建筑物相对密集、树木遮挡、电线较多等情况下，会严重影响GPS接收机对卫星信号的接收，导致GPS精度降低甚至无法定位；全站仪测量则存在布设控制点困难的问题，有时会出现控制点上无法设站、测区内的已知点遭到破坏等情况⋯【2 J。本文针对以上问题，在PDA(Personal Distal Assis—rant，个人数字助理)环境下设计和建立了基于GPS/全站仪的村镇土地外业执法系统，实现了GPS RTK(Real—ime kinematic，载波相位动态实时差分)高精度定位和全站仪信号的读取及解析，并研究了一种基于RTK点或已知点的自由设站的全站仪坐标转换方法，从而提高村镇土地执法工作的效率、精度以及应对复杂地形的能力。
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