GPS测量的设计与实施(3)

根据不同的用途，GPS网的图形布设通常有点连式，边连式，网连式及边点混合连接四种基本方式。也有布设成星形边接、附合导航连接、三角锁形连接等。选择什么样的组网，取决于工程所要求的精度、野外条件及GPS接收机台数等因素。 1．点连式

点连式是指相邻同步图形之间公有一个公共点的连接。以这种方式布点所构成的图形几何强度很弱，没有或极少有非同步图形闭合条件，一般不单独使用。 2．边连式

边接式是指同步图形之间由一条公共基线连接。这种布网方案，网的几何强度较高，有较多的复测边和非同步图形闭合条件。在相同的仪器台数条件下，观测时段数将比点连式大大增加。 3．网连式

网连式是指相邻同步图形之间有两个以上的公共点相连接，这种方法需要4台以上的接收机。显然，这种密集的布网方法，它的几何强度和可靠性指标是相当高的，但花费的经费和时间较多，一般仅适于较高精度的控制测量。 4．边点混合连接式

边点混合连接式是指把点连式与边连式有机地结合起来，组成的GPS网，既能保证网的几何强度，提高网的可靠性指标，双能减少外业工作量，降低成本，是一种较为理想的布网方法。

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5．三角锁(或多边形)连接

用点连式或边连式组成连续发展的三角锁同步图形，此连接形式适用于狭长地区的GPS布网，如铁路、公路及管线工程勘测。 6．导线网形连接(环形图)

将同步图形布设为直伸状，形如导线结构式的GPS网，各独立边应组成封闭状，形成非同步图形，用以检核GPS点的可靠性。适用于精度较低的GPS布网。该布网方法也可与连式结合起来布设。 7．星形布设

星形图的几何图形简单，其直接观测边间不构成任何闭合图形，所以其检查发现粗差的能力比点连式更差，但这种布网只需要两台仪器就可以作业。若有三台仪器，一个可作为中心站，其它两台可流动作业，不受同步条件条件限制。由于方法简便，作业速度快，星形布网广泛地应用于精度较低的工程测量、地质、地球物理测点、边界测量、地籍测量和碎部测量等。

在实际布网设计时还要注意以下几个原则：

a) GPS网的点与点间尽管不要求通视，但考虑到利用常规测量加密时

的需要，每点应有一个以上通视方向。

b) 为了顾及原有城市测绘成果资料以及各种大比例尺地形图的沿用，

应采用原有城市坐标系统。对凡符合GPS网点要求的旧点，应充分利用其标石。

c) GPS网必须由非同步独立观测边构成若干闭合环或附合路线。

各级GPS网中每个闭合环附合路线中的边数应符合下表的规定。 等级 闭合环或附合路线的边数 二 三 四 一级 二级 ?6 ?8 ?10 ?10 ?10 第 8 页 共 23页

第二节 GPS测量的外业准备及技术设计书的编写

在进行GPS外业工作之前，必须做好实施前的工区踏勘、资料收集、器材筹备，观测计划拟定、GPS仪器检校及设计书编写等工作。 一、测区踏勘

接受下达任务或签定GPS测量合同后，就可依据施工设计图踏勘、调查工区。主要调查下列情况，为编写技术，施工设计，成本预算提供依据。

1．交通情况：公路、铁路、乡村便道的分布及通行情况；

2．水系分布情况：江河、湖泊、池塘、水渠的分布、桥梁、码头及水路交通情况；

3．植被情况：森林、草原、农作物的分布及面积；

4．控制点分布情况：三角点、水准点、GPS点、多普勒点、导线点的等级、坐标、高程系统，点位的数量及分布，点位标志的保存状况等；

5．居民点分布情况，测区内城镇、乡村居民点的分布，食宿及供电情况；

6．当地风俗民情：民族的分布，习俗及地方方言，习惯及社会治安情况。

二、资料收集

根据踏勘工区掌握的情况，收集下列资料：

1． 各类图件：1：1万~1：10万比例尺地形图，大地水准面起伏图，

交通图；

2． 各类控制点成果：三角点、、水准点、GPS点、多普勒点、导线点

及各控制点坐标系统、技术总结等有关资料； 3． 测区有关的地质、气象、交通、通讯等方面的资料； 4． 城市及乡、村行政区划表；

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三、设备、器材筹备及人员组织

设备、器材筹备及人员组织包括以下内容： 1．筹备仪器、计算机及配套设备； 2．筹备机动设备及通讯设备；

3．筹备施工器材，计划油料，材料的消耗品； 4．组建施工队伍，拟定施工人员名单及岗位； 5．进行详细的投资预算。 四、拟定外业观测计划

观测工作是GPS测量的主要外业工作。观测开始之前，外业观测计划的拟定对于顺利完成数据采集任务，保证测量精度，提高工作效益都是极为重要的。拟定观测计划的主要依据是：

a) GPS网的规模大小； b) 点位精度要求；

c) GPS卫星星座几何图形强度； d) 参加作业的接收机数量；

e) 交通、通讯及后勤保障(食宿、供电等)； 观测计划的主要内容应包括：

1．编制GPS卫星的可见性预报图：在高度角大于15度限制下，输入测区中心某一测站的概略坐标，输入日期的时间，应使用不超过20天的星历文件，即可编制GPS卫星的可见性预报图。

2．选择卫星的几何图形强度：在GPS定位中，所测卫星与观测站所组成的几何图形，其强度因子可用空间位臵因子(PDOP)来代表，无论是绝对定位还是相对定位，PDOP值不应大于6。

3．选择最佳的观测时段：在卫星大于4颗且分布均匀，PDOP值小于6的时段就是最佳时段。

4．观测区域的设计与划分：当GPS网的点数较多，网的规模较大，

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而参加观测的接收机数量有限，交通和通讯不便时，可实行分区观测。为了增强网的整体性，提高网的精度，相邻分区应设臵公共观测点，且公共点数量不得少于3个。

5．编排作业调度表：作业组在观测前应根据测区的地形、交通状况，网的大小。精度的高低。仪器的数量、GPS网设计、卫星预报表和测区的天时、地理环境等编制作业调度表，以提高工作效益。作业调度表包括观测时段、测站号、测站名称及接收机号等。

6．当作业仪器台数、观测进段数及点数较多时，要根据测量实际情况及时调整作业计划。

五、设计GPS网与地面网的联测方案

GPS网与地面网的联测，可根据测区地形变化和地面控制点的分布而定。一般在GPS网中至少要重合三个以上的地面控制点作为约束点。约束点的选择原则可参见GPS网基准设计部分。 六、GPS接收机选型及检验

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