关于城市GPS控制网的布设方案及优化设计措施探讨
关于城市GPS控制网的布设方案及优化设计措施探讨摘要：随着gps测量技术的迅速发展及其在测绘领域的广泛应用，gps控制网的优化设计越来越受到重视。控制网优化设计的目的就是在各种设计方案中选择即可满足精度、可靠性要求,又能使整个建网费用最少。文章在总结了gps网特点及优化设计原则，如可靠性、精度及经济性等方面特点，提出了gps控制网的优化设计的措施。
关键词：gps控制网；布设方案；优化设计
abstract: with the gps measurement technology and the rapid development in the field of surveying and mapping application, gps control network optimization design has been paid more and more attention. optimal design of control network is designed in a variety of design alternatives can satisfy the accuracy, reliability, and can ensure that the whole network construction cost at least. the paper summarized the characteristics of gps network and optimized design principles, such as reliability, accuracy and economy of characteristic, put forward gps control network optimization design measures.
key words: gps control network; design scheme; optimization design
中图分类号：p25
引言
gps控制网技术设计是进行gps定位的基础性工作。它是依据测量任务书提出的gps网的用途、精度、密度和经济指标，结合国家有关测量规程的规定，经过现场踏勘，在确定地形、地物、交通等条件下，对gps控制网的坐标基准(投影面、投影带)、网形、外业观测调度等方面进行具体设计，并根据所设计的控制网图形和所选择gps接收机的精度进行gps控制网精度、可靠性的估算。
1．gps控制网的特点和应用前景
1.1gps控制网的特点
1.1.1网形与卫星空间分布的几何图形相关。gps控制网的精度与网中的点所构成的几何图形没有关系，与观测权相关程度不大，与边和边所构成的角度无关，主要取决于网中个点发出基线的数目及基线的权阵。
1.1.2具有非层次结构性。根据采用仪器类型和作业模式不同，得到不同精度的观测值，这与经典控制网的“逐级控制”、”分级施测”没有关系，gps网可用相同精度一次扩展达到所需的密度设计要求。
1.1.3没有误差积累且分布均匀。误差积累是经典控制网存在特性之一，而gps网则没有误差的积累。而且误差分布比较均匀，各边的方位和边长的相对精度基本是相同的。
1.1.4简单易行的必要基准条件。gps网的观测数据(基线向量)中包含了尺度和方位信息，理论上只需要一个已知点的坐标即可确定gps网的平移。
1.2gps控制网的应用前景
近十年来，随着gps技术的出现，由于其具有控制点间不需要相互通视、测量速度快、精度高、能全天候作业等常规测量方法无法比拟的优点，在城市或工程控制网的测量中，它基本己取代了常规的测量方法，因此对gps网的设计与优化进行研究具有较强的现实意义和广阔的应用前景。但人们还未和常规控制网的优化设计一样，对gps网的优化设计进行系统的研究，其主要原因在于和常规的测量方法相比较，gps观测具有以下特点：
具有更为复杂的函数、随机模型，这些模型的先验信息在设计阶段难于获取和准确估计，即在实测前，各基线观测向量的误差(权逆阵)与模型误差一样属于非参数估计；基线观测问题不受（或几乎不受)通视条件限制，因而gps网具有更为灵活，多样的布网形式，为优化设计提供了更为确实可行的条件。
这些特点决定了gps网优化设计与实测方案难于完全吻合，即“最优”设计仅有理论上的意义而并非能在实测中完全准确实现，对gps网的优化不仅对网形进行优化，而且还应对基线向量的观测时段、每时段的观测长度、地面点的几何精度因子(gdop)等指标进行优选，因而导致了gps网优化设计的复杂性。
2.gps控制网的布设原则
gps作业前，应设计出一种比较实用的既能满足一定精度和可靠性要求、又有较高精度指标的布网作业计划，这就是gps网的优化设计问题，因而网形设计的一般原则为：
2.1考虑建立gps控制网的应用范围
对于工程建设的gps网，应该即考虑勘测设计阶段的需要，又要考虑施工放样等阶段的需要。对于城市gps控制，既要考虑近期建设和规划的需要；又要考虑远期发展的需要。还可以根据具体情况扩展gps控制网的功能。例如，因为gps测量具有高精度和不要求通视的优点，有的城市已经考虑将城市gps网建立成为兼有监测三维形变功能的控制网。这样既可以为城市建设提供发现隐患、预防灾害的极有价值的信息，也有利于充分发挥gps网和测绘工作在城市建设中的应用。
2.2采用分级布网方案
适当地分级布设gps网，有利于根据测区的近期需要和远期发展分阶段布设，而且可以使全网的结构呈长短边相结合的形式。与全国均由短边构成的全面网相比，可以减少网的边缘处误差的积累，也便于gps网的数据处理和成果检核分阶段进行。分级布网是建立常规测量控制网的基本手法，因为gps测量有许多优越性，所以并不要求gps网按常规控制网分很多等级布设。例如，大城市的gps控制网可以分为三级；对于小城市分两级布设gps网即可。
2.3gps网中应不存在自由基线
所谓自由基线是指不构成闭合图形的基线，由于自由基线不具备发现粗差的能力，因而必须避免出现，也就是gps网一般应通过独立基线构成闭合图形；gps网中的闭合条件中基线数不可过多。网中各点最好有3条或更多基线分支，以保证检核条件，提高网的可靠性，使网的精度、可靠性均匀。
2.4gps网应以“每个点至少独立设站观测两次”的原则布网。这样不同接收机数测量构成的网之精度和可靠性指标比较接近。
2.5为了实现gps网与地面网之间的坐标转换，gps网至少应与地面网有2个重合点。研究和实践表明，应有3-5个精度较高、分布均匀的地面点作为gps网的一部分，以便gps成果较好的转换至地面网中。同时，还应与相当数量的地面水准点重合，以提供大地水准面的研究资料，进行gps大地高向正常高的转换。
2.6为了便于观测，gps点应选择交通便利、视野开阔、容易到达的地方。尽管gps网的观测不需要考虑通视的问题，但是为了便于用经典方法扩展，至少应与网中另一个点通视。
3.gps控制网优化设计的方法与设计措施
3.1gps控制网优化设计的方法
gps 控制网的优化设计所采用的方法主要有解析法和机助模拟法。
3.1.1解析法
设计的原理为在各阶段设计中根据固定参数及有关的约束条件，对待定参数求最优解，求待定参数的方法主要是线性规划法，解析法虽然能够较具体的描述一个事物的实质，但由于实际的控制网约束条件复杂，不确定因素很多，构造数学模型困难，有时甚至不可能，因此解析法主要用于小范围的精密工程控制网。
3.1.2模拟法
对于初步确定的网形与观测精度，利用平差模型和控制网的分析模型，模拟一组起始数据与观测值，输入计算机，然后根据平差原理计算出未知参数及其函数的精度，估算成本，并进一步计算观测值的可靠性等信息，与预定的精度要求、成本约束、可靠性约束等相比较，根据计算机所提供的信息与设计者的经验，对控制网的基准、网形、观测精度等进行修正，然后重复计算，直至获得符合各项设计要求的较理想的设计方案。gps控制网的优化设计，一般分为如下几个步骤进行：
根据布网的目的，在图上进行选点，然后到野外踏勘，以保证所选点位满足布网的要求和野外观测具备的条件，最后得到要施测的概略点位；
按照每个点发出三条独立基线且边长分布较为均匀的原则并依据接收机的台数和布网原则，设计网的观测图形、并选定可能要追加施测的基线；
给定所需的精度、可靠性指标进行计算，直到达到设计标准为止，最后得到增加独立观测基线后的最终施测方案。
3.2 gps控制网的优化设计措施
3.2.1提高gps网精度的方法
保证gps网中各相邻点的相对精度。在全面网之上布设框架网，以框架网作为整个gps网的骨架；制定一个子区和子环路的实测方案。其次，引入高精度激光测距边。在布设gps网时，作为观测值与gps观测值(基线向量)一同进行联合平差，或将它们作为起算边长。最后，采用高程拟合的方法测定网中各点的正常高/正高。水准点的数量尽可能多，在网中均匀分布，网中的四周将整个网包含在其中。
3.2.2提高gps网可靠性的方法
首先，增加观测期数。这样测得的独立基线数就会增加，可以提高控制网的可靠性精度。
其次，保证一定的重复设站次数。重复设站次数可以确保gps
网的可靠性，其原因主要有：通过在同一测站上的多次观测，可有效地发现设站对中、整平、量测天线高等人为错误；当同一台接收机在同一测站上连续进行多个时段的观察时，各个时段必须重新安置仪器，以更好地消除各种人为操作误差和错误。
再次，保证每个测站独立基线相连在3条以上。3条以上的独立基数相连，可使测站具有较高的可靠性。在布设gps网时，各个点
的可靠性与该点上所连接的基线数直接相关，点上所连接的基线数越多，点的可靠性则越高。
最后，在布网时要使网中所有异步环的边数不大于6条。在布设gps网时，随着组成异步环的基线向量数的增加，其检验质量的能力将逐渐下降。
3.2.3布设gps网时起算点的选取与分布
首先，科学确定起算点的数量。一般来说，若要求所布设的gps 网的成果与旧成果吻合，则起算点数量越多越好；若没有这样的要求，则一般可选3—5个起算点。这样，既可以保证新老坐标成果的一致性，也可以保持gps网的原有精度。其次，合理确定起算点的位置。起算点的位置与精度直接相关，为保证整网的点位精度均匀，起算点一般应均匀地分布在gps网的周围，要避免分布在网中一侧。
4.结论
测量单位在进行gps控制测量时，在考虑质量合格的前提下。应通过优化设计，达到减少工作量、提高经济效益的目的。在具体进行gps网的布设原则及优化设计时，弄清楚gps网基准化的优化设计和图形结构强度的优化设计，gps控制网的布设和优化设计就有了明确的方向和切实可行的措施。
参考文献：
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报,2005年第2期.
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[3]张永革,吴砚辉.gps控制网观测方案优化的探讨.东北水利水电,2005年3 期.
关于建设林州GPS控制网的设计研究
关于建设林州GPS控制网的设计研究 目前GPS布网技术已广泛应用在城市建设的各个领域，其优越性在于很大程度上逐步取代常规仪器测量定位控制方法。在我市利用GPS卫星定位技术建立测量控制网、进行细部测图和工程放样等测量工程具有精度高、速度快、操作简便等优越性。我市区1：1000航测数字化成图于2003年。当时我市总规2001—2020市区约面积50km2，规划区范围196km2。现在我市总体规划又做了重新调整和布局，即我市总规2010—2030。中心城区发展由原来的50km2发展至137km2，城市规划区控制范围增至为约360km2，即中心城区、北部产业集聚区和控制区。林州在“十二五”期间有鹤辉、林长高速公路和长兖铁路通过；诸多工业大项目、水利设施等投资近数十亿元分布林州范围。鉴于此境，为林州整体规划、科学布局和各级领导提供科学决策和优化发展目的，所以对GPS网布设尤为重要。 1 GPS网技术设计和基础材料 根据现行国家标准《全球定位系统（GPS）测量规范》（GB/T18314-2009），A级网是卫星定位连续运行基准站，本节GPS网设计则主要指GPS B、C、D、E级。GPSB、C、E级网主要是为建立国家二、三、四等大地控制网，以及测图控制点。由于点位多，布设工作量大，布设前应进行技术设计，以获取量优的布测方案。在技术设计前应根据任务的需要，收集测区范围已有的卫星定位连续运行基准站、各种大地点位资料、各种图件，地质资料，以及测区总体建设规模和近期发展方向的资料。 1.1 我市测区内外有国家二、三等三角点成果计五点，可作测区四等GPS 起算点； 1.2 我市有合涧—安阳二等水准路线经过测区外，其中二等水准点合安2、合安5距测区甚近，可作测区三、四等水准网的起算点； 1.3 现有1∶5000彩印地形图，可作基础控制网设计之用； 在开始进行GPS布网技术设计时，应对上述资料分析研究、勘察，然后进行图上设计。图上设计主要依据任务GPS网布设的目的、等级、边长、观测精度等要求，综合考虑测区已有的资料、测区地形、地质以及作业效率等情况，按照优化设计原则在设计图上标出新设计的GPS点的点位、点名、点号和级别，还应标出相关的各类测量站点、水准路级及主要的交通路线、水系和居民地等。制定出GPS联测方案，以及与已有的GPS连续运行基准站、国家三角网点、水准点联测方案。 2 GPS网点选址与埋石 2.1 GPS网选点基本原则
GPS控制网的优化设计
GPS控制网的优化设计 1 GPS的基础知识 GPS是全世界定位系统（Global Positioning System）的英文缩写，它是随着现代化科学技术的进展而成立的第一代精密卫星定位系统。本章主要介绍GPS卫星定位系统进展的概况、特点、和GPS定位技术的应用前景。 全世界定位技术的概况 全世界定位系统（Global Positioning System - GPS）是美国从本世纪70年代开始研制，历时20年，耗资200亿美元，于1994年全面建成，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。经近10年我国测绘等部门的利用表明，GPS以全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点，博得广大测绘工作者的信赖，并成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、运载工具导航和管制、地壳运动监测、工程变形监测、资源勘探、地球动力学等多种学科，从而给测绘领域带来一场深刻的技术革命。[2]全世界定位系统(Global Positioning System，缩写GPS)是美国第二代卫星导航系统。是在子午仪卫星导航系统的基础上进展起来的，它采用了子午仪系统的成功经验。和子午仪系统一样，全世界定位系统由空间部份、地面监控部份和用户接收机三大部份组成。 按目前的方案，全世界定位系统的空间部份利用24颗高度约万千米的卫星组成卫星星座。21+3颗卫星均为近圆形轨道，运行周期约为11小时58分，散布在六个轨道面上（每轨道面四颗），轨道倾角为55度。卫星的散布使得在全世界的任何地方，任何时刻都可观测到四颗以上的卫星，并能维持良好定位解算精度的几何图形（DOP）。这就提供了在时刻上持续的全世界导航能力。 地面监控部份包括四个监控间、一个上行注入站和一个主控站。监控站设有GPS用户接收机、原子钟、搜集本地气象数据的传感器和进行数据初步处置的运算机。监控站的主要任务是取得卫星观测数据并将这些数据传送至主控站。主控站设在范登堡空军基地。它对地面监控部实行全面控制。主控站主要任务是搜集各监控站对GPS卫星的全数观测数据，利用这些数据计算每颗GPS卫星的轨道和卫星钟更正值。上行注入站也设在范登堡空军基地。它的任务主如果在每颗卫星运行至上空时把这种导航数据及主控站的指令注入到卫星。这种注入对每颗GPS卫星天天进行一次，并在卫星离开注入站作用范围之前进行最后的注入。
控制网优化设计
控制网优化设计 一、GPS 卫星定位的基本原理 GPS 定位时，把卫星看成是―飞行‖的已知控制点，利用测量的距离进行空间后方交会，便得到接收机的位置。卫星的瞬时坐标可以利用卫星的轨道参数计算。 二、在进行载波相位观测时，在不同观测时段，载波可以划分为哪几部分？ 首次观测值0 0)(~φϕFr = 后继量测值)()(~φφϕ Fr Int += 通常表示为)()(~0 0φφϕFr Int N N ++=+=Φ 三、坐标系之间的转换过程 举例:WGS —84大地坐标系至80平面直角坐标系： 方法一：先将WGS —84大地坐标系转换成WGS —84空间直角坐标系，再将WGS —84大地坐标系，利用七参数（三个平移参数，三个旋转参数，一个尺度变换参数）转变成80空间直角坐标系，在将80空间直角坐标系转换成80大地坐标系，通过高斯投影，输入相应中央子午线经度L0，将其转换成80平面直角坐标系。 方法二; 通过高斯投影，输入相应中央子午线经度L0，先将WGS —84大地坐标系转换成WGS —84平面直角坐标系，再利用四参数（两个平移参数，一个旋转参数，一个缩放参数）将WGS —84平面直角坐标系转化成80平面直角坐标系。 四、GPS 网数据处理的基本过程 1、数据传输 2、建立坐标系统 1）打开TGO 软件，功能—Coordinate System Manager ，进入坐标系统管理器。 2）增加椭球，输入椭球名称、长半轴、扁率 3）增加基准转换（Molodensky ），创建新的基准转换组。 4）增加坐标系统组 5）选择投影方式：横轴墨卡托投影 6）文件保存退出 3 、新建项目 1）新建项目 2）选择模板(Metric 米制单位模板). 3）改变坐标系统，选择需要的坐标系统。 4、导入静态观测数据(*.dat 或RINEX)数据 1）文件/导入 2）修改测站名，天线高度，天线类型，测量方法。 5、处理Timeline 6、处理GPS 基线 7、GPS 网的无约束平差 1)平差—基准—WGS-84，进行无约束平差。 2)查看网平差报告。看迭代平差是否通过；如果不通过，选择“交替的”加权策略 3)再次进行平差，直到通过为止。 8、网的约束平差 1) 平差—基准—当地投影基准。
GPS控制网优化设计
GPS控制网优化设计 [摘要]控制网的优化设计，是在限定精度、可靠性和费用等质量标准下，寻求网设计的最佳极值。根据GPS控制网的特点，解决其优化设计问题，减少布网和施测的盲目性，具有一定的经济效益和社会效益，是本文的主要目的。本文应用VB编程，利用解析-模拟算法，对一个实例网进行优化设计，确定了其最优布网方案，并得到了一些有益的结论。 [关键字]GPS 控制网优化设计 0 引言 控制网的优化设计，是在限定精度、可靠性和费用等质量标准下，寻求网设计的最佳极值。与传统控制网相似，GPS网的设计也存在优化问题。但是，由于GPS测量无论是在测量方式上，还是在构网方式上均完全不同于传统控制测量，因而其优化设计的内容也不同于传统的优化设计。根据GPS控制网的特点，解决其优化设计问题，减少布网和施测的盲目性，具有一定的经济效益和社会效益。 1 GPS控制网的优化设计 GPS网的优化设计主要归结为两类内容的设计。一类是GPS网基准的优化设计，包括位置基准的设计、尺度基准的设计和转换基准的设计；另一类是GPS 网图形结构强度的优化设计，包括网的精度设计和网的可靠性设计。 1.1 GPS网的精度设计 精度是用来衡量网的坐标参数估值受观测偶然误差影响程度的指标。网的精度设计是根据偶然误差传播规律，按照一定的精度设计方法，分析网中各未知点平差后预期能达到的精度。对于GPS网的精度要求，较为通行的方法是用网中点之间的距离误差来表示，其形式为 式中，σ为网中点之间距离的标准差（mm），a为固定误差（mm），b为比例误差系数（10-6），d为两点之间的距离（km）。 GPS控制网设计时，可以在WGS84坐标系统下进行控制点三维精度估算，然后应用精度转换公式转换到二维，也可以直接估算控制点的二维精度。 1.2 GPS网的可靠性设计 GPS网的可靠性概念与传统控制网的可靠性概念一样，是用于衡量网辨别粗差、抵抗粗差影响能力的度量指标，也分为内可靠性指标和外可靠性指标。 对于GPS网，定义下式为网的平均可靠性指标：
关于城市GPS控制网的布设方案及优化设计措施探讨
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GPS控制网优化设计论文
GPS控制网的优化设计 摘要：gps网的优化设计主要归结为基准优化设计和图形结构强度的优化设计，其中图形强度设计包括控制网的精度、网的抗粗差能力和网发现系统误差能力的强度。本文通过算例分析对控制网精度进行优化处理，证明gps网精度主要受网中各点出发基线的数目及其权阵的影响，并与观测值权相关甚小。 关键词：gpsgps网优化设计优化处理 abstract: gps network optimization design of the main boils down to benchmark optimization design and graphic design optimization of structure strength, including graphic strength design including control of precision, nets of net of gross error ability and nets found the system error the strength of the ability. this article through the analysis of the example to control the nets precision optimized, prove gps network precision in the mainly by the nets start at baseline and arrays of the right number of influence, and observation and related rights is very small. keywords: gps gps network optimization design optimization 中图分类号：s611文献标识码：a 文章编号： 引言
GPS网型优化设计
GPS网型优化设计 摘要:本文重点论述了 GPS控制网的最优设计，以及 GPS控制网的构造特 征与构造方式，以及 GPS控制网的网型设计的基本原理。 网络优化的目标是从众多的网络结构中选出既能满足精度要求，又能满足可 靠性要求的网络结构。因此，对 GPS网络中的基准优化及可行性分析进行了探讨，并对 GPS网络的优化方案进行了阐述。本文还对典型网络的性能指标进行了分析，提出了典型网络的性能指标，并对其进行了分析。并在此基础上，对 GPS网络的 优化方案进行了探讨。 关键词:GPS 网型优化网型设计 引言:在 GPS控制网络的优化设计方面，国内外的相关文献和文献都有较多，其优化设计的方式也多种多样，因此，要想获得最佳的设计方式，使得整个优化 的流程变得更加简单、快速，就必须在 GPS控制网络的优化设计方面进行深入的 探讨。 为求解控制网优化的难题，得到布网方案，控制网优化的方式，本文从控制 网优化的角度出发，通过一个例子加以说明。 一、测区概况 本项目振兴路跨桥梁位于濮阳新区东、西龙湖的连接渠上。周边规划用地性 质为行政办公、商务设施、居住用地、绿化用地。桥梁定位为跨越景观水系的景 观桥。由于连接渠现已形成规划断面并注水，现状河道顶宽约200 米。经过和新区、市规划局两次汇报和甲方多次沟通，考虑桥梁的景观效果，保留现状河道断面，取桥梁长度210 米。在濮阳示范区新区东、西龙湖的连接渠上后期还有两座 桥梁的工程、示范区主次干道工程及规划附属工程，形成一片区域性质的片状控 制网。
二、控制网情况 1、工程小组依据由甲方和设计单位提出的A001,A002,A003,A004等初始控 制点，对其进行了实地测量，并对其进行了稳定评价。通过对该方案中的关键节 点的重新测定，达到了《工程测量规范》的精确标准。 2、在濮阳示范区里的所有规划施工均以4个控制点为基准起算点。 3、根据现场施工的要求对控制网进行了，加密点为8个WH01、WH02、WH03、ZX01、ZX02、ZX03、ZX0 4、ZX05。 4、基于“濮阳示范基地”“长远发展”的总体思路和“长远发展”的总体 要求，本项目拟以“濮阳市示范基地”项目为研究对象，以“中心经 114°00'00”、“射平面”为基本单位，以“54”北京”为基本单位，构建“中 心经向114'00'00'”的“自主座标体系”，并以此为基础构建“示范基地”的 “自主座标体系”。 三、布网方案与网型优化 1、GPS控制网网形设计的一般原则 在进行 GPS工作之前，要想出一个相对切合实际的、能够达到某种精确度和 可靠性要求的网络布局方案，这就是 GPS网络的最优选择，因此，网络形状的基 本原理是这样的： (1)在构建 GPS控制网络时，要对其适用区域进行全面考察。在项目中使用GPS网络时，既要同时兼顾到勘察和设计的需求，也要兼顾到在施工和放样时的 需求。在城区 GPS的监控中，应充分利用好最近的工程与计划；另一方面，也要 从长远角度出发。该系统还可以针对实际需要对 GPS网络进行扩充。 (2)应用层次化的网格布局方法。对 GPS网络进行合理的分层布置，既便于 按地区的短期需求及长期发展分期布置，又能保证整个网络的构造是长、短边界 的有机统一。相对于整个国家都是用短边组成的全站网络，它不仅能有效地降低 网络边界上的错误累积，而且还能使 GPS网络资料的整理与结果的检验更加方便。
小范围精密GPS控制网优化设计和可靠性研究
小范围精密GPS控制网优化设计和可靠性研究 摘要：GPS定位具有高精度、全天候、操作简便、观测时间短等诸多优点，目前已在各种控制网的建立上得到广泛地应用。本文在阐述GPS控制网优化设计概述的基础上,进一步介绍了GPS控制网的设计标准和可靠性研究。 关键词：GPS控制网；优化设计；可靠性研究 前言 优化设计是指在设计中通过应用最优化理论和方法，以最低的成本获得最高的效率，从而达到最优目标。目前,采用GPS技术进行控制测量已在各作业单位得到广泛应用。相对传统控制测量方法，GPS技术点位精度高、观测时间短、操作简便、可全球全天候作业,但分析GPS控制网的布设原则，对其进行优化设计也是必需的。 1GPS控制网优化设计概述 1.1GPS控制网优化设计的含义 GPS控制网优化设计主要有以下两方面含义: 1、布设控制网时,在现有人力、物力及财力的前提下,满足控制网具有最高的精度、灵敏度及可靠性。 2、在满足精度、灵敏度和可靠性要求的前提下,尽量将控制网的成本费用控制到最低。 1.2GPS控制网优化设计的等级分类及特点 1、GPS控制网优化设计的等级分类[1] 参照传统控制网优化设计进行分类如下： （1）零阶段设计问题 也称为基准选择问题。主要包括控制网最优坐标系统、投影面、投影带的选择，起算点取舍，联测水准的控制点位置及个数等。 （2）一阶段设计问题 即GPS控制网的结构图形设计问题。根据测区具体条件（如：地形、地物、交通等）和控制网的精度、可靠性、经费指标来选择控制点最佳位置、连接方式、
重复设站率、水准联测路线等。 （3）二阶段设计问题 主要是GPS控制网观测方案的设计问题。包括：选星计划、车辆最佳调度、观测时间及数据处理方法等。 （4）三阶段设计问题 要求提高原网精度、可靠性,应用GPS改造现有控制网最优设计。包括：控制网的扩展、加密、补测，如何加测及加测多少基线观测值,如何进行数据处理等问题。 2、GPS控制网的特点 同一般的控制网相比，GPS控制网有其自身的特点: （1）非层次结构。 （2）GPS控制网的精度同边与边所成的角度无关，如果不改变基线的数目和形式,单纯改变点的位置不会影响到网的精度。 （3）GPS网观测数据—基线向量中包含尺度和方位信息,所以只需一个已知点坐标确定网的平移。 （4）误差没有积累且分布较均匀,各边方位和边长的相对精度基本相同。 2GPS控制网的设计标准 2.1精度标准 GPS网的观测值在平差前后的权比平均值可以反映其强度所达到的精度水平，定义如下： （1） 2.2可靠性标准 若一个GPS控制网中有个点，必要观测基线为条，使用台接收机得到观测期内的总观测独立基线为，则网中的多余观测基线为[2]： 则整个GPS控制网的平均可靠性标准可定义为：
控制网优化设计的若干探讨
控制网优化设计的若干探讨 测量工作的优化问题研究始于1868 年德国，但在此后相当长的一段时间内，由于受到计算工具的限制等原因，这一问题没有得到进一步研究，直到20 世纪60 年代，随着最优化理论与方法的发展和子计算机的应用，测量控制网的优化设计问题，才得到国内外广大测绘工作者的关注。近30年来，由于科学技术发展的需要，实践中许多最优化问题已无法用古典方法来解决，因此，许多新的最优化技术应运而生，为解决各种优化设计问题提供了有效的方法。目前最优化设计己普遍应用于国民经济的各个领域，如生产管理、运输调度、服务系统、信息系统等等。 1控制网的布设原则 （1）分级布网、逐级控制 对于工程测量控制网，通常先布设精度要求最高的首级控制网，随后根据测图需要，测区面积的大小再加密若干级较低精度的控制网。用于工程建筑物放样的专用控制网，往往分二级布设。第一级作总体控制，第二级直接为建筑物放样而布设；用于变形观测或其它专门用途的控制网，通常无须分级。 （2）要有足够的精度 以工程测量控制网为例，一般要求最低一级控制网（四等网）的点位中误差能满足大比例尺1：500的测图要求。按图上0.lmm的绘制精度计算，这相当于地面上的点位精度为0.1×500=5（cm）。对于国家控制网而言，尽管观测精度很高，但由于边长比工程测量控制网长得多，待定点与起始点相距较远，因而点位中误差远大于工程测量控制网。 （3）要有足够的密度 不论是工程测量控制网或专用控制网，都要求在测区内有足够多的控制点。如前所述，控制点的密度通常是用边长来表示的。《城市测量规范》中对于城市三角网平均边长的规定列于表2.1中。 2布设方案
浅谈GPS控制网的布设与优化
浅谈GPS控制网的布设与优化 摘要：GPS控制网的优化设计，是实施控制测量工作的第一步，是一项基础性的工作。本文全面系统地研究GPS控制网的布设，总结了GPS控制网的特点及优化设计的原则，着重从可靠性、精度及经济性等方面分析，提出了GPS控制网优化设计的措施 关键词: GPS控制网；布设方法；优化设计 当第一颗GPS试验卫星于1978年入轨运行开始，测绘界的专家、学者很快就认识到GPS卫星在测量方面的作用。由于GPS测量不需要两点间通视、不受天气影响、能直接获得三维坐标，而且现今的GPS控制网的布设还具有效率高、费用低、工期短、精度高等优越性，所以GPS技术已成为了大地测量的主要手段。[1] 1.GPS控制网的设计 1.1GPS控制网的特点与布设原则 1）GPS控制网的特点。GPS控制网的网形与卫星空间分布的几何图形相关，具有非层次结构性，以及没有误差积累且分布均匀简单易行的必要基准条件。 2）GPS控制网的布设原则 （1）效率优先原则，在进行GPS网的设计时，应采用效率指标来衡量设计方案的效率，以及在采用布网方案作业中所需要的时间消耗等问题。 （2）高精度性原则，GPS控制网的高精度性是工程测量的基石，也是其最明显的优势之一在布设时，要做到高精度性原则：先确定GPS网的网形，再根据GPS网的网形，得到GPS网的设计矩阵B，从而得到GPS网的协因数阵Q=(BTPB)，由此做到GPS控制网的高精度性原则。 （3）可靠性原则，可靠性原则是GPS控制网布设的重要原则之一在进行实际GPS网的设计时，一般采用一种反映GPS网可靠性的数量指标，结合各项精度指标，以达到改善网的质量的目的。 1.2GPS控制网的精度设计。对于GPS网的精度要求，主要取决于网的用途和定位技术所能达到的精度，精度指标通常是以相邻点间弦长的标准差来表示，
GPS控制网的建立与技术设计
第三节GPS控制网的建立与技术设计 一、GPS控制网的建立 通常将应用GPS卫星定位技术建立的控制网称为GPS网。与常规方法相比，应用GPS卫星定位技术建立控制网的主要特点是： 1．采用相对定位方法，即若干台GPS接收机同步观测，确定各点之间的相对位置，并采用载波相位测量，从而得到高精度的测量结果。 2．GPS测量不要求各点之间互相通视，使得控制点的点位选定灵活方便。 3．GPS测量可以全天候进行，不论白天黑夜或晴天雨天，均能正常工作，使得测量工作更具有计划性。 4．观测时间短，当测站之间的距离小于30km时，同步观测1～2h便可得到较好的观测成果；当测站之间的距离小于10km时，还可采用快速定位方法，观测时间可以缩短为10—20min，甚至更短。 5．GPS测量的观测数据是自动记录的，GPS基线向量的计算和GPS网的平差计算的自动化程度很高。 目前大致可以将GPS控制网分为两大类： 一类是国家或区域性的高精度的GPS控制网。（相邻点的距离通常是从数千公里至数百公里），其主要任务是作为高精度三维国家大地测量控制网，以求定国家大地坐标系与世界大地坐标系的转换参数，为地学和空间科学等方面的科学研究工作服务；或者是对GPS网进行重复观测，用以研究地区性的板块运动或地壳形变规律等问题。 另一类是局部性的GPS控制网，包括城市或矿区GPS控制网，或其它工程GPS控制网。一般来说，这类GPS网中相邻点间的距离为几公里至几十公里，其主要任务是直接为城市建设或工程建设服务。 GPS控制网的建立按其工作性质可以分为外业工作和内业工作两大部分。 外业工作主要包括选点、建立测站标志、野外观测作业等； 内业工作主要包括GPS控制网的技术设计、数据处理和技术总结等。 也可以按工作程序大体分为GPS网的技术设计、仪器检验、选点与建造标志、外业观测与成果检核、GPS网的平差计算以及技术总结等若干个阶段。 尽管GPS测量具有一些优越性，但为了得到可靠的观测成果，也必须有科学的技术设计，严谨的作业管理和工作作风，且GPS测量也应遵循统一的规范。 二、GPS控制网的技术设计 1．GPS控制网技术设计的一般原则 （1）充分考虑建立GPS控制网的应用范围； （2）采用分级布网的方案； 为提高GPS网的可靠性，各级GPS网必须布设成由独立的GPS基线向量边(或简称为GPS边)构成的闭合图形网，闭合图形可以是三边形、四边形或多边形，也可以包含一些附合路线，GPS网中不允许存在支线。 2．GPS网技术设计的依据 （1）GPS测量规范(规程) ①1992年国家测绘局发布的测绘行业标准《全球定位系统(GPS)测量规范》，以下简称《规范》； ②1998年建设部发布的行业标准《全球定位系统城市测量技术规程》，以下简称《规程》； ③各部委根据本部门GPS工作的实际情况制定的其它GPS测量规程或细则。 （2）测量任务书 测量任务书或测量合同是测量施工单位上级主管部门或合同甲方下达的技术要求文件。这种技术文件是指令性的，它规定了测量任务的范围、目的、精度和密度要求，提交成果资料的项目和时间，完成任务
GPS控制网的优化设计10.98
GPS控制网的优化设计 摘要 随着GPS 观测技术的快速发展及其在测绘领域方面的广泛应用，GPS 控制网的优化设计也得到了人们越来越多的关注。在布网方案和平差模型这两个方面，GPS 控制网与经典控制网之间存在着很大的不同。本文对GPS 控制网的设计理论进行了简单分析，针对设计的一些具体要求，对GPS 控制网优化设计的原则、步骤及设计方法进行了详细的阐述，给出实际的设计方案，指出在实际操作时，应结合实际情况合理的布设控制网，并同时考虑到可靠性、精度、效率、成本等因素，寻求最佳方案。 该论文有图10幅，表10个，参考文献11篇。 关键词：GPS控制网布设原则优化设计精度估算
Optimal Design of GPS Control Network Abstract With the rapid development of GPS observation technology and its wide application in terms of mapping, optimization design of GPS control network has been more attention. In the fabric of peace difference model net programs are different from the classical aspects , it has a big difference between GPS control network with the classic control network. The paper analyzes the design principle for GPS controlling network，has the detailed introduction for the principles，the steps and methods of the optimization design of GPS controlling network according to the factual requirement for the design of the controlling network，and points out the net-laying should be reasonable by combining with factual situation and the reliability，the accuracy and the efficiency cost should be considered in the factual operation process，so as to find the best programme． Key Words:GPS control network arrangement principle optimal design accuracy estimation
GPS控制网的优化设计
GPS控制网的优化设计 GPS控制网在测绘应用中起到了至关重要的作用，不仅提高了测绘的准确度，还降低了成本。本文着重探析了GPS控制网高效率、精准性、可行性及低成本的原则，分析了如何优化其控制网的设计类型，阐述了优化GPS控制网技术的方法，确定了控制网的网型，研究GPS控制网优化设计的具体步骤。 标签：测绘GPS 控制网网型 1前言 随着现代测绘事业的不断发展，GPS控制技术在测绘领域的发展中起到了不可替代的作用。传统的测绘技术成本偏高且准确性低，大大加重了操作人员的工作压力，GPS测绘技术不仅精准度高，可行性强，还能提高效率，节约资源。为了将GPS技术发挥出最大的优势，人们在不断的优化其控制网的设计，以此不断提高测绘的精准度和可行性，保证测绘工程工作的顺利完成。 2 GPS控制网设计原则及思路 2.1高效率高精度原则 在进行GPS控制网优化设计时，要坚守高效率原则，这就要参照GPS控制网中相应的各项效率指数，对现有方案进行合理的设计，此外，还要分析控制网的总布置时段和消耗额度，明确设计方向以此提高控制网的整体效率。GPS控制网技术之所以受到测绘行业的欢迎，其高精准度特性是原因之一，作为测量工作的基础，在进行优化设计GPS控制网时，首先要对控制网的网型结构进行分析，利用坐标方差，针对其网型设计并确定控制网的矩阵。简单的来说就是利用协方差阵分析控制网，并确定控制网整体的精度标准参数，同时在设计和运用时利用角度方位之间的平方差或者标准差以及两点之间的距离进行比较计算，从而保证GPS控制网的精准度。 2.2可靠性低成本原则 坚持GPS控制网的设计原则是保证GPS控制网质量的前提。GPS控制网的可靠性分为外部和内部可靠性两种。抵御能力粗差的为外部可靠性，观察能力粗差的主要指内部可靠性。设计GPS控制网时，η作为控制网可靠性数值表示符号，η=J单/J整.，即单个网络为单独性的基线数值与整体网络为单独性的技术数值的比值[1]。比较分析GPS控制网的可靠性数值，能够准确的体现出GPS的可靠性，并对其进行较直观的分析。控制网的布网环节是决定GPS控制网优化设计质量的关键，在进行布设时不仅要严格控制成本还要保证GPS控制网的精准度。GPS 控制网的总点数和其重复频率关系到控制网布设的成本高低，设接收控制网的观测设备所需要的平均成本为T，根据公式T=Cmin既可以算出控制网布设的总成本。从此公式我们可以看出GPS控制网进行处理数据共有两个环节，并且其分
GPS控制网优化设计
G P S控制网优化设计 Document number【AA80KGB-AA98YT-AAT8CB-2A6UT-A18GG】
G P S控制网优化设计 【摘要】：GPS测量控制网优化设计与网的精度、可靠性、灵敏度以及费用等 准则有关，但这些准则之间的关系又十分密切，本文在系统介绍了GPS控制网优化设计。但GPS网与 常规网有许多不同之处,本文将对GPS控制网优化设计进行一些探讨. 【关键字】：控制网、优化设计、精度、可靠性 【前言】：控制网的优化设计是一个古老的命题,许多测量学家对此进行了有益的探索和研究,但由于计算工具的限制,曾一度停滞不前.伴随着计算机技术的飞速发展, E·W·Grafarend于20世纪80年代提出测量控制网(常规网)的优化 问题引起测量界广泛的关注,曾是测量界研究的热门课题之一,并取得了一些重要研究成果。 【正文】：1.首先，我想的是为什么要进行控制网优化设计呢？有什么必要呢？ GPS控制网优化设计是GPS测量的基础前提，它能保证控制网的精确性，可行性，经济性。由于GPS网的精度与网的几何图形结构无关，且与观测权相关甚小，而影响精度的主要因素是网中各点发出基线的数目及基线的权阵。所以，我们提出GPS网形结构强度优化设计的概念。 2.GPS控制网的基准设计时我们需要考虑的问题有哪些呢？ ①我们要减少尺度误差。在GPS控制网中加2~3段高精度的测距边作为GPS 网的外部尺度基准。 ②我们要用高精度的基线向量。将地面精度高的起算点转换到WGS—84坐 标系，作为GPS网基线解算时的固定位置基准。 ③选定起算数据和联测原有控制点，与未知点构成图形，已知点也要构成 图形，分析联测点精度，使GPS网不受起算数据精度较低的影响。 ④为获GPS控制正常高程，考虑高程控制点，要高程拟合要求进行布设。 ⑤应将GPS控制网的坐标系统跟测区过去采用的坐标系统一致起来。 3.GPS控制网在图形设计需要考虑的问题: ①GPS控制点之间可以互相不通视，但我们考虑测量加密时，我们至少要保证控制点在一个方向上可以通视，而且周围仰角十五度内不应该有障碍物，以免阻挡或吸收信号。 ②在做GPS控制网时，我们要避免自由基线的存在，因为自由基线不具备构成闭合图形，不具备发现粗差的能力，我们要保证有一定量的多余观测数，保证一定量独立设站数，或复线基线数，提高网的精确性和可靠性。 ③要控制闭和环和附和导线条数不宜过多。两条基线夹角不易过小，以确保检核条件，提高网的可靠性。 在常规测量中对控制网的网形设计是一项非常重要的工作。而在GPS网形设计时,因GPS同步观测不要求通视,对测站点间相互的边角也没有过高的限定,所以其图形设计具有较大的灵活性。根据不同的用途,GPS网的图形布设通常有: ①点连式、②边连式、③网连式、④边点混连式四种基本方式。 选择什么样的网,要全方位的权衡,主要取决于工程所要求的精度、野外条件、作业工期及工作效率等因素。 4.GPS网的精度设计
GPS控制网施工设计方案
神华国能伊犁热电联产2×350MW燃煤发电工程 厂区控制网施工技术措施 批准 审核 编制 中国能源建设集团山西国源电力检测有限公司 二〇一六年五月
目录 一、工程概况 (1) 二、测量依据 (1) 三、组织机构 (1) 四、相关要求 (1) 五、作业程序及步骤 (2) 六、作业所需要的工具、材料 (8) 七、施测人员资格及要求： (9) 八、质量检查： (9) 九、安全文明施工保证措施： (10) 十、控制网的保护管理措施： (10) 十一、环境保护措施： (10) 附图表 (10)
厂区控制网施工技术措施 一、工程概况 1、目的任务 国网能源伊犁煤电有限公司2×350MW热电联产项目现因厂区2009年11月所布设的九个控制点被破坏（现存一个控制点K9，精度未知），需要厂区平面控制网及高程控制网在原厂区控制点基础上进行控制网的重建。 厂区2009年所设平面控制网等级为GPS网E级，高程控制网等级为一级。采用坐标系为1954北京坐标系 (高斯投影3度27带,中央子午线81°),1956黄海高程系。 重建的控制网采用与厂区原有控制网一致的坐标高程系统。平面控制等级为四等（GPS 网D级），高程控制等级为水准三等。 2、人员组织 二、测量依据 1、《电力建设施工质量验收及评定标准（第一部分：土建工程）》（DL/T5210.1-2012）； 2、《工程测量规范》（GB50026-2007）； 3、《全球定位系统(GPS)测量规范》（GBT 18314-2009）； 4、厂区原设控制点资料； 5、厂区总平面及竖向布置图。
2.根据总平面图和有关施工图纸，结合测量控制网及现场条件确定定位放线和高程控制方法。 3.根据建筑物的平控制，按建筑物、构筑物特点，布置成三角网。 4.测量过程中要加强复核工作并做好外业数据记录。测量工作结束后，及时做好资料整 理。 5.施测仪器须具有合格检定证书，施测前要进行校核，满足精度要求方可使用。 6.厂区控制网施测过程应联测原有控制点，并对原有控制点的数据进行改正。 7.建筑物控制桩点位的选定应符合下列要求: 根据本工程的实际情况和条件，控制网布设6个控制桩成布置成三角形网。控制桩点位应选在土质坚实、稳固可靠的地方，同时要有利于加密和扩展，每个控制点至少应有一个通视方向，且不得布设在地下设施及施工机械行走的范围内；控制桩采用混凝土桩,埋设深度超过冻土层。点位挖深至坚硬土质处，埋设深度2m，根据施工工期，使得点位稳定性能满足要求。 五、作业程序及步骤 1．根据总平面布置图，绘制坐标控制网数据施工简图。 2．现场踏勘，并选择施测方法，通知施工工地清除影响测设的一切杂物。 3．根据工程精度要求选择所用的仪器、工具、材料。 4．卫星定位测量控制网施测步骤： 4.1以已有的高等级国家GPS站点、水准点的数据作为本工程控制网的起算数据。四等GPS测量控制网的主要技术要求应符合《工程测量规范》（GB50026-2007）表3.2.1的规定。 4.2内业选点。具体要求： a)应便于安置接收设备和操作，视野开阔，视场内障碍物的髙度角不宜超过15°。 b)远离大功率无线电发射源（如电视台、电台、微波站等），其距离不小于200 m；远离高压输电线和微波无线电信号传送通道，其距离不应小于50m。 c)附近不应有强烈反射卫星信号的物件(如大型建筑物等）。 d)交通方便，并有利于其他测量手段扩展和联测。 e)地面基础稳定，易于标石的长期保存。 f)充分利用符合要求的已有控制点。 g)选站时应尽可能使测站附近的局部环境(地形、地貌、植被等)与周围的大环境保持一致，以减少气象元素的代表性误差。 4.3选点作业。具体操作及注意事项：