GPS在城市区域控制测量中的应用

ＧＰＳ在城市区域控制测量中的应用王志武１，郑永海２（１．河南省煤田地质局一队，河南新郑４５１１００；２．河南中煤测绘公司，河南郑州４５００５２）摘要：ＧＰＳ在各种控制测量中已得到广泛应用，目前城市建设规模逐年扩大，大量的城市建设需要城市测绘作保障，传统的测绘手段已无法满足要求。

以郑州东新区为例，采用ＧＰＳ城市区域控制网的观测、基线解算和基线检核．进行了三维无约束平差计算和二维约束平差，并分析了城市ＧＰＳ区域控制网所能达到的精度。

结果表明，能用比较少的投入，取得了控制面积１００肼的测绘成果，并指出了ＧＰＳ测量应注意的问题。

采用ＧＰＳ技术进行高等级控制网的测量具有高效率、高精度、多功能、操作简便等优点。

关键词：ＧＰＳ；城市；区域；控制测量；控制网中图分类号：Ｐ２２８．４文献标识码：Ａ文章编号：１６７２一１１４４（２０１０）０１－－－０１２０—０２ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＧＰＳｉｎＣｉｔｙＣｏｎｔｒｏｌＳｕｒｖｅｙｉｎｇＷＡＮＧＺｈｉ．ＷＵｌ，ＺＨＥＮＧＹｏｎｇ－ｈａｉ２（１．Ｎｏ．１ＴｅａｍｏｆＨｅ’ｎａｎＰｒｏｔｉｎｅｅＣｏｄＦ／ｅ／ｄＧｅｏ／ｏｇｙＢｕｒｅｏｍ。

Ｘ／ｎｚｈｅｎｇ，Ｈｅ’栅４５１１００，Ｃｈｉｎａ；２．１ｉｅ’枷劢Ｄ，ｌｇ，】捌鼬胱归磬ａｎｄＭａｐｐｉｎｇＣｏｍｐａｎｙ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ，Ｈｅ’ｎａｎ４５００５２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＧＰＳｈａｓｂｅｅｎｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｖａｒｉｏｕｓｃｏｎｔｒｏｌｓｕｒｖｅｙｓ．Ｈｅｒｅ，ｔａｋｉｎｇｚｈｅｎｇｄｏｎｇＮｅｗＲｅｇｉｏｎｆｏｒｅｘａｍｐｌｅ，ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｆｏｒｅｓｔａｂｌｉｓｈｉｎｇｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｎｅｔｗｏｒｋｗｉｔｈＧＰＳｉｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄ，ａｎｄｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙｏｆｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｎｅｔｗｏｒｋｗｉｔｈＧＰＳｉｓａｎａｌｙｚｅｄ．Ａｔｔｈｅ８帅ｅｔｉｍｅ，ｔｈｅｑｕｅｓｔｉｏｎｓｉｎＧＰＳｓｕｒｖｅｙｗｈｉｃｈｓｈｏｕｌｄｂｅｒａｉｄａｔｔｅｎｔｉｏｎｔｏａｒｅｐｏｉｎｔｅｄｏｕｔ，ａｎｄ８０１１舱ａｄｖａｎｔａｇｅｓｂｙｕｓｉｎｇＧＰＳｉｎｓｕｒｖｅｙｉｎｇａｒｅｐｕｔｆｏｒｗａｒｄ．Ａｔｌａｓｔ，ＳＯＩｌｌｅｂｅｎｅｆｉｃｉａｌｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓａｒｅｄｒａｗｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＧＰＳ；ｄｔｙ；ｒｅｇｉｏｎＺＯＩｌｅ；ｃｏｎｔｒｏｌｓｕｒｖｅｙ；ｃｏｎｔｒｏｌｎｅｔｗｏｒｋ０引言为加快郑州市城市化进程，扩大城市规模，把郑州建设成为国家区域性中心城市，河南目前正在实施“中心城市群”带动战略。

要在郑东新区已经基本成形的基础上加快推进“大郑东新区”建设…１。

城市要建设，测绘需先行，本文重点讨论大郑东新区某开发区区域控制测量，控制面积１００ｋｍ２，控制点数２３个，控制网等级三等。

常规控制测虽如三角测量、导线测量，要求点间通视，费工费时，而且精度不均匀怛Ｊ。

ＧＰＳ测量无需点问通视且能够高精度地进行各种控制测量。

区域ＧＰＳ控制网的特点是控制区域有限（或一个市或一个地区），边长短（一般从几百米到２０ｋｍ），观测时间短（静态定位的几十分钟至一、两个小时）。

就其作用１３Ｊ而言分为：（１）建立新的地面控制网；（２）检核和改善已有地面网；（３）对已有的地面网进行加密；（４）拟合区域大地水准面。

ｌＧＰＳ用于建立区域控制网１．Ｉ技术依据［４】（１）ＣＪＪ８—９９（城市测量规范》；（２）ＧＢ／Ｔ１８３１４—２００ｌ《全球定位系统ＧＰＳ测量规范》；（３）ＣＪＪ７３—９７（全球定位系统城市测量技术规程》。

１．２平面和高程系统平面系统：郑州地方坐标系。

平差计算时同时提交２０００国家大地坐标系，１９８０西安坐标系、１９５４北京坐标系和郑州地方坐标系成果，使用时采用地方坐标系成果ｂＪ。

高程系统：１９８５国家高程基准。

１．３ＧＰＳ测量仪器设备本测区ＧＰＳ控制网的观测均使用经检验合格的四台套Ｔｒｉｍｂｌｅ５７００ＧＰＳ双频接收机，其标称精度为静态平面５咖＋Ｏ．５ｐｐｍ，高程５嗍＋ｌｐｐｍ；动态平面１０ｌｌｆｆｎ＋１ｐｐｎｌ，高程２０姗＋２ｐｐｍ，经检测，其精度均优于标称指标。

内业处理采用３Ｖ＿，ＯＩ．５ＧＰＳ数据后处理软件和ＰＯＷＥＲ．Ｊ岖Ｊ４．０ＧＰＳ网平差软件。

１．４ＧＰｓ网的建立及观测控制网的布设：点间距２—３ｋｍ，按优化设计方案布网。

ＧＰＳ网的选点与埋石：ＧＰＳ点兼作水准标志，ＲＴＫ基准站设具有强制对中装置的中心标志【６Ｉ。

ＧＰＳ网的作业中严格遵守了，以下的基本技术要求：严格规定开关机时间并逐项填写了测量手簿最少有效观测卫星数＞４卫星高度角＞１５。

收稿日期：２００９－０９－０５修回日期：２００９．１２－０１作者简介：王志武（１９６卜），男（汉族），河南省渑池人。

大专学历，工程师．主要从事野外地质工程测量和测绘管理工作。

第１期王志武，等：ＧＰＳ在城市区域控制测量中的应用１２１平均重复设站数＞１．６时段长度＞６０ｍｉｎ数据采样间隔１５８。

严格对中、整平，对中误差小予１ｎｌｎｌ。

通讯联系时，通讯设备应低于接收机天线，并尽可能与测站保持５ｍ以上的距离。

１．５基线解算和基线检核ＧＰＳ接收机采集记录是ＧＰＳ接收机天线至卫星伪距，载波相位和卫星、星历等数据。

ＧＰＳ数据处理要从原始的观测值出发直到最终的测量定位成果，基线数据处理过程分为数据传输、数据预处理、基线解算、基线检核等过程［７・８ｌ。

本区域控制网有５２个同步环，环全长平均值为７９３９．５１２ｍ，５８个异步环，环全长平均值为７５８１．０８９ｍ；复测基线１３条，平均边长为２２３９．８２４ｍ。

同步环采用基线的坐标分量相对闭合差和全长相对闭合差来检查基线质量，异步环和复测基线则采用分量及全长闭合差来检核基线质量。

根据实测基线解算结果，对控制网同步环、异步环及复测基线的全长相对精度进行了统计，其详细情况见表ｌ一表５。

表ｌ控制网同步环质量统计表５控制网三维无约束平差精度统计从表ｌ～表５统计可以看出所有基线均获得高质量的解，而且内符合程度较好，不含明显粗差。

１．６ＧＰＳ网的平差计算三维无约束平差，平差后ＧＰＳ点位精度见表６。

表６平差结果表明：所选独立基线构成的ＧＰＳ网具有较高的内部符合精度，观测值不含粗差，基线向量解所确定的协方差阵相互之间的比例关系合理。

ＧＰＳ三维无约束成果为控制区提供了可靠ＷＧＳ一８４坐标基准，从而为控制区ＲＴＫ参数的求定奠定了坚实的基础。

二维约束平差，二维约束平差精度见表７。

表６平差后ＧＰＳ点位精度统计表７二维约束平差精度统计从表７可看出：约束平差后各平面点点位中误差均在１锄以下，距离相对中误差远低于城市三等ＧＰＳ网规定的１／８００００，可见本次实测的控制区三等ＧＰＳ网的精度很高。

（下转第１５０页）１５０水利与建筑工程学报第８卷内力根据力法求出：Ｊ｜Ｉ厶＝５４．３２ｋＮ・ｍ，肘ｊ＝５５．１８Ｉ【Ｎ・ｍ，算方法初步估算某主抽风除尘管道横向加劲肋间距，间距的耽＝一１８．７３ｋＮ・ｍ。

大小直接决定作用其上的筒载和肋的截面【４｜。

然后通过有挠度玖：一７．８５ｍｍ，Ｘｃ：一Ｉ．１２ｍｍ。

限元软件对已进行初步设计的管道设计方案模拟计算分析，３．２简化与软件计算对比得到其应力和变形，并找到管道中的危险截面。

最后将有限对比上述两种计算结果，可以看出，管道的危险截面在元模拟的计算结果与简化计算结果进行对比，以验证设计的大端口处，危险点在图６中的Ａ点，这一点的弯矩为５４．３２安全性。

通过多次这种循环计算得到最优的设计方案，为今ｋＮ．ｍ，两种计算方法得到的挠度相差６．９％，取较大值８．４３后主抽风除尘管道设计提供参考。

呦［６】。

参考文献：强度校核川：［１］王华．加肋组合旋转壳的有限元应力分析［Ｄ］．海军工程学院，ｄ＝旋＝孝潞－６１．５ＭＰａ＜ｆ［２】翥二＇许德眦耿舱双曲料仓斗壳的静载与动力模态有限挠度校核：元分析［Ｊ］。

特种结构，２００６，２３（１）：１７．１８．Ｙｃ：８．４３ｍｍ＜—５２ｊ００≯ｍｍ：２０．８咖［３］国红红，张亚，张艳军・压力容器壳体的有限元分析及优化设训计【Ｊ］．机械管理开发，２００８，２３（３）：３０－３１．由以上分析可以得出结论，横向加劲肋用这种截面是安［４］钱成绪．火力发电厂烟风煤粉管道设计技术规程配套设计计算全的，有较大的安全储备。

为了节省钢材，可改用较小截面方法［Ｍ］．北京：中周电力出版社，２００４．的角钢，经过多次计算确定使用等肢角钢Ｌ２００×１６，纵向加［５］汪一骏，顾泰昌，等．钢结构设计手册［Ｍ］．北京：中国建筑１１１业劲肋还是按构造用扁钢１６０×１４。

出版社，２００３．，．．、．Ｅ６］敖晓钦，陈向荣。

刘瑞蕊．大型钢板筒仓荷载计算及稳定设计方４结荫；法比较［Ｊ］．水利与建筑－亡程学报。

２００９，７（３）：１６－１８．首先根据我国火力发电厂烟风煤粉管道加劲肋设计计［７］ＧＢ５００１７—２００３・钢结构设计规范［ｓ］・北京：中国计划出版社，（上接第１２１页）１．７利用ＧＰＳ技术进行高等级控制网的测量应注意的问题观测前应做好观测计划，尤其是高等级网的布设、路线选取、车辆调动等都直接影响观测效率。

网中必须有足够的同步环观测才能保证网的精度，为保证控制网的等级，应避免过短边的出现。

ＧＰＳ网平差时，在网中已知高程点越多，高程拟合的精度越好，网形布设越均匀，精度越高。

因此潲控制网的网形对ＧＰＳ控制点点位及高程精度有直接影响。

２结语ＧＰＳ测量技术在大郑东新区某区域控制测量中的应用，证明了以下结论：采用ＧＰＳ技术进行高等级控制网的测量具有高精度、全天候、高效率、多功能、操作简便等优点。

ｃＰｓ新技术用于超大城区控制在资金和时间上有明显优势，用较短的作业时间达到了预期的目的，为保证按时完成其它测绘工程打下了坚实的基础。

用较少的投入取得了控制面积１００Ｉ，Ｍ的测绘成果。

根据以往经验，若用常规的测量手段，则经费和人力的投入将是本测绘手段的５一１０倍。

用高精度仪器设备保证了后工序各项成果的数学精度，该项目已顺利通过验收，全部成果质量被评为优。

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