赵庆志，张书毕

（1．中国矿业大学环境与测绘学院，江苏 徐州221008；2．江苏省资源环境信息工程重点实验室，江苏 徐州221008）

0 引 言

城市控制网的建立是城市测量的基础工作和重要内容，过去一直采用传统的大地测量技术方法和手段建立城市控制网。随着空间技术的发展，以卫星为基础的无线电导航定位系统，即GPS技术成为最新的空间定位技术，该系统具有全球性、高效率、多功能、高精度的特点，用于大地定位时，测站间不要求互相通视，不受天气条件影响，同时可获得三维坐标，因而导致传统大地测量的布网方法、作业手段和内外作业程序发生了根本性的变革，为城市测量提供了一种崭新的技术手段和方法，它以高速度、高精度、低成本为城市建设控制网服务，快速及时、准确地为城市规划建设和管理提供测绘保障。

常规控制测量如三角测量、导线测量、要求点间通视，费时费工，而且精度不均匀［1］。GPS测量无需点间通视而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20 km），观测时间短（静态定位的几十分钟至一、两个小时）。就其作用而言分为［2］: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。

1 GPS区域控制网建立及测量

1）测区概况

测区内有两个D级GPS控制点，在此基础上重新布置E级GPS网。通过泰安市泰山区E级GPS网的布设和观测、坐标系转换、基线向量检核、数据处理等，分析了其平面精度，为泰山区工程建设、城市规划等提供了必要的起始数据。

2）技术依据［3］

① CJJ8－99《城市测量规范》；② GB／T18314－2001《全球定位系统GPS测量规范》；③CJJ73－97《全球定位系统城市测量技术规程》。

3）平面和高程系统

平面系统:泰安市地方坐标系，平差计算时同时提交1980年西安坐标系，1954北京坐标系和泰安地方坐标系，使用时采用地方坐标系成果。

高程系统:1985年国家高程基准。

4）GPS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三台南方9600GPS单频接收机，其标称精度为静态平面5mm＋1ppm，高程10mm＋2ppm，经检验，其精度优于标称指标。

内业处理采用南方GPS数据处理软件。

2 内业数据处理及其质量评定

2．1 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［4－5］。

测区控制网共有12个闭合环，51个异步环，网平均边长338m．采用对观测成果中误差、最小方差比、最弱边相对误差、最大中误差进行检验。一般基线在10km以内，基线方差比大于3．0，可以认为是符合等级网的测量要求。随着基线长度的增加，其中误差也相对会有所增加。如果仅作为加密控制，或者要求较低的情况下亦可以相对放宽条件，例如方差比大于2．0．

由南方GPS数据处理软件所处理的GPS静态数据可得其中误差最大为0．011，最小方差比为3．32，最弱边相对误差为1／16211，满足规范1／10 000的要求，其最大中误差为10mm，符合规范规定。

2．2 GPS控制网的平差计算

无约束平差能够被用来评定网的内部符合精度和探测处理粗差，而约束平差和联合平差能够确定点在指定参考坐标系下的坐标［6］。

三维无约束平差，平差后GPS点位精度如表1所示。

表1 平差后GPS点位精度统计

从表1平差结果可以看出:所选独立基线构成的GPS网具有较好的内部符合精度，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三维无约束平差结果为控制区提供可靠的WGS－84坐标基准，为测区内RTK参数的求定提供了保障。

二维约束平差精度如表2所示。

表2 二维约束平差精度统计

表2表明:约束平差后各平面点点位中误差均在1cm以内，局部相对中误差远低于城市三等GPS网规定的1／80 000，本次实测的控制区三等GPS网的精度很高。

3 结 论

观测前应做好规划，尤其是高等级控制网的布设，线路选择以及直接影响观测效率的事项。

GPS控制网中必须有足够的同步观测环以保证控制网的精度，避免较短边的出现。

平差时，网中一致的高程点越多，高程拟合的精度就越高，网形布设越均匀，精度越高。因此，GPS控制网的网形对控制点点位及高程精度有直接影响。

采用GPS静态相对定位技术进行高等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。

GPS新技术用于大城区控制测量在时间和成本上有明显的优势，能够在较短的时间内高效高精度的达到所需的结果，为保证按时完成其它测绘工程打下了坚实的基础。

［1］ 刘绍堂，肖海红，赵站杨．GPS打桩定位系统在杭州湾跨海大桥施工中的应用［J］．西南科技大学学报·自然科学版，2005，27（4）:42－45．

［2］ 施凤翔．利用GPS技术建立控制测量新模式的探讨［J］．测绘标准化，2005，21（1）:40－42．

［3］ 刘绍堂，赵站杨．全站仪在杭州湾跨海大桥箱梁桩基定位中的应用［J］．水利与建筑工程学报，2006，4（1）:24－26．

［4］ 李旷建，李春红．GPS在建立和改造城市控制网中应用的若干问题［J］．城市勘测，2005（1）:25－27．

［5］ LIU Shaotang，HU Lixin．Application of beidou navigation satellite system in logistics and transportation［C］／／Proceedings of 2008International Conference of Chinese Logistics and Transportation Professionals（ICCLTP 2008），Chengdu:Southeast Jiaotong University，2008:137－139．

［6］ 李征航，黄劲松．GPS测量与数据处理［M］．武汉大学出版社．2005．