在测量中的应用

使用GPS进行控制测量过程为：方案设计、外业观测、内业数据处理。用户可以根据测量成果的用途选择相应的GPS测量规范实施：《全球定位系统城市测量技术规程》、《全球定位系统城市测量技术规程》和《公路全球定位系统（GPS）测量规范》，本书只介绍最后一个《规范》的规定。

1．精度指标

GPS测量控制网一般使用载波相位静态相对定位法，使用两台或两台以上GPS接收机同时对一组卫星进行同步观测。控制网精度指标是以网中基线观测的距离误差m D来定义的。

m D＝a＋b×10－6D （10－16）

式中：a——距离固定误差；

b——距离比例误差；

D——基线长。

城市及工程控制网的精度指标要求见表10－2。

表10－2 城市及工程控制网的精度指标

2．观测要求

在同步观测中，测站从开始接收卫星信号到停止数据记录的时段称为观测时段；卫星与接收机天线连线与水平面夹角称为卫星高度角，卫星高度角太小时不能进行观测；反映一组卫星与测站构成的几何图形形状与定位精度关系数值称为点位图形强度因子PDOP，它的大小与观测卫星高度角的大小及观测卫星空间的几何分布有关。见图10－11所示，观测卫星高度角越小，分布范围越大，其PDOP值越小。综合其他因素的影响，当卫星高度角设为≥15°时，点位PDOP值＜6。GPS接收机锁定一组卫星后将自动计算出PDOP值并显示于屏幕上。规范对GPS测量作业的基本要求见表10－3。

3．网形要求

与传统控制测量方法不同，使用GPS接收机观测，不要求各站点间相互通视。网形设计，根据控制网用途、现有GPS接收机台数可以分两台接收机同步观测、多台接收机同步观测和多台接收机异步观测三种方案。在这儿只简单介绍两台接收机同步观测方案，其两种测量与布网的方法如下：

图10－11 卫星高度角与图形强度因子

表10－3 静态GPS测量作业技术规定

（1）静态定位

图10－12 GPS静态定位典型图形

如图10－12（a）所示，将两台接收机轮流安置在各基线端点，同步观测4颗卫星1h左右，或同步观测5颗卫星20min左右。它一般用于精度要求较高的控制网布测，如桥梁控制网或隧道控制网。

（2）快速静态定位

如图10－12（b）所示，在测区中部选一测点为基准站并安置一台接收机连续跟踪观测5颗以上卫星，另一台接收机依次到其余各点流动设站观测（不必保持对所测卫星连续跟踪），每点观测1～2min，一般用于控制网加密和一般工程测量。但控制点应选择天空视野开阔、交通便利、远离高压线、变电所及微波辐射干扰源的地点。

4．坐标转换

为了计算出测区内WGS－84坐标系与测区坐标系的坐标转换参数，要求至少有2个及以上GPS控制网点与测区坐标系已知控制网点重合。坐标转换计算由GPS附带数据软件自动完成。