摘要：本文章以某工程水深地形測量為任務，本次測量范圍北至Toure Drive公路轉彎處燈塔往CoCo Beach方向500m處，南至Ocean Road公路水產碼頭，東至印度洋約4km，水域面積約16 km2 。為滿足該范圍工程測圖的需要，須對測區進行GPS平面控制測量。為了盡可能提高測圖精度，便于后續工作的實施，采用D級GPS網的靜態觀測方法。

　　關鍵詞：GPS網,精度檢驗,質量檢核

　　一、GPS網的設計和觀測

　　1. GPS網的布設和網形的設計

　　在布設GPS網時根據測區實際需要和交通狀況進行設計。GPS網的點與點間不要求每點通視，但考慮到以后施工測量點位加密的需要，盡量保證每點都有1～2個通視方向。在進行GPS網形設計時，考慮到網形強度的問題，設計采用邊連接的布網方式。GPS網由若干個獨立觀測環構成，網中每個閉合環或附合線路中的邊數符合表1的規定。非同步觀測的GPS基線向量邊，按軟件功能自動挑選獨立基線構成環路。如果某條基線觀測質量比較差，根據實際情況按所設計的網圖選取基線。為求定GPS點在當地WGS84系統中的坐標，GPS新埋點與測區內已知的高等級點進行聯測。

　　2. GPS觀測

　　(1)GPS觀測執行情況

　　在實際外業觀測過程中,使用2臺Trimble 5700型、2臺 Trimble R6 Model 2型GPS接收機，同時在4個觀測點上進行同步觀測, 同時觀測有效衛星數≥4顆，有效觀測衛星總數≥4顆, 時段長度≥60分鐘, 數據采樣間隔為15s。測量員到達站點后，對中整平，安置好接收機使其處于靜置狀態，然后再連接天線。其中，對中誤差小于1mm，天線基座上的圓水準氣泡嚴格居中。

　　(2)遇到的問題

　　由于本次測量工作在國外實施，起算資料的收集具有一定難度，且需要時間。在工作初期，沒有起算資料的情況下，GPS網的平差計算只進行WGS84橢球下的無約束平差。

　　平差后得到的坐標只是各點之間的相對坐標，需要對其精度進行檢驗。實際工作中，選取了觀測邊(A4→A2)進行檢核。按照《規范》相關要求，觀測差值 。

　　式中 (mm)為固定誤差， (ppm)為比例誤差， (km)為觀測基線的平均邊長。

　　其中，觀測平均邊長 =1879m， 、 取表2中的限差值。經計算 =±21.285mm， =±60.203mm。0.038<0.060203，故符合要求。

　　二、內業數據處理及檢核

　　1. 內業數據處理

　　每個獨立的GPS-D級網觀測完成后，作業員及時將外業觀測數據利用Trimble Business Center軟件進行外業數據的處理。選取截止高度角≥150，基線解算采用廣播星歷，解算類型為固定解，最小基線觀測時間為10分鐘，設置基線解算合格標準為：水平精度0.020m+1.0ppm，垂直精度0.040m+1.0ppm，利用Trimble Business Center軟件自動處理生成的基線向量，分析處理不合格的基線向量，然后通過查看沒有固定解基線的公共衛星、衛星殘差等，對殘差較大的衛星將該衛星的觀測數據禁用，再次處理不合格的基線向量，直到基線向量全部合格為止。

　　基線處理成功后，進行WGS-84坐標系下的自由網平差，首先按照事先設計好的網形提取基線向量構建GPS基線向量網，檢查構建好的網的GPS環閉合差報告，確保參與平差的基線向量構成的所有的閉合環都通過(即環閉合差為0)。

　　2.GPS網觀測精度評定

　　GPS網的測量中誤差按下式計算：

　　其中， 為GPS網測量中誤差， 為GPS網中異步環的個數， 為異步環的邊數， 為異步環的環閉合差， 、 、 為異步環的各坐標分量閉合差。

　　本次觀測GPS網各異步環的環閉合差如表5所示：

　　根據(式2)計算，得到GPS網的測量中誤差 =8.860mm。

　　根據《規范》要求，GPS網的測量中誤差 才算符合(其中， 為基線測量中誤差)。

　　根據(式1)計算，得到 =24.603mm(詳見3.(b)表7)。

　　3. 內業計算質量檢核

　　下面就此次測量工作中的GPS-D級網的解算質量進行分析：

　　(a) 基線解算結果見表6：

　　基線解算以固定解作為最終結果，根據表6統計，最終解算出來的固定解中的最差水平精度≤0.020，最差垂直精度≤0.040，即相鄰點的基線分量中誤差水平分量和垂直分量均滿足了表5中有關GPS測量基線精度的要求。

　　(b)重復基線檢核

　　GPS網基線測量中誤差 按(式1)計算： 根據《規范》要求，解算出來的重復基線長度較差 才算符合。

　　對于D級網，參考表2中的要求，取a=10，b=10，經過計算求得網中實際平均邊長、基線測量中誤差、重復基線長度較差允許值、重復基線長度較差見表7：

　　根據表7的統計結果，解算出來的重復基線長度較差滿足《規范》中 的規定。

　　(c)同步環閉合差檢驗

　　根據《規范》要求，同步環各坐標分量閉合差及環線全長閉合差，應滿足下列各式要求：

　　式中： 為GPS-D級網基線測量中誤差。

　　計算結果如表8所示：

　　根據表8統計，同步環坐標分量閉合差和全長閉合差滿足《規范》要求。

　　(d)異步環閉合差檢驗

　　根據《規范》要求，異步環各坐標分量閉合差及環線全長閉合差，應滿足下列各式要求：

　　式中： 為GPS-D級網基線測量中誤差。

　　計算結果如表9所示：

　　根據表9統計，異步環坐標分量閉合差和全長閉合差滿足《規范》要求。

　　(e)三維無約束平差質量檢驗

　　根據《規范》要求，在三維無約束平差中，基線分量的改正數絕對值應滿足下式要求：

　　式中： 為GPS-D級網基線測量中誤差。

　　由表10可知，此次測量中GPS網的三維無約束平差中，基線分量改正數絕對值符合《規范》要求。

　　(f)約束平差質量檢驗

　　在無約束平差確定的有效觀測量基礎上，固定選取的起算點坐標，進行三維約束平差。

　　根據《規范》要求，在約束平差中，基線分量的改正數與經過粗差剔除后的無約束平差結果的同一基線，相應改正數較差的絕對值式中為GPS-D級網基線測量中誤差。

　　由表11可知，此次測量中GPS網的三維約束平差中，基線分量改正數較差絕對值符合《規范》要求。

　　本次靜態GPS-D級網觀測，經三維約束平差后所得的GPS高程，僅作為參考，具體高程成果以水準測量為準。