常规导线测量中,全站仪测量平距不必量取仪器高度(因为仪器高度对于平距的影响较小),在GPS测量时也可不量取GPS接收机的高度,而将GPS三维基线向量转换到平面上、去除H分量进行处理,经研究测试,在小区域、一般精度的GPS控制网测量中,得到的结果与准确测量GPS接收机的天线高度的处理结果一致(仅存在微小差异),因此,对于小规模(测量距离不超过6km)、较低精度(不高于工程C级网)的GPS平面测量控制网,采用不量天线高的GPS二维数据处理,对数据平差结果的影响甚微,具有明显优势,是可行的。
1、实施方法
这种免量GPS仪器高度的GPS控制网测量方法,其特征在于:包括以下步骤(专利受理号200910167884.9):
(1) 在地面测量控制点上架设GPS接收机,目视估计GPS仪器天线高度在1~2m之间;
(2) 打开GPS接收机的电源,接收机接收GPS卫星信号并记录进行测量工作,直到完成接收数据,关闭接收机电源;
(3) 在室内用随接收机配备或专用的软件下载GPS接收机的记录数据到电脑中,逐个输入统一的GPS天线高度估计值1.5m,以在软件中进行GPS三维基线向量数据解算;
(4) 将解算好的GPS三维基线向量数据导入到GSP建立的GPS网项目中,采用二维基线处理方式,GSP自动转换为二维基线向量数据,直接在二维平面上进行二维基线向量的重复边及闭合差检查,再进行GPS控制网的二维基线向量网平差处理,得到GPS测量控制网二维平差处理结果。
2、 优缺点
1) GPS外业测量不量取接收机的天线高度,省去了一道工序,大大方便了测量外业工作,也省去内业处理检查天线高的工作,提高了工作效率。同时也避免了在外业中量取天线高度错误或忘记量取高度,导致测量外业返工的问题。
2) 使用统一近似天线高度,对于测量的结果影响已经非常微小,对于平差结果的影响可以忽略。比如某GPS控制网的比较测试如下:
|
两种方法的基线边向量比较 |
长度比较 |
|
|
基线边 |
dx(mm) |
dy(mm) |
ds(mm) |
S(m) |
ppm |
CPI105-1 |
CPI104 |
0.4 |
0.7 |
0.8 |
3637.054 |
0.22 |
CPI107 |
CPI104 |
1.5 |
2.4 |
2.8 |
11394.37 |
0.25 |
CPI108 |
CPI104 |
2.2 |
2.5 |
3.4 |
13798.82 |
0.25 |
CPI105-1 |
CPI107 |
-1.0 |
-1.6 |
1.9 |
7791.523 |
0.24 |
CPI105-1 |
CPI108 |
-1.8 |
-1.6 |
2.4 |
10359.91 |
0.23 |
CPI107 |
CPI108 |
-0.9 |
-0.1 |
0.9 |
3230.408 |
0.28 |
|
两种方法处理的坐标比较 |
|
|
控制点 |
dx(mm) |
dy(mm) |
X(m) |
Y(m) |
CPI105-1 |
0.1 |
0.1 |
3383927.5125 |
495668.9269 |
CPI107 |
0.2 |
0.2 |
3379228.3799 |
489453.9469 |
CPI108 |
0.3 |
0.3 |
3376036.5452 |
488956.2281 |
CPI104 |
0.0 |
0.0 |
3385610.9563 |
498892.9272 |
3) 由于现行规范要求检查三维基线向量的重复观测较差、闭合差,如果外业测量读取天线高度有误,将会使得内业测量无法进行导致外业重测,而转换为二维基线向量恰恰去除了高程分量,重复测边较差、闭合差同样可以进行检核,使得测量工作不受影响。
4) 由于不量取天线高度而采用统一近似天线高度,所得到的测量距离含有微小系统误差,因此应用这种方法不能对三维向量的闭合差、重复基线向量较差进行检查,只能通过二维向量的重复观测值与闭合差进行检核。
5) 对于长距离(长于6km)和更高精度(高于工程C级网)的测量控制网,该方法不适宜。