GPS控制网起算点的优化选取和兼容性分析

不同等级或分属不同区域的控制点间可能存在较大的误差。若将这些存在较大误差的已知点作为平差计算或坐标转换的约束, 其结果必然会扭曲GPS测量的原有精度, 因此, 在进行GPS控制测量时要对已知点在地面坐标系中的坐标进行可靠性检验, 发现起算点中的粗差点或相对精度较低点, 选择合理可用的已知点作为基准点, 从而使GPS网约束平差成果满足要求。

1 GPS控制网起算点兼容性分析方法

参与平差的GPS基线向量中不存在粗差基线是GPS控制网起算点质量分析的前提。为了很好的讨论分析约束平差时起算点坐标的可靠性, 必须对GPS基线向量观测值中误差进行分析, 区域性GPS控制网起算点兼容性分析常用的方法有平差结果直观分析法、尺度比参数变化的一致性判别法、单位权方差假设检验一F检验法等。

2 巩义市数字测图控制网起算点兼容性分析

以巩义市控制网为例进行区域GPS控制网起算点兼容性的分析如下。

2.1 平差结果直接分析法

根据测区具体条件把6个已知控制点分为6组, 经过计算分析得出每组统计量, 具体数据表1。

结合表1分析如下:方案1、2、5的平差精度和无约束平差时的精度相当, 且综合各个方案点3、5、6的平差值与已知值较差也很小。而4号点的平差结果与已知坐标值相差较大。方案3、4、6中含有4号点时, [pvv]值增大, 点位精度和相对精度也降低, 同时其他点平差值与已知值之差也随之加大。通过以上分析知:4号点与其余5个点是不兼容的;网中其余5个点兼容性较好。

2.2 实测基线比较法

表1平差结果直接分析法结果表

表3测区 (1+dk) 值

该GPS控制网利用6个已知控制点, 在约束平差前, 利用该法对已知点之间的相互关系进行检核, 见表2。

从上表可以看出, 基线4—6、4—5、3—4中∆d>4.5cm, 该三条基线中均含有4号点, 而基线1—2、1—5、2—6、5—3中基线较差均小于4.5cm, 根据原理可以得出4号点与其余各点不兼容。

2.3 尺度比参数变化的一致性判别法

从表3中可以看出, 各种组合包含4号点的1+d k变化均较大 (表3中含4的行与列) , 而与4号点无关的则呈现出一致性, 由此判断, 4号点的坐标存在问题。

2.4 附合路线坐标闭合差检验法

根据附和路线坐标闭合差检验法的原理, 依次算得6个点之间的附和路线坐标值闭合差, 见表4。

从表4可以分析出附和路线2—1—5、1—2—6、1—5—3均能达到规范要求, 而1—5—4、5—4—6则大于1/80000的要求。因此, 我们可以判断4号点存在问题。

3 结论与建议

通过实例分析表明, 使用本文介绍的四种方法可以检验出GPS网中联测的不兼容的起算点, 且其检验结果是一致的。得出的建议有以下几点。

(1) 作业前, 应尽可能多地搜集测区周围高等级控制点, 且控制点应以同一系统、同一等级为好。

(2) 若对控制网的精度要求不太苛刻,

表4已知点附合路线闭合差

则可通过选取不同的已知点进行约束平差, 采取直观比较的方法进行分析, 选取认为较好的一套成果作为最终成果。倘若对控制网的精度要求较高, 则有必要采用多种方法对成果作分析, 选择兼容性好的起算点作为最终平差成果。

(3) 建议实际检验时综合利用这几种分析方法, 有利于提高检验结果的可靠性。通过起算点与拟建的GPS网的兼容性分析, 将有效避免GPS控制网的扭曲和变形, 提高GPS网的精度。

摘要：本文应用四种控制网兼容性分析方法, 结合工程实例就GPS控制网起算点的优化选取和兼容性作了较为详细的分析和探讨, 得出了几点有益的结论。

关键词：GPS控制网,兼容性,起算点

参考文献

[1] 赵俊生, 徐卫明.GPS在城市控制测量应用中的研究[J].测绘通报, 2000 (9) :8～9.

[2] 黄声享.GPS控制网公共点兼容性分析[J].武汉科技, 1996 (2) :12～15.