摘要：控制網測量的結果關系到工程施工的質量的好壞，工程質量主要是有可靠的施工技術實現的。GPS控制網測量技術是工程施工中目前最理想的空間定位技術，GPS技術不僅定位精確，提高了工作效率，而且可以減輕人們的勞動強度。本文主要進行探討GPS在淮南控制網中的應用，并對GPS控制網的設計、觀測及精度進行分析，提出了一些提高GPS定位精度的方法。
　　關鍵詞：GPS技術；淮南控制網；定位準確；應用
　　引言：全球衛星定位系統(NavigationSatelliteTimingandRanging／globalPositioningSystem)簡稱GPS，GPS系統主要是以衛星為基礎的無線電衛星導航定位系統導航衛星進行測量距離和時間。GPS系統具有全能性（陸地、海洋、航空和航天）全球性、全天候、連續性和實時性的導航定位和定時功能，并且抗干擾能力強，精度高，實時性強，能為各類用戶提供精確的三維坐標。
　　隨著GPS衛星軌道精度的提高，數據處理模型的完善，GPS測量技術在我國得到了廣泛的應用和發展。1998)．GPS技術是當今世界上最高新的技術之一，它給測繪和3S行業帶來了一場新的技術革命，大大提高了工作效率，減輕了勞動強度，提高了定位精度。在全面啟動“數字淮南”之際，面對信息化進程的飛速發展，礦區的塌陷使淮南區域范圍內大部分控制點遭到破壞，目前僅剩下的控制點已不能滿足城市測量工作的需要。現采用GPS技術的方法在淮南1600平方公里范圍內布設四等GPS控制網，確定淮南城市1980西安坐標系與1954年北京坐標系統的轉換關系，為城市測量、工程測量、地籍與房產測量、規劃建設提供服務。
　　一、測區概況
　　測區位于安徽省淮南市，地處安徽省中部偏北，位于淮河中游，淮河兩岸，在江淮丘陵與淮北平原的過渡帶。舜耕山及八公山繞淮南市老城區的南部及西部。南與合肥市的長豐縣接壤，西南與六安市的壽縣、霍邱縣相連，西及西北與阜陽市的潁上縣，亳州市的利辛、蒙城縣交界，東北與蚌埠市的懷遠縣相交。測區的地理坐標為：東經116°20′—117°13′、北緯32°22′—33°00′。
　　二、技術依據與作業設備
　　1、技術依據
　　測量技術主要根據國家質量技術監督局發布的《全球定位系統（GPS）測量規范》簡稱《GPS規范》GB/T18314-2009；國家城鄉建設環境保護部頒布的《全球定位系統城市測量技術規程》簡稱《GPS規程》CJJ73-97為主要的技術依據[1]。
　　2、作業設備
　　使用天寶5800II雙頻接收機4臺，出廠時各項指標全部合格，作業前通過了安徽省測繪局儀器檢定站的檢測，性能和精度均符合規范要求，標稱精度為（3+1ppm）。
　　3、GPS網布設方案
　　在進行GPS網布設前，現根據衛星預報的衛星分布情況，選擇最佳的時間進行外業的數據采集，并且應該保證外業采集數據的質量，這樣可以方便做好GPS網測量的方案。通過進行測量得知，淮南市四等控制網總控制面積1600平方公里，由105個待定點和五個已知C級點構成。采用點連式和邊連式觀測方法，最長基線17607.977米，最短基線1696.252米，基線平均長度4979米。施測29條復測基線，最大較差8mm，較差允許值97mm。三邊形同步環211個,三邊形同步環相對閉合差最大3.892ppm，ΔX=0.014m，ΔY=-0.028m，ΔZ=-0.023m，Δ3D=0.038m。異步環25個，異步環相對閉合差最大7.020ppm,ΔX=0.027m，ΔY=-0.032m，ΔZ=-0.047m，Δ3D=0.063m。重復設站數1.99。
　　4、GPS網的施測
　　基本技術要求
　　衛星
　　高度角 有效觀測衛星數 平均重復設站數 時段長度（min） 數據
　　采樣間隔（s） 幾何強度因子PDOP
　　≥15 ≥4 ≥1.6 ≥60 15 6
　　在實際觀測過程中，由于受外界因素的影響，個別長邊觀測時間達到90分鐘。在進行作業時，應該嚴格按照操作規范進行操作，并且應該在保證基本作業的原則下，作業人員對測站的環境、基線與時段的長短進行綜合分析，以靈活掌握觀測時間和采取必要措施．同時為確保數據安全，及時將數據輸入微機存盤。
　　三、基線解算階段的質量控制分析
　　1、GPS基線解算的精度一方面取決于誤差改正模型與周跳的剔除,另一方面取決于衛星的軌道。廣播星歷是預報星歷,在有SA政策時,它的精度為100m左右,無SA政策時,其精度一般為10m左右,而精密星歷是后處理星歷,它是通過分布在全球的GPS跟蹤站,進行定軌而得到的,它的精度高。選擇廣播星歷或精密星歷對基線結果的精度影響很大。所以,選擇一種高精度的衛星星歷是非常必要的。一般采用IGS精密星歷,所以本網的基線解算采用IGS精密星歷[2]。基線解算采用天寶商用軟件TrimbleBusinessCenter進行，以雙差固定解做為最終結果。對一些在整體處理中不合格的基線，采用改變基準衛星，刪除產生周跳及信號受影響大的數據，對不合格的基線進行獨立處理。處理后基線水平精度最大誤差9mm。平均誤差5mm。復測基29條，最大較差8mm。
　　2、同步環閉合差的檢驗
　　同步環閉合差是有同步觀測基線所組成的閉合環的閉合差，由于同步觀測基線間具有一定的內在聯系，從而使得同步環閉合差在理論上應總是為0的。如果同步環閉合差超限，則說明組成同步環的基線中至少存在一條基線向量是錯誤的。但反過來，如果同步環閉合差沒有超限，只能認為靜態基線在質量上，絕大部分情況下是合格的[3]。通過對同步環閉合環進行檢驗得出：全網使用4臺機觀測，產生211個獨立三邊同步環，同步環閉合差小于二分之一限差的有76%，
　　3、異步環閉合差的檢驗
　　異步環是指不是完全由同步觀測基線所組成的閉合環，有同步環閉合差可知，當異步環閉合差滿足限差要求時，則表明組成異步環的基線向量的質量是合格的。當異步環閉合差不滿足限差要求時，則表明組成異步環的基線向量中至少有一條基線向量的質量不合格。要確定出哪些基線向量的質量不合格可以通過多個相鄰的異步環或重復基線來進行，通過進行檢驗得出：全網使用4臺機觀測，產生25個異步環異步環閉合差小于二分之一限差的有85%。
　　四、四等GPS網平差的分析
　　本網使用TrimbleBusinessCenter軟件進行嚴密平差，在約束平差之前，先在WGS—84坐標系統下進行無約束平差，對網的內部附合質量進行檢驗，無約束平差通過后，在1980西安坐標系下進行約束平差，以C級GPS點223、225、292、335四點為起算點，C級GPS點264作未知點處理，平差結果顯示X坐標較差2mm,Y坐標較差11mm。網最弱點D099中誤差10mm，最弱邊D045—D044的相對中誤差為1/406467。由上述分析可知，整個GPS網內部符合精度完全達到GPS網的精度要求。
　　五、坐標系轉換
　　通過網平差后即可獲取WGS-84系的高精度3維地心坐標，而實際工作中使用的1980西安坐標系或1954年北京坐標系，必須通過轉換參數。本網采用測區周圍8個C級點做為重合點算出4個轉換參數，（2個平移參數，1個旋轉參數和1個尺度因子。最終求得測區所有點1980西安坐標系和1954年北京坐標系之坐標。坐標轉換精度均在3mm內。精度可靠。
　　六、結論與建議
　　通過在淮南市控制網運用的GPS測量技術可以得知：相對于傳統的測量技術，運用GPS進行測量城市控制網不僅測量精確度高，而且提高了工作的效率，減少勞動強度。由此可見，GPS新技術能夠為今后工程建設提供可靠技術基礎，隨者GPS技術在各應用領域的日益普及，它將發揮著更加重要的作用。
　　
　　參考文獻：
　　[1]岳迎春；明祖濤；吳北平：《控制網測量的新技術應用工程》地球物理學報；2009,6(1)：78--81
　　[2]邵曉明：《GPS技術在城市控制網改造中的應用》測繪技術裝備；2003,5(1):16--21
　　[3]陳炳超；羅成；覃振康；包華海；陳依靜；蘇愛國：《城市GPS控制網的建設問題研究》廣西師范學院學報（自然科學版）；2005,22(3)：69--75