GPS在控制测量工作中的应用实例.doc

GPS在控制测量工作中的应用实例下面以秘鲁塔拉拉（TALARA）油田某工区物探测量为例介绍其控制测量方法和流程1、 项目概况秘鲁塔拉拉（TALARA）油田地处南美洲赤道附近，属热带气候，位于南纬435，西经81左右该油田区块地表复杂，灌木丛生在工区的南部、中部和西部分布着3块几平方公里的沼泽地根据SAPET公司的要求，为了配合三维地震勘探，测量技术人员使用LEICA 200 GPS定位设备进行塔拉拉（TALARA）油田GPS控制网的建立2、 网形设计1234567891011`12`13`141516`1995年1月，测量技术人员在塔拉拉（TALARA）油田布设GPS网点16个，其国家已知三角点4个（1，2，3，4），其中一个点位于工区的东北角，其他3个点距离工区有20公里以上为了控制整个工区，沿着三维施工周边布设了12个GPS点网形结构及点位分布示意如下： 图5-5-1 GPS控制网布设3、 基本流程（1）搜集资料，包括各种比例尺的地形图、控制点成果资料和测量有关的其它资料；（2）野外踏勘，对现存的国家控制点进行踏勘，对全工区的情况作大致的了解；（3）图上设计，根据踏勘情况和合同要求对GPS网进行网形设计，并在地形图上进行选点定位；（4）为便于常规仪器检验，根据规范选取常规仪器检验点。

5）实际选点、埋石，根据设计点位的周边情况，考虑观测条件的因素，在实地进行选点、埋石；（6）技术设计，进行GPS网施工技术设计，做出施测计划；（7）野外施测，按照作业调度表进行GPS观测；（8）主网的处理：基线处理，采用GPS接收机随机软件进行基线处理，对不符合要求的基线进行返工或补测；网平差计算，首先进行无约束平差，求出GPS网点的准确的WGS84坐标，求取坐标转换参数，进行约束平差，最终求得每个GPS点在当地坐标系统中的坐标和高程9）利用双基线处理其余GPS点成果，得到各点当地坐标系统中的坐标和高程10）成果提交4、GPS控制测量技术方案（1）GPS测量控制网总体要求1）搜集资料：包括工区各种比例尺地形图、交通、通讯、供电、各类测量控制点成果、坐标转换参数、高程异常资料等2） 点的选择3） 点位的选择应符合技术设计要求，并有利于其他测量手段进行扩展与联测；地面基础稳定，易于点的保存，便于接收设备安置和仪器操作；视野开阔，视场周围15°以上不宜有障碍物；远离大功率无线电发射源（如电视台、微波站等）和高压输电线；避开强烈干扰卫星信号接收的物体，并尽量避开大面积水域；4） 埋点要求所有网点（已知点除外）均埋设一般性永久性标石，并绘出点位埋设示意图和点之记。

埋点示意图和点之记均采用电子格式标石的类型及埋设要求如下：埋设永久标记指标要求：水泥标号要求在500号以上的C20混泥土；标石规格： 上面：20CM＊20CM；下面：40CM＊40CM；直高：60CM；标记：在标识上刻字并涂红漆埋设要求：1米见方、深1米；底部用石灰并捣固密实，厚40CM；埋设的GPS点应待降稳后可使用；标石顶面于地面平高，标石四围填土并捣固，并注水沉降5） 基线方案的设计：根据基线的长度与精度要求按表1、表2的要求确定观测时段、时段长度及其他观测参数方法图形强度（PDOP）观测卫星数采样率（s）卫星高度角（°）静态≤6≥515－60≥15表5.5.1 GPS测量观测因素要求方法基线长度（km）双频接收机同步观测时段长（min）静态S≥15≥120表5.5.2 GPS测量时段长度要求6） GPS网中已知平面控制点的数量应不少于4个高程控制点的个数应不少于3个7） GPS网相邻点间弦长精度用下式表示：式中： s---标准差（基线向量的弦长中误差），mm；a---固定误差，mm；b---比例误差系数，ppm（1×10－6）；d---相邻点间的距离，km本项目要求：固定误差比例误差：a≤8mm；比例误差：b≤1ppm；（2）野外观测技术要求1）总体要求利用4台LEICA200GPS接收机分别在各已知点和待定点上架设仪器并进行同步观测2个以上时段。

野外采集参数参照表1、表2执行其中作为WGS84坐标的起算点的点观测时段长度不低于3小时整个GPS网采用边联式、网联式相结合的方式布设考虑与一定数量的已知点联测，已知点应尽量分布均匀，或较均匀地分布在测区的周围点号编排规则：点号的编排将从自然数1开始依次编排，先已知点后待定点点号前冠以“GPS”如“GPS009”已知点的点号建议用点名的缩写来命名2）观测计划进行GPS可见性预报，所采用的星历龄期不得超过30天预报表应包括可见卫星号、卫星高度角和方位角、最佳观测卫星组、最佳观测时段、点位几何图形因子等内容结合GPS测量技术设计书和GPS星历预报制定观测计划（GPS测量作业调度表），内容应包括观测时间、测站号、测站名称及接收机号等3）观测准备每天出发前应检查电池容量是否充足仪器及其附件应携带齐全作业前应检查接收机内存或磁盘容量是否充足正确连接接收设备并按表1的要求设置好数据采集参数4）架设GPS接收机天线的要求天线置平，气泡居中；天线架设时的对中误差应≤3mm；架设天线时，应使天线的定向标志指向正北，误差在10°以内5）观测作业观测组应严格按作业调度表规定的时间进行作业，保证其同步观测时间。

每时段观测前后应分别量取GPS天线高，两次天线高量取互差不得大于2mm观测过程中应保证接收机工作正常，数据记录正确，密切注意开机、关机时间和观测过程中的有关信息（失锁、卫星健康、电源等）一个时段观测过程中一般不得进行以下操作：关闭、重新启动接收机；进行自测试（发现故障时除外）；改变卫星高度角；改变数据采样间隔；改变天线位置；按动关闭文件和删除文件等功能键观测员在作业期间不得擅自离开测站，并应防止仪器受震动和被移动，防止人和其他物体靠近天线不应在正在工作的接收机附近使用对讲机、；雷雨过境时应关机停测，并卸下天线以防雷击如已知点上方有站标时，应适当延长观测时间观测作业过程中仔细填写手簿6）收测观测站的所有预定作业项目经检查均已按规定完成，且记录与资料完整无误后方可迁站迁站时检查设备是否遗漏每日观测结束后，应及时将接收机数据下装，做好数据备份定时保养仪器，确保仪器的正常运转3）外业数据检核及成果数据处理基线解算中所需的起算点坐标，直接利用搜集到的精确的WGS84坐标采用多台接收机同步观测时，可采用单基线模式解算，也可以只选择独立基线按多基线处理模式统一解算基线的解算必须采用精密星历基线的中误差和相对中误差应满足条款A的第6条的要求。

同步环闭合差应满足：GPS网基线异步环闭合差应满足：上两式中：Wx、Wy、Wz分别为x、y、z坐标分量闭合差； W为环闭合差； n为构成环的边数对于闭合环检核时不能满足要求的基线，应进行删除或补测4）GPS网的平差计算1）各项质量检验符合要求后，应以所有独立基线组成闭合图形，以三维基线向量及其相应方差协方差阵作为观测信息，以一个点的WGS－84坐标作为起算依据，进行GPS网的无约束平差无约束平差应提供各控制点的WGS－84坐标、各基线向量三个坐标差观测值的总改正数、基线边长以及点位和边长的精度信息2） 在无约束平差确定的有效观测量基础上，应在国家坐标系下进行三维约束平差或二维约束平差约束点的已知坐标、已知距离或已知方位，可作为强制约束的固定值，也可作为加权观测值平差结果应提供国家坐标系中的三维或二维坐标、基线向量改正数、基线长及精度信息………(1)3） 无约束平差中，基线向量的改正数（VΔx、VΔy、VΔz）绝对值应满足（1）式要求………(2)4） 约束平差中，基线向量的改正数与剔除粗差后的无约束平差结果的同名基线相应改正数的较差(dVΔx，dVΔy，dVΔz)应符合下式要求：5） 坐标转换参数可利用网中无约束平差的WGS-84坐标和已知当地地方坐标求取坐标转换参数。

6） 坐标转换后的高程为地方坐标系椭球体上的大地高，应换算成海拔高程，公式为： h=H－N ………(3) 式中：H―――大地高，m； h―――海拔高，m； N―――大地水准面差距值，m大地水准面差距值利用模型的方法求取求取前需要利用模型在已知高程点上进行验证，模型求取的高程与已知高程的差值的互差不能大于0.2米5、 成果提交GPS控制网完成后应提交以下内容：（1） 项目凭证资料：利用已有的成果图表资料、坐标和高程起算数据文件、技术设计书等2） 项目原始资料：控制点及测量点的观测和计算资料等1）外业观测记录（含软盘）、测量手簿及其他记录；2）点之记、埋点示意图；3）GPS数据处理资料；（3） GPS成果：1） GPS控制网设计（电子文档和打印文档）； 2） GPS控制网报告（电子文档和打印文档；）3） 定位测量成果手簿；4） 成果软盘或光盘；6、 QA与QC成立以项目长为组长的质量管理小组，负责对整个施工过程的质量进行控制与评价具体细节如下：（1） 埋石作业1）注意对每个点位的埋深进行测量，保证坑深符合设计要求；2）严格规范标石的制作，确保尺寸、强度符合要求；3）采用光学对点器对中，保证对中误差小于2mm。

2）观测作业1）严格按调度要求进行作业，保证足够的观测时间，使野外网形符合设计要求；2）观测过程中要有人看守仪器，保证仪器不受移动、振动；3）正确填写野外各种记录，做到野外记录齐全、整洁；（3）数据处理1）及时备份野外数据；2）基线的处理及网平差计算必须满足本设计的要求；3）对处理的数据要有第二人检查、签字；4）及时反馈数据处理过程中发现的问题，做到及时、准确地返工、补测；（4）转换参数及高程1）转换参数的验证必须在没有参与转换参数计算的已知点上进行；2）高程模型的验证必须在所有已知高程的点上进行；（5）成果1）成果必须有专人作检查并签字；2）成果必须装订成册，并提供使用方法；组织实施（1）投入设备u 多少台LEICA GPS接收机；u 计算机（包括附件和外设）：u 车辆几台2）主要技术人员列表5.5.3由于GPS静态测量结果主要应用于控制测量，它的观测质量直接影响到下一步的作业质量，因此做好各项基础准备工作尤为重要静态测量工作一般分为三步走，第一步测前工作；第二步实施测量；第三步数据处理1、 测前准备工作（1）、了解测区地理位置及测量范围（2）、做好技术设计技术设计主要包括以下几个方面：项目来源、测区概况、工程概况、技术依据、现有的测绘成果、实施方案、作业要求、观测质量要求、数据处理方案、成果提交的要求等。

3）、搜集与整理测绘资料，主要搜集测区及周边。