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辽阳县首山镇数字化测图控制网的建立及精度分析
作者：宫旭
来源：《科技创新导报》2011年第12期
摘 要:为了满足辽阳县首山镇新城规划施测大比例尺数字化地形图的需要,在该测区应用GPS技术建立了GPS—E级测图控制网,本文从该控制网的建立方法、过程、数据处理、精度分析等方面进行了分析,得出了一些有益结论。 关键词:GPS 数字测图 像控点联测
中图分类号:P228 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)04(c)-0076-02 1 引言
辽阳县首山镇位于辽阳市辽阳县境内,首山镇是辽宁省辽阳县南部的工商业重镇,首山镇是辽阳县经济,文化,交通中心,也是辽阳连接鞍山的交通枢纽。全镇总面积约85km2,建区域面积:26.11km2,全镇总人口10万人。首山镇工业经济发达。以园区建设为载体,构筑了工业经济“两路”四区”的发展格局,为适应首山的经济发展,我院承担了首山镇的总体规划和测绘任务。 2 首山测图GPS控制网的作业依据
(1)CJJ 73-97《全球定位系统城市测量技术规程》;(2)GB 12898-91《国家三、四等水准测量规范》;(3)CJJ 8-99《城市测量规范》;(4)CH 1002-1995《测绘产品检查验收规定》;(5)CH/T 1004-2005《测绘技术设计规定》;(6)《首山镇数字化测图技术设计》。 3 坐标系统及已知点的选择
首山镇的测区正好位于国家高斯投影3度带的123度带附近,因此投影带选择1954年北京坐标系中3度投影带。首山镇的平均高程为40m,符合《城市测量规范》中对工程测量选择国家3度带高斯正形投影平面直角坐标系的要求,并可以将地面实测的边长归算到参考椭球面并投影到高斯平面的要求,这样既和国家的坐标系保持一致,又适合了首山镇的规划需要。 经过现场踏勘和辽阳县规划处提供的成果,测区有5个位于北京54坐标系下的四等点可用,标石保存完好,可作为控制网的起算点。 4 GPS—E级控制网的布设方案 4.1 首级控制网的布设
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由于辽阳县急需为新城规划的数字化地形图,首先布设了控制面积为30km2的E级主网。GPSE级控制网应有足够的精度控制范围和网形强度。由22个点组成,边长不超过3km,采用边点混合连接方式布网,由于RTK技术的普及,使得图根点可以通过RTK直接采集获得,故此次布网不仅满足RTK日后的点校正使用,也为日后城市的建设服务。网图如图1。
在外业工作结束后,基线解算采用ASHTECH接收机随机软件SOLUTION2.6进行解算。不合格基线应重测。对主网中的控制点高程采用GPS高程拟合的方法求得。网中部分控制点的高程采用四等水准的方法测得,解算采用南方测绘公司的南方平差易2005进行平差。 4.2 控制点的选点与埋石
控制点的选点应满足以下要求:(1)点位的选择应有利于其他测量手段进行扩展与联测;(2)点位应视野开阔,被测卫星的地平高度角应大于15°;(3)点位应远离大功率无线电发射源200m以上,远离高压输电线50m以上;(4)点位附近不应有强烈干扰接收卫星信号的物体。此次点位的选择多位于沥青路边或者其他地质坚硬的地区,方便日后使用。先用电锤钻孔然后中间嵌入带十字的长15cm的铁标志,然后在点位周围喷注点号。 4.3 控制点的观测
GPS网的观测使用7台ASHTECH单频接收机,其标称精度5mm+5ppm,观测前应进行天线相位中心稳定性检验与光学对点器检验。天线架设好之后,在圆盘天线间隔120°的三个方向分别量取仪器高,取三次测量结果的平均值输入测量手簿中,在施测过程中,保证卫星截止高度角均≥15°,有效卫星观测数≥5,观测时间不少于60分钟。 5 GPS控制网数据处理及精度评定
GPS控制网的数据处理包括基线解算和网平差两个阶段。各阶段数据处理采用ASHTECH的SOLUTION2.6软件。 5.1 基线解算
基线解算主要是剔除粗差,保证了处理后的基线向量可用,在本软件中对于未通过QA检验的基线,即出现“Failed”,表示标准差大于限差,只求得浮动双差解,可通过裁剪时间段,屏蔽不健康卫星,改变截止高度角等手段进行基线的优化。若基线解中的“QA”栏中为空白表示合格(其标准差在限差之内)说明已求得固定双差解。 5.2 在WGS84坐标系下的无约束平差
基线解算合格后,对所有独立基线组成的闭合图形,以三维基线向量及相应方差协方差阵作为起算数据,进行GPS网的无约束平差。无约束平差提供各控制点在WGS84坐标系下的坐标,各基线向量三个坐标观测值的总改正数,基线边长和边长精度信息。