摘要：GPS定位技術以其精度高、速度快、費用省、操作簡便等特點被廣泛應用于控制測量中。時至今日，可以說GPS定位技術已完全取代了用常規測角、測距手段建立控制網。本論文在綜述GPS靜態操作過程同時，分析處理靜態定位觀測數據的全過程。

　　關鍵詞：GPS;靜態;數據處理;

　　一GPS控制網的布設及靜態測量

　　1.1城市靜態GPS網的布設

　　1.1.1布設原則

　　GPS 在城市控制網的布設中要依據控制網布設的總體指向思想進行合理的設計，結合當地城市可預計的技術發展和控制網精度對其的要求，城市控制網的建設原則應當根據下列條件進行布設。

　　①充分利用當地城市地區的國家級GPS 網點和GPS 連續運行站的數據，用來構成城市控制網的基礎框架結構。

　　②要以框架網為布設依托，將城市控制網的點位盡量布設于交通相對便利的地方。

　　③水準網與GPS 網的相互結合運用，在地區內均勻的布設一定密度的GPS 網(其點距離平地應為7km~10km，而山地標準應為10km~20km 左右)，并且能夠用二等水準進行聯測高程。

　　④城市控制網中GPS 點位的布設與未來似大地水準面精化目標應當保持高度的一致性。

　　⑤在城市控制網的建設中應當顧及周邊各個區、縣的基礎控制以及其在未來的發展的需要。應當在政府所在地至少要布設3個GPS點，新的選點要選在城鎮附近并且交通方便的地方。

　　⑥在建設和更新中，為了保證新舊控制網能夠以最佳的狀態相吻合，應當均勻的選擇觀測條件好并且相對穩定的二、三、四等三角點進行聯測。

　　⑦在城市控制網的布設中為了能夠保障點位的穩定性，點位應盡量選擇在地基基礎堅固的地方，盡量避開當地城市擁有的大的地質斷裂帶。

　　1.1.2.布設形式

　　A.點連式：相鄰同步圖形只通過一個點進行連接，特點是作業效率高。進展快;但圖形強度低，單點連接校正麻煩。

　　B.邊連式：相鄰同步圖形有一條公共邊相連，特點是作業效率較高，圖形強度較好。

　　C.混合式：根據具體情況。有選擇地采用幾種方式的混合應用。特點是優化設計后既可以保證效率，又可以使圖形強度滿足要求。但設計方案有眾多形式，須根據經驗而定。

　　1.2靜態測量

　　1.2.1 GPS 靜態測量原理

　　GPS 靜態測量是利用測量型GPS 接收機進行定位測量的一種。主要用于建立全球性或國家級大地控制網、建立地殼運動監測網及精密工程控制網建立等。進行GPS 靜態測量時，認為GPS 接收機的天線在整個觀測過程中的位置是靜止，在數據處理時，將接收機天線的位置作為一個不隨時間的改變而改變的量，通過接收到的衛星數據的變化來求得待定點的坐標。在測量中GPS 靜測量的具體觀測模式是采用兩臺(或兩臺以上)接受設備，分別安置在一條或數條基的兩個端點，同步觀測4 顆以上衛星，每時段長45min 至2h 或更多。基線的定位精度可達5mm+1×10−6 *D ,D 為基線長度(km)。測量時，所有已觀測基線應組成一系列封閉圖形，有助于進一步提高定位精度。

　　1.2.2.靜態測量的外業實施

　　A.開機

　　1)到測站后，先連接基座和角架，對中整平。

　　2)再將一體化GPS與連接器和基座連接。

　　3)確認對中整平，量天線斜高，上到天線高測量板槽口處，下到測站中心。

　　4)按藍色開關開機，指示燈(衛星數、電源、磁盤記錄、等待警報)一起顯示紅色，再統一變為綠色，并發出“滴滴”聲音，表示已經正常開機，放開開關。衛星數指示燈閃爍次數表示觀測衛星個數，當衛星個數大于或等于4顆時，正常記錄開始。

　　5)在觀測記錄手簿上記錄點名、天線高、觀測時段、衛星個數。

　　B.關機(到了關機時間)

　　1)檢查對中整平，再量天線高，記錄檢查衛星個數。

　　2)按住開關大于3秒，直到無指示燈閃爍。

　　3)再拆下一體化GPS，搬站。

　　二城市GPS控制測量數據處理

　　GPS網數據處理分為基線解算和網平差兩個階段, 采用軟件完成。經基線解算、質量檢核、外業重測和網平差后, 得到GPS 控制點的三維坐標其各項精度指標符合技術設計要求。

　　2.1城市GPS基線向量解算

　　2.1.1基線向量解

　　GPS基線向量是利用2臺或2臺以上GPS接收機所采集的同步觀測數據形成的差分觀測值，通過參數估計的方法所計算出的兩接收機間三維坐標差。基線向量可采用空間直角坐標的坐標差、大地坐標的坐標差或站心地平坐標的坐標差形式來表示。一個基線解算結果包含很多項內容，其中最主要的有兩項，即基線向量估值及其驗后方差-協方差陣。

　　理論上，只要2臺接收機之間進行了同步觀測，就可以利用它們所采集到的同步觀測數據，確定出它們之間的基線向量。這樣，若在某一時段中有n臺接收機進行了同步觀測，則一共可確定出 條基線向量。

　　對于一組具有一個共同端點的同步觀測基線來說，它們之間存在固有的統計相關性。另外，由于不同模式的基線解算方法在數學模式上存在一定差異，因而它們的基線解算結果及其質量也不完全相同。基線解算模式可以分為單基線解(或基線)模式、多基線解(或時段)模式和整體解(或戰役)模式三種。

　　2.1.2基線處理過程

　　按指定的數據類型導入城市GPS觀測數據后，數據處理軟件會自動分析各點位采集到的數據內在的關系，并形成靜態基線后，就可以進行基線處理了。

　　基線處理的過程可分為如下幾個主要部分：

　　(1)設定基線解算的控制參數

　　(2)外業輸入數據的檢查與修改

　　(3)基線解算：此過程一般是自動進行的，無需人工干預。

　　2.2網平差

　　城市GPS基線向量網的平差是以GPS基線向量為觀測值，以其方差陣之逆陣為權，進行平差計算，消除許多圖形閉合條件不符值，求定各GPS網點的坐標并進行精度評定。GPS基線向量網的平差分為三種類型：(1)經典的自由網平差，又叫無約束平差。(2)非自由網平差，又叫約束平差。(3)GPS網與地面網聯合平差。

　　2.2.1網平差流程

　　在對基線處理完全符合標準后才能進行網平差，數據的基線經過處理都需要符合要求，網平差分為三個過程：

　　(1)前期的準備工作，這部分是用戶進行的。即在網平差之前，需要進行坐標系的設置、并輸入已知點的經緯度、平面坐標、高程等。

　　(2)網平差的實際進行，這部分是軟件自動完成的。

　　(3)對處理結果的質量分析與控制，這部分也是需要用戶分析處理的過程。

　　2.2.2網平差結果檢驗

　　網平差的檢驗主要通過改正數、中誤差以及相應的數理統計檢驗結果等項來評價。如果網平差達不到要求，需要從以下幾個方面來尋找網平差結果不合格的原因：(1)檢查坐標系等是否設置正確。(2)檢查已知點是否正確，并且是否在一個系統內。(3)檢查基線向量網是否正確。(4)檢查觀測文件的觀測點、天線高是否正確。

　　三 結語

　　由此可見，GPS定位技術以其精度高、速度快等特點被廣泛應用于控制測量中，并逐步取代了用常規測角、測距手段來建立控制網。

　　參考文獻

　　[1] 張勤，李家權.GPS測量原理及應用[M].北京：科學出版社，2005.

　　[2] 魏二虎，黃勁松.GPS測量操作與數據處理[M].武漢：武漢大學出版社，2004，6.

　　[3] 周中謨，易杰軍，周琪.GPS衛星測量原理與應用[M].北京：測繪出版社，1997，1.

　　[4] 李征航，黃勁松.GPS測量與數據處理[M].武漢：武漢大學出版社，2005，3.

　　[5] 孔祥元，梅是義.控制測量學(上冊)[M].武漢：武漢大學出版社，2002，2.

　　[6] 喬仰文，趙長勝，夏春林等.GPS衛星定位原理及其在測繪中的應用[M].北京：教育科學出版社，2003，3.