浅谈GPS控制网的布设与优化

浅谈GPS控制网的布设与施测【摘要】本文就GPS 定位技术进行了简要分析，阐述了该技术的优势和定位原理，并就其关键的控制网的布设与施测技术进行了较为详细的探讨，希望可以为相关部门提供一点参考。

【关键词】GPS；布设；施测0.引言随着现代科学技术的飞速发展，测量技术在各国得到了越来越多的重视，经过多年的潜心研究，目前人类已经掌握了很多比较精准方便的新型测量技术，其中GPS 定位技术便是一种应用广泛并且深受好评的技术之一。

GPS定位技术诞生于1992年，但以其定位速度快、费用省、操作简便、全天候、精度高等特点，目前已经成为各国广大测量工作者的得手工具之一。

本文基于该技术中的布施与施测技术进行探讨。

1.GPS 定位概述GPS 定位技术是以用户接收天线和GPS 卫星之间的距离为基本观测量，根据导航电文中已知的卫星瞬时坐标，确定用户天线所在坐标系统中对应的位置，在一个测站上只需 3 个独立距离观测量，就可以确定该测站的位置，因此GPS定位技术的实质是采用了空间距离后方交会的方法。

通过测量GPS 信号从卫星传播到用户接收机的时间差计算距离，采用时差测距是GPS 测量的基本原理。

由于GPS信号在传播过程中的介质是大气，电离层和对流层对信号均有干扰，存在大气延迟误差，加上卫星钟与用户接收机钟不同步，存在钟差，因此，通常观测得到测站至卫星间的距离称为伪距。

通过卫星导航电文提供的钟差参数可以修正卫星钟差，而接收机的钟差却难以预先准确确定，处理办法是可将其作为未知参数与观测站坐标在数据处理中一并解出。

故在一个测站上，除了三个待定位置参数外，还需要增加一个接收机钟差参数，因而至少需要 4 个同步伪距观测量才能够定位，即至少必须同步观测得到4颗GPS卫星信号。

2.GPS测量技术的优势相对于经典的测量技术GPS测量技术主要有如下优势:⑴首先，GPS定位精度高。

目前，在大于800km距离的基线上，静态相对定位精度可达到或优于10-8在小于50km的基线上，静态相对定位精度可达1~2×10-6，在100km～500km的基线上，静态相对定位精度可达10-6～10-7,而在大于800km 距离的基线上，静态相对定位精度可达到或优于10-8。

谈GPS测量技术与GPS控制网优化设计[摘要]本文以对GPS测量技术的认识为基础，分析探讨了GPS控制网优化的主要指标，指出了关于GPS控制网优化设计的的四类技术。

[关键词]GPS测量技术优化设计1GPS测量技术与GPS控制网测量1.1GPS测量技术GPS RTK（Real Time Kinematic）技术开始于90 年代初，是一种全天候、全方位的新型测量系统，称载波相位动态实时差分技术，是目前适时、准确地确定待测点的位置的最佳方式，是基于载波相位观测值基础上的实时动态定位技术。

GPS RTK 具有定位精度高且精度分布均匀，速度快、效率高，观测时间短，方便灵活，测程不受限制，不受通视条件影响等优点。

1.2GPS控制网测量GPS 控制网网形比较灵活，可以根据实际地理条件，建筑物条件以及相应的测区情况来布设。

连接方式可以为点连式的、边连式的、混连式的、中点多边形等连接方式。

GPS 控制测量点间不要求通视，图形结构灵活，因此选点工作要比传统控制测量的选点简便容易得多。

GPS 点的选定不以相邻点间的通视作为先决条件，给选点带来极大的灵活性，但也有具体的要求。

点位应当保证观测时卫星信号不能受到干扰，选点时做到点位周围视场内最好没有高度角大于15°的障碍物，尤其是不能有成片的障碍物，远离大功率的无线发射台和高压电线，没有大面积的水域或对电磁波反射（或吸收）的物体。

观测作业的主要任务是捕获GPS 卫星信号对其进行跟踪、接收和处理，以获取所需的定位和观测数据。

开机后，等待接收机初始化完成并进行记录数据状态，然后每隔几分钟便查看一下接收机的工作是否正常。

在观测作业中认真作到：观测组按照计划表规定时间作业，确保同步观测；开机前后各量取天线高一测回，每测回从不同部位量取三次，两测回天线高之差不大于3mm；天线高的量取部位，按作业前的统一规定量取，并在记录薄中详细记录；一个时段观测中，不能够关机又重新启动、自测试、改变卫星高度角及数据采样间隔、改变天线位置，关闭或删除文件等；原始观测值和记录项目，按规定现场记录，字迹清楚，不的涂改、转抄；观测期间防止接收机震动，防止人员和其他物体碰动天线或阻挡信号。

GPS控制网的布设原则及优化设计探讨霍印峰摘要：随着科学技术的快速发展，全球定位系统在测绘工程中的应用越来越广泛，在城市控制网中扮演的角色也越来越重要，受到各界的关注。

然而，GPS控制网在模型上也完全不同于传统的控制网。

本文先对GPS控制网进行概述，分析了其特点，然后阐述了GPS控制网的布设原则，针对具体的情况对GPS控制网的布设进行了优化设计。

关键词：GPS控制网；布设原则；优化设计引言随着GPS三维定位系统的广泛应用，其已经成为了当前社会测绘工程中极其重要的一项技术。

与传统的测角网等传统测绘工具相比，全球定位系统虽然具有定位准确、速度快、操作简便、不易受限等优点，但和传统工具一样仍需要对GPS控制网进行优化设计。

通过对精密程度、数据来源可靠程度、布控范围、成本费用等环节的优化，使其不断发展完善，适应城市发展的需要。

一、GPS控制网概述（一）GPS控制网布设的目的GPS三维定位系统为我国大地测量、地壳运动研究等提供了可靠的数据来源，并且为建立三维地心坐标体系奠定了基础。

GPS控制网布设的目的和意义：将我国陆地和海洋的测绘基础进行统一；与其他方法相结合准确测量大地水准面；准确建立三维地心坐标等等。

为我国测绘行业的发展提供了发展方向和发展前景。

（二）GPS控制网布设的特点（1）GPS控制网的形状与卫星空间分布图形相关联，即控制网中网点发出的基线数量和权阵。

（2）GPS控制网的非层次结构性。

在具体的监测过程中，结合不同的方法，使用不同的仪器设备，采取不同的工作模式，都会使得到的监测值精密程度出现偏差。

GPS控制网能够将相同的精密程度通过一定的技术扩展方法，一次性达到人们所需的精密程度要求。

（3）监测点分布均匀，不存在误差逐级累积的现象。

在传统控制网中，各个环节存在的误差逐级累积，导致误差越来越大，对最终的监测结果造成巨大影响。

而GPS控制网则消除了误差逐级累积这一特点，各个监测点的精密程度大体相同，不存在较大误差。

浅谈GPS网型优化设计文章主要讨论了GPS控制网的优化设计问题，控制网优化设计的目的就是选出既可满足精度、可靠性要求，又能使整个建网费用最少的设计方案。

因而文章论述了控制网基准优化、可行性分析等方面的理论与方法，介绍了GPS网优化设计的方法和步骤。

标签：GPS;网型优化;网型设计为了解决控制网优化设计问题，得出布网方案、控制网优化设计的方法，论文从控制网优化设计着手，以一个实例来进行阐述。

二、测区概况本项目为某铁路控制网复测，位于四川省凉山彝族自治州，正线长度22.917km。

主要工程为双线特大桥、隧道、四线大桥等其他运营生产设备及附属以及大临工程等。

三、控制网情况（1）根据网形的一部分进行说明。

（2）根据设计院提供的原始控制点A001、A002、A003、A004进行了现场勘察和稳定性评估，经考察控制点稳固可靠。

随后就对设计控制点进行了复测，复测结果满足《工程测量规范》精度要求。

（3）根据现场施工的要求对控制网进行了加密，加密点为8个点：WH01、WH02、WH03、ZX01、ZX02、ZX03、ZX04、ZX05（见图1）。

（4）平面坐标系采用与设计成果相同的独立坐标系统，即WGS84大地坐标系椭球参数。

中央子午线102°45′，投影面大地高1000m。

四、布网方案与网型优化1.GPS控制网网形设计的一般原则在GPS作业前，应设计出一种比较实用的既能满足一定精度和可靠性要求，又有较高精度指标的布网作业计划，这就是GPS网的优化设计问题，因而网形设计的一般原则为：（1）要充分考虑建立GPS控制网的应用范围。

对于工程建设的GPS网，应该既考虑勘测设计阶段的需要，又考虑施工放样等阶段的需要。

（2）采用分级布网方案。

适当地分级布设GPS网，有利于根据测区的近期需要和远期发展分阶段布设，而且可以使全网的结构呈长短边相结合的形式。

（3）GPS网中应不存在自由基线。

所谓自由基线是指不构成闭合图形的基线，由于自由基线不具备发现粗差的能力，因而必须避免出现，也就是GPS网一般应通过独立基线构成闭合图形。

GPS控制网优化设计及布设摘要：正文通过对GPS与GPS-RTK技术的概述,分析了影响GPS-RTK技术在测量工作中应用的因素，得出工程测量工作中GPS-RTK技术的应用具有积极的现实意义,能促进地质勘查工作的发展，提高其工作效率。

关键词：优化设计控制网一、引言随着GPS在工程测量中的应用逐渐广泛，GPS高精度的静态网以及RTK动态测量方法方便快捷，给测量工作提供了一个更大、更精确的空间，但是一个工程控制网的首级网的布设的质量，直接关系到后续工作的质量和进度，而在测量工作全面开展前，对整个控制网进行周密安排，对控制网根据工程需要进行优化设计，通过优化设计，我们在控制网的精度、可靠性、进度、经济价值方面达到最佳，这样可方便我们的工作，应用我们常规的优化设计软件，如清华山维NASW 平差软件，可实现对控制网的宏观上的优化设计，现就以下几方面论述下自己在工作实践中的体会。

二、优化设计过程控制网的优化分为解析法和机助法，但是解析法需要严密的理论和计算，机助法方便灵活，可在多种方案中比较，在工作中更实用。

通常，我们对GPS网从精度、可靠性、进度及经济价值上进上设计，而经济价值又受许多客观条件的影响，因此，在软件上我们对精度、可靠性、进度进行设计，而经济价值我们从人为方面加以控制，从而满足整个工程需要。

一）收集资料我们接到一个工程时，对工程的要求的精度、时间有所掌握，同时我们应收集相关地区的地形图，控制点资料，如在长距离线路测量中，应收集沿线的5万图资料，线路走向转点资料等，并在图上展上线路走向，在图上找到相关的控制点位置等；在大面积地形图测量中，也要收集相关的控制点资料，在小比例尺地形图上找到测区范围。

然后根据工程需要，收集相关等级的测量的测量控制点。

资料收集完以后，应组织人员对收集到的控制点进行踏点工作，确定控制点是否存在，是否能应用于现有工程中，同时应了解来往路径，方便后期测量工作。

同时我们也应对所使用的仪器设备的资料加以收集，了解仪器设备的标称精度，作业性能，方便设计。

GPS控制网的优化设计GPS控制网在测绘应用中起到了至关重要的作用，不仅提高了测绘的准确度，还降低了成本。

本文着重探析了GPS控制网高效率、精准性、可行性及低成本的原则，分析了如何优化其控制网的设计类型，阐述了优化GPS控制网技术的方法，确定了控制网的网型，研究GPS控制网优化设计的具体步骤。

标签：测绘GPS 控制网网型1前言随着现代测绘事业的不断发展，GPS控制技术在测绘领域的发展中起到了不可替代的作用。

传统的测绘技术成本偏高且准确性低，大大加重了操作人员的工作压力，GPS测绘技术不仅精准度高，可行性强，还能提高效率，节约资源。

为了将GPS技术发挥出最大的优势，人们在不断的优化其控制网的设计，以此不断提高测绘的精准度和可行性，保证测绘工程工作的顺利完成。

2 GPS控制网设计原则及思路2.1高效率高精度原则在进行GPS控制网优化设计时，要坚守高效率原则，这就要参照GPS控制网中相应的各项效率指数，对现有方案进行合理的设计，此外，还要分析控制网的总布置时段和消耗额度，明确设计方向以此提高控制网的整体效率。

GPS控制网技术之所以受到测绘行业的欢迎，其高精准度特性是原因之一，作为测量工作的基础，在进行优化设计GPS控制网时，首先要对控制网的网型结构进行分析，利用坐标方差，针对其网型设计并确定控制网的矩阵。

简单的来说就是利用协方差阵分析控制网，并确定控制网整体的精度标准参数，同时在设计和运用时利用角度方位之间的平方差或者标准差以及两点之间的距离进行比较计算，从而保证GPS控制网的精准度。

2.2可靠性低成本原则坚持GPS控制网的设计原则是保证GPS控制网质量的前提。

GPS控制网的可靠性分为外部和内部可靠性两种。

抵御能力粗差的为外部可靠性，观察能力粗差的主要指内部可靠性。

设计GPS控制网时，η作为控制网可靠性数值表示符号，η=J单/J整.，即单个网络为单独性的基线数值与整体网络为单独性的技术数值的比值[1]。

浅谈GPS控制网的设计发布时间：2021-06-28T15:19:53.187Z 来源：《工程管理前沿》2021年2月6期作者： 1、王敏 2、龚军[导读] GPS是全球定位系统，具备较强的三维导航与定位功能1、王敏2、龚军昆明子午环测绘咨询服务有限公司云南昆明 650000摘要：GPS是全球定位系统，具备较强的三维导航与定位功能，连续性、全球性、全能性优势显著，且保密性、抗干扰性良好。

GPS技术被广泛应用到城市测量、航空测量等工程中。

本文主要介绍GPS控制网设计相关问题，仅供参考。

关键词：GPS控制网；优化设计GPS控制网是以GPS卫星定位技术建设的控制网，具备多种应用优势，测量结果精度高、载波相位测量，各测量点无需相互通视，可以灵活选择控制点。

GPS测量可以实现全天候测量，确保测量工作的计划性。

整个工程观测时间短，且数据获取速度快。

GPS测量可以实现自动化记录，具备较高的自动化程度。

1、GPS控制网设计原则在建立GPS网络时，设计属于基础内容，可以维护GPS质量可靠性。

GPS网络设计原则，涉及到以下几点：1.1分析GPS控制网应用范围针对工程建设GPS网，应当深入分析到勘测设计需求，分析施工放样环节需求。

针对城市GPS控制，应当分析近期建设与规划需求、远期发展需求，以此发挥出GPS网络、测绘工作的作用和价值。

1.2应用分级布网方案分级设置GPS网络，按照测区实际需求、远期发展需求，确保全网结构呈现长边、短边结合模式。

和全网短边形成全面网，以此减少网络边缘位置误差积累，也可以分阶段处理GPS网数据，检验成果。

分级布网，是建设常规测量控制网基础方法。

为了确保GPS网络可靠性，不同级GPS网络应当布设为闭合图形网，为单独GPS基线向量边构成。

闭合图形可以采用多边形模式，同时包含附和路线。

在GPS网中，严禁出现支线。

1.3GPS测量精度标准我国实施全球定位系统测量规范，可以将GPS网测量精度划分为不同等级。

关于GPS控制网优化设计的探讨1前言众所周知，利用GPS系统实测各种用途的控制网可以达到降低外业劳动强度，提高工作效率，获得较高的相对定位精度和低成本的目的。

为此我们首先应做好GPS网的优化设计，这也是达到此目的的关键。

2 GPS控制网优化设计原则GPS控制网的布设应视其目的，要求的精度，卫星状况，接收机类型和数量，测区已有的资料，测区地形和交通状况综合考虑，即网的设计应在效率性、可靠性、精确性和经济性等方面力图实现用户的要求。

3 选择有利的GPS点位选择合理的GPS点位是进行GPS控制网测量的一个必不可少的先决条件，GPS点位选择得恰当与否将直接影响到GPS测量的精度、费用和下级测量工作。

所以在实测GPS控制网之前，进行踏勘选点时，除了遵循《全球定位系统（GPS）测量规范》外，还应注意以下几点：1、GPS点位应该离公路稍远一些。

、2、GPS点位应远离枝叶茂盛的大树。

、3、GPS点位应尽量远离对无线电信号有反射作用的建筑物及具有发射无线电信号功能的电视台、电台等。

4、实测GPS网时，有时不得已要进行偏心观测。

若有偏心观测时，应该尽量减少偏心元素的测定误差，同时偏心距不应大于100m为宜。

4 确定合理的网形结构1、确定同步图形同步图形的形状是由GPS接收机的台数决定的。

例如：3台接收机一般采用同步三角形；4台接收机一般既可以采用同步四边形也可以采用同步中点三边形；4台以上接收机所采用的同步图形就更灵活。

2、同步图形连接扩展方式同步图形连接扩展方式一般有点连接方式、边连接方式和网连接方式。

不同的连接扩展方式有各自不同的特点。

（1）、点连接式GPS网若相邻同步环之间仅有一个公共点相连接构成的GPS网则称之为点连接式GPS 网，简称点连式GPS网（如图1(a)所示）。

以这种方式构成的GPS网，没有（或仅有一个）异步闭合环，网形强度比较薄弱，发现粗差的能力较弱；但在同样网点数下，同步图形个数最少，而且它具有最少观测时段数，工作量较小，获得成果快，若对控制点精度要求不高，观测时选取有利的观测时间，采用点连接GPS网无疑是一种经济快速的布网方式。

GPS工程控制网的布设及数据处理有关问题的探讨GPS工程控制网目前已经广泛的应用于土地的测绘以及地形的测量中，取得了较好的成果。

但是在具体布设过程中，仍然存在布设以及数据的处理问题，影响工程控制网的精度。

本文主要分析GPS工程控制网的布设以及数据处理问题的分析，主要对系统点位的选择、控制点分布以及基线长度对精度的影响分析以及坐标系统的转换设计进行分析，通过实例进行验证，确定了GPS工程控制网的布设方法以及数据处理方法，以期为工程控制网的设计提供理论依据。

标签：GPS工程控制网；数据处理；基线前言GPS测量具有较高的精度和效率，在测绘过程中，对于大范围以及高精度的控制网，通常是通过GPS局域网来进行测量，目前，GPS工程控制网已经运用于地形、地籍以及房产测量等多个项目。

但是在实际布设过程中，由于布设不合理以及数据处理不当等问题，对控制网的精度产生了较大的影响。

因此，对GPS 工程控制网的布设及数据处理有关问题进行分析，可以完善系统的设计，推动GPS工程控制网的发展，提升其应用效率。

1、点位的选择在GPS工程控制网的布设中，其与普通控制网的需求相对一致，但是存在一定技术上的差别，在工程控制网的布设中，范围相对较小，因而在点位的选择中，机动性的选择相对较小，但是对其需求与控制网的原理基本相同，在埋石时，通常对点位的精度需求较低，可以采用灵活的方式进行处理，同时，在测量范围相对较小时，对GPS的测量影响相对较小，可以通过灵活的布设方式来完成控制网的设计。

在工程控制网的布设中，主要分为三种类型，第一种为点位集中在一块区域第二种为点位集中在几块区域；第三种为点位呈现线状分布状态。

在测量范围较大时，通常需要保证控制网的整体精度，以此来提升工程控制网的测量效果，需要将其构成相应的图形，通过控制点来进行计算，在布设不均匀时，点之间的距离差异较大，需要对数据进行测量和处理，以此来提升工程控制网的精度。

在布设中，需要构建一级骨架，通过一级网络来构建二级控制网络，通过诸多的点群来进行计算，可以明确控制网的精度，但是在布设过程中，需要对图形的结构进行考虑，其主要是由于大型网络的工程布设选点是通过逐步进行，缺乏对图形的考虑，因此，在布设的过程中，需要合理的控制选点的布设条件，以便可以最大程度的保障控制网络的精度。

测绘技术中的控制网设计与优化方法测绘技术是一门旨在获取和处理地理空间信息的学科，被广泛应用于土地测量、地理信息系统、建筑工程等领域。

在测绘技术中，控制网是一个关键的概念，它是由一系列准确测量的点构成的框架，用来支撑整个测量过程。

本文将探讨控制网的设计与优化方法。

在进行测绘任务时，精确的控制网设计是至关重要的。

一个好的控制网能够提供可靠的测量结果，减小误差和不确定性。

控制网设计的目标是最大限度地增加控制点的观测精度，并确保控制点的分布均匀。

为了达到这个目标，测绘工程师通常采用以下几种方法。

首先，控制网设计需要考虑地区的地形和地貌特征。

不同地形条件下的控制点布设方式会有所不同。

例如，在平坦的地区，可以采用较大的基线距离，而在山区或复杂地形的地区，则需要更多的控制点，以更好地应对地形变化造成的误差。

其次，控制网设计需要根据任务的要求和测量设备的精确度来确定控制点的数量和位置。

控制点的数量应根据测量任务的精度要求进行合理规划。

对于要求高精度测量的任务，应适当增加控制点的密度，以提高测量的可靠性和准确性。

此外，在控制网设计中，还需要考虑测量任务的难易程度和与其他现有控制点的关系。

在复杂的测绘项目中，可能需要在控制网中增加一些固定点，以提供更高的测量精度和稳定性。

同时，需要确保新的控制点与已有控制点的连贯性，以减小整个测绘系统的整体误差。

一旦控制网设计完成，测绘工程师需要对其进行优化，以提高整个测量系统的效率和准确性。

优化的关键是分析控制点的观测数据并评估其观测精度。

根据观测数据，可以使用统计方法来评估每个控制点的观测精度，并标记出可能存在的异常点。

通过剔除异常点和调整控制点的权重，可以进一步提高整个控制网的精度和可靠性。

除了对控制点的观测数据进行优化外，控制网的设计还需要考虑各种误差来源的影响，如大地形变、大气延迟等。

这些误差来源可能会导致控制点的位置变化，进而影响整个测量系统的准确性。

因此，测绘工程师应合理设置控制点的位置和数量，以最小化这些误差的影响。