GPS定位技术,操作简便快捷,布网不受常规通视条件的限制,观测可全天候进行,且定位精度高,有着经典测量方式不可比拟的优越性。这项技术的优势在沈阳市供水图文信息系统外业普查工程中得到充分验证。
一、工程概况
为满足沈阳市自来水管网的管理和发展,沈阳市自来水总公司率先采用高新技术—地理信息系统。沈阳市位于东经123°13ˊ-123°°35ˊ,北纬41°42ˊ-41°53ˊ,测区覆盖沈阳市内全部7大区,面积约为197Km2。沈阳市自来水事业历史较长,地下管线纵横交错,市内建筑物密集,各类通讯架线繁多,给GPS施测增加了难度。根据GPS控制网等级划分,测区应布设C级GPS控制网,现有资料为沈阳市规划部门1989年版的1:30000地形图及四等导线控制点,由两个国家二等三角点及二等水准点,可作为GPS控制网的起算点,外业依据参照①《全球定位系统城市测量规范》;②《城市测量规范》;③《沈阳市供水管网地理信息系统属性数据调查要求》。
二、GPS网的建立及观测
1、控制网的布设
此次GPS控制网的布设是以施测自来水设施点为目的,并兼顾到监视设施点的需要。设施点的技术要求:点位误差为±5cm,高程误差为7cm,控制网布设如图1所示。

图1 C级控制网布设图
图中最大边长为13Km,最短边长为5Km,控制网坐标系统与原有地形图等资料一致,为沈阳市54坐标系统,高程系统为1956年黄海高程系统。
2、GPS网的选点与埋石
GPS网的选点,既要点位具有良好的卫星窗口,以满足观测的需要,又要方便施工,且要基础稳固,远离干扰源。充分利用网中旧点及标石。因此,选点时GPS点尽量选在原有四等导线点上(除3个点外),节约了大量的造标理石费用,并且,由于已知导线点的高程为四等三角高程,为GPS网的高程拟合奠定了基础。
3、GPS网的观测方案
GPS网的观测采用美国生产的ASHTECH静态单频GPS-LOCUS接收机5台,按静态接收模式同步观测。观测前对仪器进行了相应的检验,包括:①接收机内部噪声检验,零基线检验;②天线相位中心稳定性的检验;③光学对电器的检验等。检验后,仪器都调整到最佳状态。观测技术要求为:卫星高度角≥15°,有效观测卫星数≥4个,平均重复设站数≥1.6个时段长度≥45min,测站点接收机与卫星构成的几何图形强度因子GDOP<8。作业组在进入测区前必须认真学习并掌握上述各项技术要求,做24卫星可见性预报,观测时,同一时段每站取70min,较长的边取90min
,注意GPS接收机对中、整平要准确,开始与结束前后整平误差不超过半个水准管刻划格,对点误差开始和结束偏离不超过±1mm,每时段的开机后和关机前测量员应分别量取天线高,两次测量结果互差不大于3mm,取平均值作为最终值输入主机,并同时输入测站名,当确认所有作业操作都完成后,可迁站。
三、外业观测结果检核
下载的静态数据。利用GPS
厂家提供的解算基线,对解算的基线向量进行残差分析,将其中残差较大的数据剔除,剔除率小于5%。对重复观测边检核时,重复观测边的任意两个时段的互差小于
√2λ ,其中λ=(10mm+10×10ˉ6D)独立闭合环闭合差检验是评价观测结果质量的重要指标,闭合差的检验公式为:
Wx≤3√n
λ
Wy≤3√n
λ
Wz≤3√n
λ
W
≤3√3nλ
式中,n为独立闭合环中边数;
λ
相应级别规定的精度。
对于本网λ取(10mm+10×10ˉ6D)经检验,独立闭合环闭合差最大为29mm,线差为58mm,完全符合精度规定的要求。