GPS测量静态数据处理中已知点的选取及地面比例尺设置对测量精度的影响

GPS测量静态数据处理中已知点的选取及地面比例尺设置对测量精度的影响GPS测量静态数据处理中已知点的选取及地面比例尺设置对测量精度的影响午线较远时，控制点间的平面距离变形较大，并且这2 ,, 1 y m 总是增大的，其大小将与基线两端点横坐标的平均值, , s , s , 0 2 方成正比，离中央子午线越远，其投影变形越大;另 2 R , m , ，当测区的平均高程H超过一定的数值时，控制点间 m 式中:s为投影归化边长，y 为归 0m距离变形也相当大，而这种变形总是缩短的，其绝对值;R 为参考椭球面在测距边中点的平 m 成正比，随H增大而增大。并且GPS控制网不但作为测m...

GPS测量静态数据处理中已知点的选取及地面比例尺设置对测量精度的影响午线较远时，控制点间的平面距离变形较大，并且这2 ,, 1 y m 总是增大的，其大小将与基线两端点横坐标的平均值, , s , s , 0 2 方成正比，离中央子午线越远，其投影变形越大;另 2 R , m , ，当测区的平均高程H超过一定的数值时，控制点间 m 式中:s为投影归化边长，y 为归 0m距离变形也相当大，而这种变形总是缩短的，其绝对值;R 为参考椭球面在测距边中点的平 m 成正比，随H增大而增大。并且GPS控制网不但作为测mm (2)实量边长归算到参考椭球面上例尺的控制基础，还经常作为城市建设及各种工程建控制点间的平面距离在 H 高程m 放样测设数据的依据。依据《工程测量规范》(GB 到参考椭球面上的长度缩短，此,s -2007)，被采用的平面控制网的坐标系统在主测区的形。将地面观测的长度元素归算到参度变形值应该不大于2.5cm/km ，超过时应采取措施。式计算(高程归化): 必要对如何控制和减少这种边长变形的方法进行研 S , D ， ,s 对以上的问题，本文根据工程实际情况加以比较和总 D ， H GPS静态数据处理过程中，运用改变当地点选取及地面 m,s , 设置来有效降低高斯投影变形及高程归化变形的影 R m 2 a 1 ,e R , m 2 2 1 , e sin B 、地面比例尺的计算 K表示地面比例尺，定义: ， H , h， hR, M ， N m m m1 m 2= S/ S 0 其中，S为归化到椭球体面的长度(1) H 度，为高程归算改正，为观测 ,s 中:S为A、B 两点间在选定投影面上的高斯坐标反算m 观测边相对于大地水准面的平均高程 S为A、B 两点在WGS84坐标系中的椭球面边长。对于 0 R例尺的计算主要是利用理论关系求定。主要与以下两参考椭球面的平均高程; 为该地区 m 理论计算地面比例尺K在国家坐标系中进行平差时，高斯将地面比例尺设置为0.999571495: 影将会使边长增长，而高程归化将会使边长变短。 S , S , ,s ， ,s 即(6)0 2 , ,s， ,s S S 则 (7) 0 2 K , , S S 00 三、应用实例以我院2009年5月在湘江长沙月亮岛GPS控制网测设项目的数据为实例，就GPS测量静态数据处理过程中，已知点的在北京54投影基准下无约束平差得各点坐标成果见下取及地面比例尺设置对测量精度的影响进行探讨。数据处软件为美国天宝GPS静态数据处理软件Trimble Geomatics fice 1.62。由于测区经度在112?50′~113?00′之间，所用国家点是6 带投影，且在19带内，故其中央子午线为111?。(说明:本 GPS网数据处理本应采取3?带投影，中央子午线为114?，但取得明显的变形数据，故采用6?带投影以说明问题。) 依据上表中坐标算得G02至G028距离1,991.892m。 (1)技术方案第二个方案，采用6?带投影，中央子午线为113? 第一个方案，采用6?带投影，中央子午线为111?，不把G02设置为当地点，用投影位置计算比例尺。行当地点设置，不考虑其投影变形。在北京54投影基准下无约束平差得各点坐标成果见下在北京54投影基准下无约束平差得各点坐标成果见下表: 依据上表中坐标算得G02至G028距离1,992.746m，依据上表中坐标算得G02至G028距离1,991.854m。根据公式(5)得该地区平均曲率半径本次测试，采用尼康DTM452型全站仪经过往返多次测2 2 a 1 , e 6378245 1 , 0.006693241 取G02~G028平面距离平均值为1,991.860m。 = =6,366,254m, 2 2 2 2 ,(2) 分析对比通过对两种方案的分析，我们发现第1 , e sin B 1 , 0.006693241sin 28 一种方案所得结根据公式(2)得参考椭球面上的边长归算到高斯投影面红外线测距的误差0.032m，则每公里误差值为0.016m，满的变形程实际需要。第二种方案所得结果与红外线测距的 2 1 187756 , , ,s , ， 1992 .746 , ,2 2 6366254 -0.006m，则每公里误差值为0.003m，满足工程实际需要, , 由上所述可知，合理的进行当地点选取及地面比例即 ,s=0.8666m 2 置能有效减弱高斯投影变形及高程归化变形的影响。根据公式(4)得实量边长归算到参考椭球面上的变形四、结论与建议在GPS控制网数据后处理中，当地1992.746 ，4 0.5 ,s , 点的选取及地面比 6370000 的设置是否合理对测量成果精度会产生直接影响。当高即 ,s =0.01267719m 影变形和高程归化变形进行改正后，测量成果未能满足根据公式(7)得地面比例尺理论值要求时，为了确保工程测量结果能直接利用并方便计算以采用任意带的独立高斯投影平面直角坐标系，归算测 S S , ,s， ,s 0 2 K , , S S 00

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