探讨乌江银盘乌江电站工程GPS独立制约网测布站

论文导读：电离层折射影响用LC观测值消除；对流层折射根据标准大气模型用Hopfiled模型改正；截止高度角为15度。采用上述设置顺利得到较高质量的基线解，其Rms≤0.03、Ration值≥3，整个数据剔除率<10%。最后将基线解输出为Trimble数据交换格式（*.asc）。

2.2网平差采用PowerADJ4.0作GPS网平差。导入基线解后，先作三

摘要：结合乌江银盘水电站工程GPS控制网的布设，商用软件中PowerAdj应用，介绍了采用GPS布设高精度工程平面控制网受网形、观测值、解算软件的影响实施不同方案。分析了GPS基线粗差，并推介了采用PowerAdj解算GPS独立控制网的方法。
关词建GPS（全球卫星定位系统）；独立控制网；PowerAdj软件

银盘电站位于乌江干流,重庆市武隆县境内，属于乌江干流梯级开发中的以发电为主、兼顾航运的中小型水电站，是西部开发重点工程之一。
银盘水电站目前处于初步勘测设计阶段，为满足坝区规划设计的需要，必须测设1：500地形图。测图基本控制采用GPS布设。
GPS定位技术的问世，以其精度高，速度快等特点。采取GPS手段建立基本控制网已是较为普遍的作法，但是，在数据后处理过程中，用何种方法对其进行解算则是需要慎重对待的问题。武汉大学研制的GPS网平差软件PowerAdj应用较为广泛，但因对该软件的平差原理及数学模型不甚了解，故如何利用其软件来作为工程网独立坐标系的平差则需要研究。
图1银盘GPS独立控制网图
在此项工程之中，虽然控制网的等级要求较低，但数据处理方法仍然要求科学、严谨；我们所探讨的方法，既充分利用了现有的软件资源又适用于更高精度的各级GPS控制网的解算。
1GPS平面控制网的布设
银盘乌江水电站测图控制网根据测区地理情况，设计为D级GPS网，共布设了4对GPS测点（网图见图1），并全部采用几何水准的测量方式进行了四等水准高程连测。为了和库区原有的地形图产品兼容，且考虑与将来的工程施工控制网的成果一致，本控制网设计为挂靠北京坐标系的独立控制网，边长不进行高斯投影，并将投影面抬高到测区平均高程面。
控制网与三个国家三角点连测。观测采用六台标称精度为5mm+1ppm的Trimble 5700双频GPS接收机。由于测区地处山谷，因此控制网单图形虽只进行一个时段的观测，但适当地延长了观测时间，以保证获取合格的同步观测数据。
2GPS数据处理
GPS数据处理主要采用的软件为Trimble 5700 随机软件TGO （Trimble Geomatics Office）v1.

6、武汉大学研制的GPS网平差软件PowerADJ v4.0。

2.1基线解算

基线解算采用TGO V1.6完成。基线解算采用调制在GPS信号中的广播星历，获取双差固定解。解算之前采用TGO内置的Timeline Tools 对观测值进行编辑，禁用一些质量较差的数据，其它处理模型与设置选择缺省值，具体为：
①卫星钟差的模型改正（用广播星历中的钟差参数）；
接收机钟差的模型改正（用根据伪距观测值计算出的钟差）；
电离层折射影响用LC观测值消除；
对流层折射根据标准大气模型用Hopfiled模型改正；
截止高度角为15度。
采用上述设置顺利得到较高质量的基线解，其Rms≤0.03、Ration值≥3，整个数据剔除率<10%。最后将基线解输出为Trimble数据交换格式（*.asc）。

2.2网平差

采用PowerADJ 4.0作GPS网平差。导入基线解后，先作三维无约束平差，然后以联测的三个国家三角点的54北京坐标3度带成果作为起算数据，在对已知点进行检验无误后进行二维约束平差，得到一套控制网的54北京坐标系成果GROUP0。
对GPS基线解(*.asc)文件进行编辑，删除与三个国家三角点关联的测站与基线数据。选取控制网中近坝区的3、4号点，在GROUP0中得到其北京坐标并确定以测区平均经度为子午线，在进行换带计算之后得到3、4号点的任意带北京坐标并计算3-4的坐标方位角α。在PowerADJ中新建工程导入编辑之后的基线解文件，以3号点任意带坐标及3-4的方位角α为起算数据进行一点一方位的平差计算，得到控制网的另一套成果GROUP1。

2.3坐标转换

采用PowerADJ作网平差，控制网边长总被作高斯投影，并根据用户在作三维平差时输入的网点大地高将边长归化到参考椭球面，网平差成果GROUP1通过移动子午线已经解决边长高斯投影的变形问题。由于提供给用户成果为挂靠在54北京坐标系标准3度带的成果，因此需要将GROUP1进行坐标转换，这步可自主采用VB或VC编程完成计算，基本方法为在GROUP1中选定3号点为基准点、3-4号点为方位论文导读：
点，根据两组摘自：学年论文范文www.7ctime.com
成果中的同名点，将GROUP1挂靠到GROUP0上，在计算过程中一并完成投影面抬高到测区平均高程面的边长改算，得到独立控制网的正式平差成果。
3控制网精度评定与基线粗差探测

3.1控制网的精度

采用PowerADJ作一点一方位平差的结果能准确地反映控制网观测值的精度，表现为点位中误差、边长相对中误差、基线观测值的相对与绝对改正数等，但是平差成果是否符合实际点位关系呢？这里存在一个尺度问题。为了检验独立控制网成果的尺度问题，我们采用了高精度的测距仪徕卡DI2002（1mm+1ppm）测定了一系列控制网边长，经气象、加乘常数及倾斜改正（斜边采用四等几何水准高程化平）并归化到测区平均高程面之后，与由控制网坐标反算边长比较见表1：
表1控制网精度统计表

由上表可以看出，控制网成果符合点位的实际关系，亦证明了利用PowerADJ进行独立网平差的方法是正确可行的。

3.2基线粗差的探测方法

在GPS基线解算之中，一般通过同步环、异步环的环检验以及控制网的三维无约束平差结果来判定隐含粗差的不合格的基线。然而即便控制网中含有不合格的基线，基线报告也符合要求，网平差报告中的各项精度指标仍然表现得很好，而这种隐藏得较深的不合格基线给相关点位带来的位移往往达到2-3cm，这在高等级控制网测量中是不可容忍的。
为了探测含有粗差的基线，我们直接在基线解（asc）文件中提取基线向量，利用几何水准联测的四等高程对其改化为测区平均高程面上的平边，如果没有联测高程，采用其GPS高差亦可，将此平距边与控制网成果坐标反算边长相比较，如果其较差在一定区间内呈正态分布，则其和接近0；如果较差较大且分布不匀，则某些改正数较大的基线可能存在粗差。
在银盘GPS控制网的平差计算中，采用上述方法成功地发现了几条含有粗差地基线，均与同一观测条件较差的网点有关，最后通过重测解决了问题。这说明了采用TGO解算基线时尽管有几项质量控制指标，仍然不能完全反映基线的质量问题。
4结语
采用上述方法在现有资源配置下成功地解决了银盘GPS独立控制网的数据处理问题，通过研究，这种方法同样适用于更高精度要求的GPS独立网的平差计算。