摘要：本文從實際工作出發,介紹了單頻GPS接收機作II等控制網觀測的處理過程。
關鍵詞：GPS測量 單頻GPS接收機 II等控制網 紅外邊長
一、 概述
GPS問世以來，以全天候、高精度、自動化、方便靈活、高效益等顯著特點, 充分顯示了在導航，定位領域的。
近年來，GPS技術在我國測繪領域迅速推廣，GPS得到廣泛應用，一直已來，單頻GPS接收機大量被使用，但GPS規范明確規定，單頻GPS接收機只能作IV、V等網觀測，無法作II、III等網觀測，對于一些測繪單位來說，購買一套雙頻GPS接收機，價格上又難以承擔。
近幾年，我一直承擔著GPS的觀測和解算工作，在這里，我介紹一下我幾年來總結的經驗和一點方法。
二、 單頻GPS接收機在觀測II等控制網中的網形要求
在使用單頻GPS作II等控制網觀測時，控制網的構網比較關鍵，一般要求按常規儀器觀測方法來構單頻GPSII等控制網，要求點與點之間大部分通視，控制網宜構成近似等邊三角形、大地四邊形、中心多邊形、等圖形組成，三角形最小角不宜少于30度，盡量有多余觀測。
三、 單頻GPS接收機測量在II等控制網中的使用
單頻GPS點位應選在便于安置接收機和操作的地方，視野開闊，被測衛星的地平高度角應大于15度，GPS點位應遠離大功率無線電發射源、高壓電線、大面積水域，避免影響GPS接收效果及減少多路徑誤差。
GPS 測量中并不要求通視，這對通視比較困難的地區非常有利，但在作II等控制網測量時，單頻GPS接收機的這種優勢并不明顯，它的構網要求限制了它的這種優 勢。單頻GPS接收機測量中，盡量用四臺GPS測量，按四邊形觀測法，通視點盡量有GPS基線邊。觀測時，嚴格按《施工測量規范》中II等控制網要求進 行。
四、單頻GPS II等控制網邊長觀測
單頻GPS接收機觀測的II等控制網中，所有通視點基線邊都必須作紅外邊長觀測，所使用儀器必須送有關檢驗機構，進行全面檢驗，獲得加常數和周期誤差等數據，測距時，使用的溫度計、氣壓計等也應送計量部門進行檢測。
測距時，嚴格按《施工測量規范》中的要求進行往返觀測，其往返測較差小于2(a+Db)，若出現超，應重新觀測，必要時，還需要在同一時間段觀測往返測距離。
在測區平面測得的邊長，加上各項改正后,必須投影到測區參考橢球面上，邊長S投影到參考橢球面的公式為:
L=S*(1-(H+K/2-Hm)/R)
式中,H為架站高程,K為架站與前視高程差,Hm為測區平均高程面,R為測區平均曲率半徑.
五、 II等控制網的GPS解算及數據處理
目前,使用GPS越來越多,但對新手來說,在這方面相當欠缺,通過幾年的使用,特別在處理高等級控制測量中,積累了一些經驗，提出來供測繪工作者參考。
① 先把GPS觀測數據傳入計算機,根據GPS外業記錄手薄修改觀測時輸入有誤的數據。
GPS 基線解算軟件一般都是隨機軟件,不同類型的GPS軟件,其解算方法了不一樣,有的軟件在解算時,需要人為干預,有的則由軟件自動篩選,不管哪一種類型的 GPS軟件,只要根據隨機軟件說明操作,GPS基線解算就可迎刃而解。但基線解算過程中,單點選擇是非常重要的,要想得到高精度的基線,必須選擇觀測效果 較好的GPS點,作為單點計算,如果所選單點觀測效果較差,所得基線難達到II等GPS控制網精度。
② 基線解完后,輸入到各自的平差軟件,現以武測軟件POWERADJ 3.0為例,它的文件格式為*.ASC,在POWERADJ3.0下,設置好GPS接收機類型, 調入基線文件,先自動預處理, 選擇好控制網所在的坐標系統,進行三維平差,作二 維平差時,一般在獨立坐標系統按一點一方位進行平差,如果二維平差結果沒有達到II等GPS控制網點位精度和邊長相對精度，就要進行基線篩選,再進行手工 預處理,除去效果差的基線,再行平差,在GPS觀測效果好的情況下,不難達到II等控制網精度,點位誤差小于10mm,最弱邊長相對精度小于1/25萬。 從單頻GPS接收機測量結果來看,與雙頻GPS接收機觀測效果沒多大區別,這不能說明觀測成果就能滿足II等控制網精度,還必須加入紅外邊長到 POWERADJ 3.0距離觀測值中,再次平差,所得結果才能作為II控制網成果。
六、單頻GPS接收機在測量II等控制網的算例
我院于1999年購置單頻GPS接收機四臺套,幾年中測量過不少II等施工控制網,天龍湖引水式電站,引水隧洞長達七公里多,現已貫通,武都水庫施工控制網等水利水電工程。我以重慶富金壩電站航運工程為實例,對單頻GPS接收機測量II等施工控制具體方法介紹一下。
1）.構網圖形
13 5 3
12 8 6 4
9 7
2）. 單頻GPS接收機觀測邊長分析
GPS觀測邊長與紅外邊長對比點名 GPS觀測邊長(m) 紅外觀測邊長(m) 邊長對比差值(mm)
3-4 700.4015 700.4041 -2.6
3-5 534.1757 534.1757 0.0
3-6 1100..0920 20.5
4-6 469.7690 469.7736 -4.6
4-5 840.2143 840.2279 -13.6
5-6 1031..6540 7.6
5-8 1250..2560 16.8
6-7 764.4614 764.4619 -0.5
6-8 544.3777 544.3779 -0.2
6-9 1053..8650 23.8
7-8 985.2796 985.2843 -4.7
7-9 630.1450 630.1433 1.7
8-9 911.6576 911.6623 -4.7
紅外邊長用瑞士威爾特DI2002光電測距儀施測, 測前作儀器加乘常數檢定, 在大氣穩定, 成像清晰的條件下進行觀測。GPS觀測邊長與紅外邊長相比 較：差值為+23.8mm，最小差值為0mm，這說明單頻GPS接收機觀測邊長不太穩定，雖然GPS的觀測精度相當高：點位精度為3.4mm，最 弱邊長相對精度為1/33萬，為了解決單頻GPS接收機的邊長問題，我經過多年的實際操作，解決這一問題的辦法是加入紅外觀測邊，來提高GPS邊長的 有效精度，加入邊長后，GPS的精度有所降低：點位精度為4.8mm，最弱邊長相對精度為1/27萬， 能達到水利水電規范要求，但它有效地提高 了GPS網的可靠性。
3）. 單頻GPS接收機在觀測值解算中出現的一些問題及建議
單頻GPS接收機在觀測二等控制網時，經常會遇到起始 點精度不高的問題（由于尺度參數是GPS解算的重要參數，受起始點精度影響相當大，這在下一論文中用實例作具體闡述），很大地影響GPS邊長，與紅外邊長 相比，有的邊差值可達到分米，大大地影響到控制網的可靠性。單頻GPS接收機在觀測值解算中，以不同的點作單點解算基線，所解算出來的精度不一樣，觀測效 果好的點解算出來的控制網可靠性高于觀測效果不是很好的點解算出來的控制網。
根據我們對單頻GPS接收機作二等控制網觀測的使用情況,對于一些測繪單位不是很景氣的情況下,可以使用單頻GPS接收機作二等控制網觀測,只是在GPS布網,GPS解算,GPS平差處理過程中要求非常嚴密。
七、結束語
我院地處水利水電十分豐富的四川,隨著這幾年的西部大開發,我院擔任著開發四川大中型水電站的設計與勘測,GPS在電站勘測中起著巨大的作用。
信息標題：單頻GPS接收機作II等控制網觀測的處理過程
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