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1、1伊和乌素苏木 1：10000 地形图测绘首级平面控制网布设及质量控制葛岱峰，马涛，刘江，关春波，魏增明（内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院，内蒙古 呼和浩特 010018）First-Stage Horizontal Control Network Layout and Quality Control of 1:10000 Topographic Map in Yihewusu TownshipGe Daifeng, Ma Tao, Liu Jiang, Guan Chunbo, Wei Zengming（The College of Conservancy and Civil Engin
2、eering of Inner Mongolia Agricultural University, Huhhot, Inner Mongolia, 010018, China.）摘要：本文在面积较大、地形复杂、交通不便的沙漠地区，布设、施测了 1：10000地形图测绘所需的 I 级 GPS 平面控制网。布网时把现代 GPS 测量方法和传统测量方法相结合，综合考虑各种因素，确保了控制网的可靠性；通过控制网优化设计、合理配置观测时段和使用适当的质量控制手段，在最不利的图形条件下，节省了工作量，达到了较理想的精度要求效果。关键词：首级平面控制网 质量控制 图形条件 精度分析Abstract: In
3、study area, Lying and surveying the I-level GPS Horizontal control network for the 1:10000 topographic map in a larger, complex terrain, inconvenient desert areas. In order to ensure the reliability of the control network, combining with the modern GPS measurements and the traditional measurements a
4、nd comprehensively considered various factors. Through the designed optimization control network, deployed the time reasonably and used the properly measure of quality control, saving a lot of workload and achieving a more satisfactory precision in the most adverse terrain conditions.Keywords: First
5、-Stage Horizontal Control Network; Quality Control; Graphic Conditions; Accuracy Analysis测区位于鄂尔多斯市杭锦旗中东部伊和乌素苏木境内的库布其沙漠南缘，地理位置约东经 1082000，北纬 395930。测区东西长约 35km，南北宽约20km，总面积约 550km2。测区内总体地形为四周高、中间低的盆地，高差起伏较大，交通不便，地形破碎，盐池、沼泽地、沙丘众多，风积、剥蚀作用占主导地位。近年来，受气候干旱和沙丘移动等问题的影响，使目前草地生产能力低下，牲畜数量锐减，更主要的是草场沙漠化的趋势明显，生态环
6、境堪忧。介于上述情况，科学评价出该区域水资源的储量和质量，使生产经营结构转型。为配合水资源评价项目，在项目区内测绘了 1：10000 地形图。1 首级平面控制网的布设及施测1.1 首级平面控制网的布设测区内受沙丘移动影响大，在 550km2 的范围内，仅保留 3 个国家等级的控制点，分别为老龙哈拉，毫庆柴登，乌兰识巴太；属于 1980 年西安坐标系。3 个已知点线状分布，东西走向，相距约 20 公里。执行全球定位系统（GPS）测量规范GB/T 18314-2001 和全球定位系统城市测量技术规程CJJ73-97 国家规范。按照先控制、后碎部的测量原则，先在测区内布设 I 级GPS（Global
7、 Positioning System）首级平面控制网，在首级平面控制网内共布设24 个 GPS 点，含 3 个已知点。布网时考虑到首级平面控制点尽量覆盖整个测区，便于利用 RTK（Real- time kinematic）进行图根平面控制测量；考虑测区范围2和已知点分布位置，采用网连式布设全面网图形，使控制网有较多的复测边和非同步图形闭合条件的检核，以增强网的几何强度和可靠性；在一般情况下，同步观测环各边长度在 5 公里左右，特殊情况适当增减，但注重控制网的图形条件；尽量避免多路径效应和卫星截止高度角等因素的影响。首级平面控制网布置如图 1 所示。图 1 首级平面控制网布置图Fig 1 Th
8、e layout of first-stage horizontal control network1.2 首级平面控制网的施测首级平面控制网施测采用 4 台华测 X20-GPS 信号接收机，接收机静态测量标称精度为：水平5+1ppm，垂直10+1ppm；动态测量标称精度为：水平10+1ppm，垂直20+1ppm。设计同步观测时段不少于 45 分钟。2 首级平面控制网的质量控制2.1 图形条件的控制不论是传统的三角网，还是现代 GPS 网，图形条件直接影响控制网的精度。理论上的理想图形，在实际生产中由于受到地形和其它因素的限制很难做到，只能尽量争取。布网时，尽量使同步观测环长边的长度不超过短边
9、长度的 2-3倍，尽量使各三角形的内角大于 30。2.2 多路径效应误差的控制测区内盐池、沼泽地众多，而且聚集，面积较大。大面积的水面反射卫星信号进入接收机天线，这将和直接来自卫星的信号产生干涉，这种干涉时延效应使观测值偏离真值，严重时将引起信号的失锁。为减小多路径效应误差的影响，布点时尽量远离盐池、沼泽地水面，远离高压线、变压器，宁可适当改变图形条件，也要防止多路径效应误差的产生。2.3 增强控制网的几何强度和可靠性采用网连式本身就增强了网的几何强度，但个别点又进行了处理，例如连接乌兰识巴太和 I022，对增强控制网的几何强度，提高 I003 和 I007 的精度3是有益处的。网连式使相邻同
10、步图形之间有 2 个以上的公共点相连接，并有非同步图形闭合条件的检核，对于交通不便、面积较大、精度要求较高的控制网具有较高的可靠性。2.4 加大观测值的权，提高控制网精度对于图形条件不理想的点，适当增加多余观测，加大观测值的权，提高控制网精度。例如连接毫庆柴登、I009 和 I011，构成同步观测闭合图形，属于多余观测。可使 I004-I008 边长相对中误差由 1/33024 提高到 1/34254，虽然不显著，但有效果。2.5 剔除观测值粗差、调整基线解算参数，提高控制网精度平差使用华测 Compass 静态数据处理软件。由于多路径效应误差、接收卫星信号等因素的影响，使观测值产生粗差。平差
11、时先剔除观测值粗差，将不连续的观测数据删除，同时调整基线解算参数。图 2 所示基线 I001-I002 观测数据图，可见各颗卫星的跟踪情况，27、21、31 号卫星信号中断，表明接收机发生了失锁等情况。图 3、图 4 反映基线 I001-I002 的残差和整数解。通过调整基线解算参数，得到基线 I001-I002 较满意的解算结果，如图 5 所示。图 2 基线 I001-I002 观测数据图 图 3 基线 I001-I002 残差图Fig 2 Baseline I001-I002 of observational data Fig 3 Baseline I001-I002 of residua
12、l value图 4 基线 I001-I002 整数解图 图 5 基线 I001-I002 解算结果Fig 4 Baseline I001-I002 of integer solution Fig 5 Baseline I001-I002 of solution results图 6 所示基线 I014-I015 观测数据图，接收卫星信号非常理想。图 7、图 84反映基线 I014-I015 的残差和整数解，图 9 反映基线 I014-I015 解算结果。与基线 I001-I002 相比较，可知剔除观测值粗差、调整基线解算参数的重要性。图 6 基线 I014-I015 观测数据图 图 7 基线
13、 I014-I015 残差图Fig 6 Baseline I014-I015 of observational data Fig 7 Baseline I014-I015 of residual value图 8 基线 I014-I015 整数解图 图 9 基线 I014-I015 解算结果Fig 8 Baseline I014-I015 of integer solution Fig 9 Baseline I014-I015 of solution results 3 首级平面控制网的精度分析平差时将网内 24 个点整体平差，由于 Compass 软件在平差时只能输入 2个已知点，故用老龙哈
14、拉、乌兰识巴太计算，用毫庆柴登做检核。二维约束平面距离平差值如附表所示。从附表可以看出，共测绘基线 59 条，最弱边是 I013-I020 ，相对中误差 1/26321，满足规范要求的最弱边相对中误差小于1/20000。检核点毫庆柴登，实测坐标值 X=4431087.8790 米,Y=270222.8496米,与理论值相比较，X= -0.0210 米，Y= -0.0004 米，点位误差为 0.021 米，满足规范要求。其它精度较低的是距已知点较远、图形条件、几何强度不理想处于边缘位置的边，但均满足规范要求的精度。精度较高的是各种条件都理想的边。4 结语5伊和乌素苏木 1：10000 地形图测绘
15、首级平面控制网，在布设时把现代 GPS测量方法和传统测量方法相结合，遵循测量工作的原则，综合考虑各种因素，使控制网主次分明，确保了网的可靠性。通过控制网优化设计、合理配置观测时段附表 平面距离平差值Tab Adjustment of horizontal distance北向(x)/中误差 东向(y)/中误差 平距 中误差起点 止点(m) (m) (m) (m)相对中误差I001 1208.9881 0.0031 4700.1171 0.0774 4853.1179 0.0774 1: 62676I002 -2860.8309 0.0032 6269.4573 0.0848 6891.3314
16、 0.0849 1: 81173I005 -3521.7014 0.0024 -2659.9356 0.0467 4413.3478 0.0468 1: 94384I006 -7061.0485 0.0023 -6.4031 0.0448 7061.0514 0.0449 1: 157306I021I022 -5039.7017 0.0020 2998.8354 0.0420 5864.4358 0.0421 1: 139333I009 4398.0801 0.0021 1875.2117 0.0559 4781.1638 0.0560 1: 85411I011 2427.4270 0.0021 -2007.0648 0.0500 3149.7160 0.0501 1: 6289
