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摘要：为解决边远地区线型工程基础控制与国家网联测，并在国家控制点稀少区域应用基准站同步观测数据来解算工程中的基础控制成果。本文以国道219林芝地区某公路新改建工程第二设计标段工程测量项目为例，介绍了采用GNSS连续运行基准站数据建立国家坐标系控制网在边远地区工程基础控制测量的应用。
1.概述
“中国地壳运动监测网络工程”是我国九五期间国家重大科学工程[1]。它是以GPS观测技术为主，辅之已有的VLBI和SLR等空间技术，结合精密重力和精密水准测量构成的大范围、高精度、高时空分辨率的现时板块运动检测网络。它由25个连续观测的基准站组成的基准网、56个定期复测的基本站组成的基本网以及1000多个不定期复测（根据震情）的区域站组成的区域网以及数据传输和分析处理系统4大部分组成。目的在于提供中国地壳运动图，为地震预测、预警提供依据和结果，建立网络统一的、高精度的空间坐标参考框架和高精度的点位坐标并提供其它成果。
2.设计思路提出
2.1问题提出
以林芝地区某公路新改建工程第二设计标段工程测量项目为例，项目总长40多公里全部为无人区，基本呈东西走向，相对高差1400米，线路距国家控制点最近处35公里，最远达50多公里，中间与线路平行有一条山脉最高处海拔4800米，且国家控制点都在线路一侧，项目技术要求联测国家控制点，这样以来联测国家GPS控制点就成为困境，基线边长无法达到规范要求，高程也无法联测。
所以利用连续运营基站网络来完成GPS控制联测就成为唯一的瓶颈；经过和国家测绘地理信息局数据处理中心（以下简称数据处理中心）沟通，按照联测等级来制定详细方案。
2.2解决思路
“中国地壳运动观测网络工程”是我国“九五”重大科学工程之一。“中国地壳运动观测网络工程”在全国建立了27个连续运行基准站。国道219线墨脱至察隅段公路新改建工程GPS网共收集URUM、LHZA、CUSV、SHAO、PIMO、SNFX六个GPS连续运行站的数据，点位分布如下图所示：
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确定GPS联测等级为四等，观测时间长为4小时，仪器要求双频接收机，控制点间距1.5公里左右等。
由于项目处于无人区，GPS联测耗时为15天完成，后续原始数据回传到数据处理中心，经过一个星期的处理反馈信息有部分点精度较差需要复测，我们又复测了部分点，经过20多天的努力最终数据合格。
3.方法验证
国道219林芝地区某公路新改建工程第二设计标段工程测量项目项目全部位于无人区，基本呈东西走向，相对高差1400米，线路距国家控制点最近处35公里，最远达50多公里，中间与线路平行有一条山脉最高处海拔4800米，且国家控制点都在线路一侧，项目技术要求联测国家控制点，这样以来联测国家GPS控制点就成为困境，基线边长无法达到规范要求，高程也无法联测。本项目基础控制由国家测绘地理信息局大地测量数据处理中心解算，在满足规范要求及测量精度的前提下，施测四等GPS控制网作为测区的首级控制。
3.1GPS点的选点与埋石
在选点前，先在收集的纸质路线平面图上标注预设GPS点点位，并拟定对已知控制点的联测方案。根据对测区的调查情况和图上设计的结果，拟定作业计划。GPS点位选择在便于安置仪器和操作，视野开阔，视场内无障碍物遮挡，且交通便利，并有利于其它测量手段扩展和联测，地面基础稳定，易于点的保存的地方。共布设E级GPS点25个，大部分GPS点为独立点,部分GPS点有一个通视方向。GPS点以“GN”字母打头，后跟阿拉伯数字。测区GPS点为预制水泥桩和自然石标识，点中心刻有十字。
3.2GPS观测
按《全球定位系统（GPS）测量规范》要求,GPS点的观测采用10台南方GPS接收机进行同步静态观测，GPS网采用边联式进行连接，观测多个时段，观测时长不少于45分种。观测时其卫星高度角均大于15°；有效观测卫星数不少于4个；PDOP值小于6。
3.3GPS点数据处理及平差计算
GPS平差计算采用美国麻省理工学院的10.60版本GAMIT/GLOBK软件进行解算，进行基线解算，并解算独立基线，在进行基线向量的预处理时对接收的不良卫星信号进行了剔除，以保证接收信号的精度。然后用其平差软件进行平差计算。平差时先进行了重复基线及同步环闭合差校验，然后进行空间坐标平差，再进行平面坐标平差。
平差计算时，坐标系统为2000国家大地坐标系，长半轴a=6378137m，扁率f=1/298.2572，共收集到URUM、LHAZ、CUSV、SHAO、PIMO、SNFX六个GPS连续运行站的数据，作为基础控制点起算数据。求得高斯投影三度带坐标。
3.4测区GPS网的精度情况
表3.1 GPS网点坐标精度统计表
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由表3.1可知,GPS网空间直角坐标X分量中误差平均值为±4.3mm,最大值为±6.3m；Y分量的中误差平均值为±15.9mm,最大值为±29.6mm；Z分量的中误差平均值为±9.1mm,最大值为±17.0mm。GPS网点南北分量的中误差平均值为±2.0mm,最大值为±3.2mm；东西分量的中误差平均值为±3.7m,最大值为±4.7m；高程分量的中误差平均值为±18.4mm,最大值为±34.2mm(以上精度统计均不含GN06和GN08,其精度统计见表32)。
表3.2 GN06点坐标精度统计表
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表3.3 基线精度统计
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注：N为南北方向，E为东西方向，U为高程方向。
3.5坐标转换
利用坐标转换软件COORDGM进行坐标转换，参考参数为长半轴a=6378137m，扁率f=1/298.2572，高斯投影，转换前中央子午线为96°，转换后中央子午线为93度57分25秒，最终求得工程坐标系平面坐标。
4.结论
针对于困难地区，利用连续运营基站网络来解算工程中的基础控制既保证了工程的工期、保证控制网的精度要求又节省了成本；所以在特殊地区或困难地区采用连续运营基站网络来解算基础控制最便捷。
参考文献：
[1]吴向阳.GPS在现代公路勘测中的应用研究.东南大学硕士论文.2005-03.
[2]雒应，王有德，张碧琴.实时动态定位技术在公路定线测量中的应用与精度分析.长安大学学报(自然科学版)2002，22(6):25-28.
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[4]王刚，初东.广域增强系统的数据验证结构与方法.测绘学院学报，2000，17(4):251-253.
[5]徐征，姜灵通.基于连续运行参考站的测量方法研究.科技资讯，2007(33).
[6]初东.GPS在公路工程测量中的应用研究.长安大学硕士论文，2005-05.
[7]JTJ/T066-98.公路全球定位系统(GPS)测量规范.
[8]来丽芳.GPS在大型桥梁工程控制测量中的应用研究.浙江大学硕士学位论文.