输电线路测量中 GNSS主控网与航测像控点同时布设的方案

输电线路测量中 GNSS主控网与航测像控点同时布设的方案

王伟伟 曹长辉

郑州地海天工业测量有限公司 450007

摘要：本文主要阐述综合利用GNSS测量设备具有快速、高效、不受天气影响的测量方式，使输电线路测量工程中传统的GNSS主控网和航空摄影测量中像控点分开布设、分开测量的测量方法，在同时都能满足各自规范的前提下同时进行布设、同时进行外业测量。通过该方法可以高效的节约工期，并能节约开销成本。

关键词:GNSS定位系统；主控网；航测像控点；布设方案

1. GNSS介绍

全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System）简称GNSS，是泛指所有的卫星导航系统，包括全球范围的、区域组网的和增强的，如美国的GPS、俄罗斯的GlONASS、欧洲的GALILEO、中国的北斗卫星导航系统BDS，以及相关的增强系统，如美国的WAAS（广域增强系统）、欧洲的EGNOS（欧洲静地导航重叠系统）和日本的MSAS（多功能运输卫星增强系统）等，还涵盖在建或以后要建设的其他卫星导航系统。国际GNSS系统是个多系统、多层面、多模式的复杂组合系统。

GNSS是未来导航系统发展的趋势，已经被民用航空作为标准纳入到导航设备的范畴。在《航空电信》中对GNSS的导航性能有明确的规定。现有国内外测量设备厂家天宝、莱卡、TOPCON、南方测绘、中海达等都将GNSS作为各自测量导航设备必备系统。

GNSS的定位原理是通过精确的测量地球上的一个站点到三颗卫星之间的距离，就可以依照点到这个三角形的位置关系来确定该点的坐标位置。GNSS是根据这原理对GNSS卫星和用户接收机设备之间的距离作为基准，根据已经获得的卫星瞬时间的坐标，来确定用户测量设备天线中心的位置坐标。

2. GNSS主控网布设要求

GB50741-2012《1000kV架空输电线路勘测规范》中对对控制网的布设提出了明确的要求，内容如下：

控制网测量易采用全球定位系统测量方法

控制网应根据测区实际需要和交通进行布设，控制点间距离不应大于10公里，控制点应该埋设固定桩规格及埋设尺寸应符合GB/T 18314-2009《全球定位系统（GPS）测量规范》，并应绘制控制点点之记。

全球定位系统测量控制网相邻点间技术要求应符合表1的规定

表1 全球定位系统测量控制网相邻点技术要求

控制点平面测量应检验起算点坐标控制点成果的可靠性，宜联测2个以上国家或地方坐标系的起算坐标控制点。

控制点过程测量应检验起算点坐标控制点成果的可靠性，宜联测不少于3个国家或地方坐标系的起算坐标控制点。

3. 像控点布设要求

单航线布点，每条航带布设的平高点不应少于6个。在两条航线的结合处应布设公共像片控制点。每对像片控制点间的基线数宜符合表2的规定

表2 每对像片控制点、高程点间的基线数要求

航线两端各对控制点，宜位于通过位于像主点且垂直于方位线的直线上，其左右偏差不应大于15mm。上下两个点间左右偏差不应大于半条基线，困难时也不应大于一条基线。

航线中部布设一对相片控制点时，其左右偏差不应大于半条基线，相互偏差不应大于一条基线，且不可向同一侧偏离。

4. 主控点和像控点同时布设设想

主控点与像控点的布设方案

主控点应选在地势较高、上方无遮挡的开阔地方。相邻两个主控点之间距离不大于8km；GPS控制网应使用异步环测量。主控点埋设固定桩或在永久建筑物上做标记。点号格式为Knn，其中nn为顺序号。主控点点布设在航带以内且交通便利的地方，刺点并绘点之记，在镶嵌图上标注其位置。

像控点以xxnn编号，xx为航带号，nn为点序号。像控点要选择明确、唯一、内外业均好判别的位置，像控点在像片的位置，距像片的边缘大于1.5cm，距像片的各类标志均大于1cm。像控点离开像片方位线的距离大于8cm，尽量选择在航片的三片重叠区域内，宜在放大镜下进行刺点，刺孔直径小于0.1mm。像控点在像片正、反面均要注记点号，并在像片背面用铅笔或黑色墨水笔画出详细、准确的草图，大小为2.5cm×2.5cm，并配简要的说明文字，描述点位的准确位置。描述平面位置时，以像片编号字头方向为上，使用上下左右说明，影像应使用灰度来说明（如黑、灰、白等），不使用现场的植被名称。高程应注明取自何处（如：是坎上还是坎下，是围墙拐角处的地面还是墙顶）。像控点的点号宜采用xxnn编号，其中xx为航带号，nn为顺序号，并转标在镶嵌图上。航线间公用的像控点应在相邻的镶嵌图上标识。

外业结束后应及时进行观测数据的处理和质量分析。当检查或数据处理时发现观测数据不能满足要求时，应对GPS成果进行全面分析，并对其中部分数据进行补测或重测。基线解算时，基线长度不能超过10km，并剔除解算精度低的基线。根据联测国家点的数量及附合情况，剔除不可靠点，平面宜采用强制附合；当只有一个可信国家点时，可由该点来推算其它点坐标。高程可采用拟合方法或采用GPS大地高差直接推算。平差计算时应先解算主控点，再解算像控点。

主控点与像控点依次布设

首先将主控点沿航线进行布设，外业观测时通过与国家或地方坐标系的起算坐标控制点的联测，以此解算出所布设主控点的坐标。得到主控点的坐标之后，对像控点沿航线及镶嵌图进行布设，通过像控点与主控点之间的联测解算出像控点的坐标。此方法在进行外业测量时需架设主控点两遍，第一遍是联测国家或地方坐标系的起算坐标控制点，以此解算出主控点坐标，第二遍是得到主控点坐标后将主控点与像控点进行联测，以此解算出像控点坐标。需要沿航线方向来回奔波。

主控点与像控点同时布设

将主控点与像控点沿航线同时进行布设，通过与国家或地方坐标系的起算坐标控制点的联测来解算出所布设的主控点与像控点。此方法将像控点与主控点同时布设，先将主控点与像控点进行联测，并不进行解算，只需外业结束后及时进行观测数据的处理和质量分析，当检查或数据处理时发现观测数据不能满足要求时，应对GPS成果进行全面分析，并对其中部分数据进行补测或重测，直至将主控点与国家或地方坐标系的起算坐标控制点的联测完成之后解算出主控点坐标后，便可直接将主控点与像控点的联测数据进行解算便可得到像控点坐标。此方法只需沿航线方向架设主控点一遍即可，不必再沿航线方向来回奔波。

5. 结论

主控点与像控点依次布设和主控点与像控点同时布设两种布点方案相比较可以明显发现，主控点与像控点同时布设相比于前者，能够更快的完成任务，提高了外业观测的效率，节省了时间与成本。

【参考文献】⑴ 孙家抦，遥感原理与应用，武汉大学出版社，2013

⑵ 李征航，黄劲松， GPS测量与数据处理，武汉大学出版社， 2014

⑶ 王佩军，徐亚明， 摄影测量学 武汉大学出版社 2006