（中国水利水电第四工程局有限公司，青海 西宁 81000 ）
【摘要】本文以某深山峡谷为例，详细探讨特殊地形条件下GPS静态数据采集提高数据质量的措施，可为类似工程提供借鉴。
1.工程概况
扎拉水电站位于玉曲河干流下游河段七级开发方案中的第六级，采用混合式开发方式，坝址位于碧土乡扎朗村附近，距左贡县城约136km,距昌都约290km距河口约83km;厂址位于察隅县察瓦龙乡珠拉村，引水线路长约5.4km。项目地处高海拔地区，且交通条件极为不便，属于青藏高原高山峡谷地貌，地形崎岖，叠嶂层层，高山连连，深谷重重。
首级控制网分布在河谷两岸突出半山腰部位，观测条件受地形地貌影响，野外观测条件差GPS静态观测数据质量不高，为了提高和改善观测数据质量，对于同样的控制点利用不同的观测方法采集数据做比较，得到在高山峡谷地带GPS静态测量注意事项和提高观测数据质量可以采用的措施。
2.特殊地形GPS数据采集与措施
在本工程首级控制网复测中依据《水电水利工程施工测量规范DLT 5173-2012》采用GPS卫星定位的主要技术要求采样时段按照三等要求100分钟采样，其他按照四等技术要求进行测量：即卫星高度角≥15°；有效卫星观测数≥4颗；观测时段≥1.6个；数据采样间隔10″；几何强度因子PDOP<8。第一次按照普通常规方法进行控制网型设计测量，有关信息如下。
第一次观测后软件基线处理报告
基线名 | 起点 | 终点 | Ratio | Rms(m) | X分量(m) | X中误差(m) | Y分量(m) | Y中误差(m) | Z分量(m) | Z中误差(m) | 斜距(m) | 起点天线高(m) | 终点天线高(m) |
B13 | ZL03 | JM01 | 99.9 | 0.0050 | -175.4096 | 0.0002 | 381.1892 | 0.0006 | -620.2887 | 0.0004 | 748.8871 | 0.2470 | 1.4540 |
B14 | ZL03 | ZL04 | 99.9 | 0.0071 | 545.9101 | 0.0004 | 326.0123 | 0.0010 | -36.3547 | 0.0005 | 636.8858 | 0.2470 | 0.2370 |
B15 | ZL03 | ZL02 | 77.4 | 0.0069 | 482.8616 | 0.0003 | 609.8665 | 0.0011 | -459.7235 | 0.0006 | 903.5697 | 0.2470 | 0.2340 |
B16 | ZL05 | JM01 | 99.9 | 0.0038 | -31.6969 | 0.0001 | -173.2917 | 0.0002 | 245.6767 | 0.0001 | 302.3107 | 0.2530 | 1.4540 |
B17 | ZL05 | ZL04 | 99.9 | 0.0046 | 689.6345 | 0.0002 | -228.4927 | 0.0003 | 829.5838 | 0.0002 | 1102.7302 | 0.2530 | 0.2370 |
B18 | ZL05 | ZL06 | 99.9 | 0.0047 | 880.9002 | 0.0002 | 428.2949 | 0.0003 | -59.5813 | 0.0002 | 981.3111 | 0.2530 | 0.2300 |
B19 | JM01 | ZL04 | 99.9 | 0.0055 | 721.3224 | 0.0002 | -55.1945 | 0.0005 | 583.9132 | 0.0003 | 929.6812 | 1.4540 | 0.2370 |
B20 | JM01 | ZL02 | 99.9 | 0.0059 | 658.2711 | 0.0002 | 228.6942 | 0.0006 | 160.5702 | 0.0003 | 715.1256 | 1.4540 | 0.2340 |
B21 | JM01 | ZL06 | 99.9 | 0.0056 | 912.5987 | 0.0001 | 601.5795 | 0.0004 | -305.2603 | 0.0002 | 1134.8648 | 1.4540 | 0.2300 |
B22 | ZL04 | ZL02 | 99.9 | 0.0078 | -63.0605 | 0.0003 | 283.8947 | 0.0007 | -423.3393 | 0.0004 | 513.6039 | 0.2370 | 0.2340 |
B23 | ZL04 | ZL06 | 99.9 | 0.0057 | 191.2742 | 0.0002 | 656.7668 | 0.0005 | -889.1767 | 0.0003 | 1121.8572 | 0.2370 | 0.2300 |
B13 | ZL03 | JM01 | 99.9 | 0.0050 | -175.4096 | 0.0002 | 381.1892 | 0.0006 | -620.2887 | 0.0004 | 748.8871 | 0.2470 | 1.4540 |
注：结算类型为L1固定解。
第一次观测后软件基线处理报告
基线总数: 12；最长基线边(m): 1134.859289；最短基线边(m): 302.309393
最弱边基线名： B2(1014438271C.hcs->1032114271C.hcs)；最弱边相对中误差： 1/372070
闭合环处理总结
闭合环节点 | 3 |
闭合环总数 | 12 |
同步环总数 | 8 |
异步环总数 | 4 |
通过的数目 | 12 |
失败的数目 | 0 |
水平限差(m) | 0.030000 |
垂直限差(m) | 0.050000 |
第二次重新观测时采用较长边作为重复基线，数据采样间隔2″；重复基线两次观测间隔不需关机；采样时段100分钟；卫星高度角≥15°。
第二次观测时重复基线上未移动的仪器没有关机，未显示重复基线。
第二次观测后软件基线处理报告
基线名 | 起点 | 终点 | Ratio | Rms(m) | X分量(m) | X中误差(m) | Y分量(m) | Y中误差(m) | Z分量(m) | Z中误差(m) | 斜距(m) | 起点天线高(m) | 终点天线高(m) |
B1 | ZL03 | JM01 | 99.9 | 0.0069 | -175.4081 | 0.0002 | 381.1746 | 0.0005 | -620.2909 | 0.0003 | 748.8811 | 0.5190 | 1.4200 |
B2 | ZL03 | ZL04 | 99.9 | 0.0092 | 545.9294 | 0.0004 | 325.9361 | 0.0014 | -36.4053 | 0.0009 | 636.8663 | 0.5190 | 0.2400 |
B3 | ZL03 | ZL02 | 99.9 | 0.0067 | 482.8720 | 0.0002 | 609.8458 | 0.0007 | -459.7305 | 0.0005 | 903.5648 | 0.5190 | 0.5430 |
B4 | ZL05 | JM01 | 99.9 | 0.0045 | -31.6989 | 0.0001 | -173.3001 | 0.0002 | 245.6689 | 0.0001 | 302.3094 | 0.2500 | 1.4200 |
B5 | ZL05 | ZL06 | 99.9 | 0.0061 | 880.8965 | 0.0002 | 428.2773 | 0.0005 | -59.5887 | 0.0003 | 981.3006 | 0.2500 | 0.2330 |
B6 | ZL05 | ZL02 | 99.9 | 0.0059 | 626.5704 | 0.0002 | 55.3886 | 0.0005 | 406.2329 | 0.0003 | 748.7880 | 0.2500 | 0.5430 |
B7 | JM01 | ZL04 | 99.9 | 0.0084 | 721.3341 | 0.0004 | -55.2299 | 0.0007 | 583.8860 | 0.0004 | 929.6753 | 1.4200 | 0.2400 |
B8 | JM01 | ZL02 | 99.9 | 0.0067 | 658.2736 | 0.0002 | 228.6762 | 0.0005 | 160.5573 | 0.0003 | 715.1193 | 1.4200 | 0.5430 |
B9 | JM01 | ZL06 | 99.9 | 0.0057 | 912.5879 | 0.0002 | 601.5910 | 0.0004 | -305.2493 | 0.0002 | 1134.8593 | 1.4200 | 0.2330 |
B10 | JM01 | ZL02 | 96.0 | 0.0064 | 658.2684 | 0.0003 | 228.6898 | 0.0005 | 160.5668 | 0.0003 | 715.1210 | 1.4200 | 0.5430 |
B11 | ZL04 | ZL02 | 99.9 | 0.0087 | -63.0578 | 0.0004 | 283.8977 | 0.0007 | -423.3328 | 0.0004 | 513.5999 | 0.2400 | 0.5430 |
B12 | ZL06 | ZL02 | 99.9 | 0.0061 | -254.3188 | 0.0003 | -372.9041 | 0.0005 | 465.8145 | 0.0003 | 648.6283 | 0.2330 | 0.5430 |
注：结算类型为L1固定解。
第二次观测后软件基线处理报告
基线总数: 11；最长基线边(m): 1134.864764；最短基线边(m): 302.310666
最弱边基线名： B14(1014438286J.hcs->1032114286J.hcs)；最弱边相对中误差： 1/519941
闭合环处理总结
闭合环节点 | 3 |
闭合环总数 | 8 |
同步环总数 | 8 |
异步环总数 | 0 |
通过的数目 | 7 |
失败的数目 | 1 |
水平限差(m) | 0.030000 |
垂直限差(m) | 0.050000 |
通过对采用两次不同观测方法的成果对比得到在深山峡谷地带由于地形条件对卫星观测的影响，GPS静态观测时应注意：第一数据采集间隔尽量调整到最小，有利于以后数据处理剔除不符合要求的卫星信号以便提高数据质量。第二数据观测时段尽量采用规范中高一级控制网观测要求，有利于数据中误差精度的提高。但是由于深山峡谷地形的影响，相当长时间的卫星观测，同步观测卫星数减少，并不利于数据质量的提高，观测时长的增长与数据质量的提高不是正比例关系。
第三为了减少重复基线的误差，在观测过程中不移动的GPS接收机可以持续不断地接受卫星信号，其他移动的接受机同时开机。
第四利用批处理软件处理的基线，当基线质量因子满足软件规定时，可不进行同步环检查，对于解算控制点没有影响。
第五进行前期GPS观测方案设计时尽量考虑网型对控制网精度的影响，严禁出现小夹角闭合环，不然闭合环误差容易超限。
第六进行GPS观测时重复基线尽量选择长边作为重复基线观测，严禁现在短边作为重复基线以减少对控制网进度的影响。
参考文献：
[1]《全球定位系统（GPS）测量规范》GB/T 18314-2009；
[2]《水利水电工程施工测量规范》 DL/T5173-2012
[3]《铁路工程卫星定位测量规范》TB10054-2010
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