摘要  本文針對TGO 網(wǎng)平差處理結果不便于質量監(jiān)控的現(xiàn)狀,開發(fā)了GPS 控制網(wǎng)質量控制軟件。該軟件可以同步
跟蹤GPS 網(wǎng)處理過程,分類輸出各種報表及報告,界面友好,操作簡單。

關鍵詞　GPS 控制網(wǎng)　軟件開發(fā)　TGO 　閉合差　質量控制

0 　引言

TGO ( Trimble Geomatics Office ) 作為石油GPS 控制網(wǎng)的處理軟件,雖然得到了廣泛地應用,但是其輸出的質量指標與現(xiàn)行規(guī)范的具體要求相差很大,主要為基線報告數(shù)據(jù)不全,沒有提供不同時段重復基線較差報告;環(huán)閉合差報告中不能區(qū)分同步環(huán)和異步環(huán),而且只提供平面和垂直閉合差;平差報告中沒有基線三分量的改變量,致使GPS 網(wǎng)處理結果無標準可比對,處理過程出現(xiàn)了盲目性。基于上述問題,我們開發(fā)了GPS 控制網(wǎng)質量控制軟件,并應用于2006 年華北探區(qū)GPS 網(wǎng)數(shù)據(jù)處理質量控制中,提供了滿足規(guī)范要求的成果。

1 　控制軟件的目標及系統(tǒng)分析

1. 1 　應用目標

GPS 控制網(wǎng)質量控制軟件主要用于以下目的:

(1) 同步跟蹤檢查GPS 網(wǎng)處理過程;

(2) 兼顧處理靜態(tài)、快速靜態(tài)發(fā)展參考站及快速靜態(tài)施測和復測物理點,二維測線端點快速靜態(tài)等單基線和多個獨立基線項目;

(3) 按規(guī)范要求分類輸出報表和報告;

(4) 根據(jù)野外特殊環(huán)境和特點,合理設計界面,簡化操作過程。

1. 2 　系統(tǒng)分析

GPS 控制網(wǎng)質量控制軟件的系統(tǒng)流程如圖1所示。

(1) 技術標準
參照《GB/ T18314 - 2001 全球定位系統(tǒng)( GPS)測量規(guī)范》、《SY/ T5171 - 2003 石油物探測量規(guī)范》相關內容作為GPS 網(wǎng)處理的指導性標準。

(2) 開發(fā)平臺
使用VB6. 0 編程語言,選用合適的ActiveX 控件或創(chuàng)建必要的ActiveX 部件進行界面設計。依據(jù)TGOffice1. 62 和最近推出的1. 63 版本的處理軟件所使用Access 2000 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),合理使用Access數(shù)據(jù)庫查詢技術。

(3) 數(shù)據(jù)庫的分析
TGO 項目GPS 網(wǎng)數(shù)據(jù)庫表格繁多、關聯(lián)復雜,必須對數(shù)據(jù)庫工作進行靜態(tài)分析和動態(tài)分析。

1) 靜態(tài)分析: 數(shù)據(jù)庫包含64 個表格,有的表字段個數(shù)多達32 項。必須分清各表的作用、表中各個字段的具體內容、表間關鍵字段的對應關系等。

2) 動態(tài)分析: 在明確TGO 數(shù)據(jù)庫的靜態(tài)結構后,重點研究TGO 在運行期間數(shù)據(jù)庫的動態(tài)情況;觀測數(shù)據(jù)導入前后、基線處理前后、無約束和約束平差前后數(shù)據(jù)流動的狀態(tài);外部引入的基線、坐標點插入后數(shù)據(jù)庫的變動情況。分析當前項目中基線的刪除、恢復、禁止、允許等諸多狀態(tài)和測點的刪除、恢復等基本操作對數(shù)據(jù)庫中相應數(shù)據(jù)項的影響。

2 　控制軟件的開發(fā)過程

2. 1 　程序設計

跟蹤檢查基線改變量設計步驟如圖2 所示。

跟蹤檢查基線處理設計步驟如圖3 所示:

2. 2 　操作界面設計

對界面的布局、操作順序和色彩變幻進行人性化設計。科學合理的色彩搭配能緩解人的視覺疲勞感。該軟件的操作界面具有以下特點:

(1) 簡化操作,使多重菜單簡潔地布設在操作面板上,用順序關聯(lián)激活的方式實現(xiàn)對命令選項的控制,分類瀏覽輸出非常方便;
(2) 適當漸變,合理著色,使界面層次分明,觀感舒適,避免了色彩的強光反差對眼睛的刺激;
(3) 合理布局以符合自上而下、從左至右的操作習慣;
(4) 命令、選項、控制按鈕模仿三維立體效果,采用多重色彩方法以吸引操作者的注意力,以緩解單調的數(shù)據(jù)處理環(huán)境給人帶來的枯燥感覺。

3 　應用實例

2006 年10 月華北經(jīng)理部2322 隊測量組在廊坊河西務工區(qū)布設的GPS 加密控制網(wǎng),同步觀測了5 個時段,加密5 個控制點,聯(lián)測6 個三角點。下面介紹使用本軟件進行GPS 網(wǎng)處理質量監(jiān)控的過程。首先將觀測數(shù)據(jù)導入TGO 的“河西務GPS 網(wǎng)”項目中,進行基線解算,如圖4 所示。在屏幕左上角選擇TGO 創(chuàng)建的“河西務GPS網(wǎng)”項目(文件夾) ,點擊“處理”按鈕,數(shù)據(jù)區(qū)缺省顯示內容為“GPS 網(wǎng)閉合差總結報告”,數(shù)據(jù)區(qū)下邊“總結報告”按鈕處于選中狀態(tài),如圖5 所示。

GPS 網(wǎng)閉合差總結報告有5 項內容:

(1) GPS 網(wǎng)簡要說明: 主要說明石油GPS 網(wǎng)等級、網(wǎng)點布設、網(wǎng)圖構成、自動選用規(guī)范中的精度參數(shù)等內容;

(2) 基線向量總結: 當前TGO 項目中基線狀態(tài)的分布數(shù)量、基線長度的極值、基線觀測時間的極值、基線三項精度指標的極值;

(3) 復測基線總結: 復測基線次數(shù)、復測率、最佳復測基線和最差復測基線相關指標統(tǒng)計,如果有超限的復測基線則用紅色標出超限個數(shù)及最大超限值所屬基線組、端點名稱等項數(shù)據(jù);

(4) 同步環(huán)總結: 同步時段數(shù)、各時段的相關統(tǒng)計數(shù)據(jù)、同步環(huán)總數(shù)、同步環(huán)三分量和環(huán)路的最佳、最差環(huán)的相關統(tǒng)計數(shù)據(jù),如果有超限的同步環(huán)則用紅色標出超限個數(shù)及最大超限值所屬時段、基線組合、點位組合等項數(shù)據(jù);

(5) 異步環(huán)總結: 異步環(huán)總數(shù)、異步環(huán)三分量和環(huán)路的最佳、最差環(huán)的相關統(tǒng)計數(shù)據(jù),如果有超限的異步環(huán)則用紅色標出超限個數(shù)及最大超限值所屬基線組合、基線點位走向等項數(shù)據(jù)。

圖5 中顯示了GPS 網(wǎng)簡要說明和基線向量總結,屏幕向下滾動,顯示復測基線總結,如圖6 所示。復測基線次數(shù)為29 ,復測率為47.54 % ,超限的復測基線次數(shù)為0 ,結果說明所有復測基線符合規(guī)范要求。

圖7 所示是同步環(huán)總結,可以看到第4 時段最短同步觀測時間出現(xiàn)了紅色,所屬基線為B49 ,說明TGO 中的B49 基線觀測了40 min ,不符合規(guī)范要求,切換到TGO 中將其屬性狀態(tài)設置為“禁止”。切換到本軟件再向下看同步環(huán)總結,發(fā)現(xiàn)有16 個同步環(huán)超限(紅色顯示) ,分布在第2 時段和第3 時段,在“基線點位組合”列中4 項最大超限值都有“NMF”,詳細詢問了南馬房(NMF) 的觀測環(huán)境,得知可能有干擾源, 在第2 時段和第3 時段中應重點對NMF 測站進行星歷調整。由于在“時段基線組合”列中出現(xiàn)最多的是B25 ,所以在進行調整星歷時主要參照B25 基線解算報告中的衛(wèi)星殘差圖進行刪減。

(1) 點擊“同步環(huán)”按鈕,查看同步環(huán)的詳細情況。同步環(huán)表中紅色顯示的單元格均為超限數(shù)據(jù),綠色顯示的單元格均為合格數(shù)據(jù)。點擊右下角“超限記錄”按鈕,篩選出超限的同步環(huán)。

(2) 點擊“總結報告”按鈕,查看異步環(huán)的詳細情況。

其中超限的異步環(huán)個數(shù)為0 ,說明所有異步環(huán)符合規(guī)范要求。

切換到TGO ,對上述存在的基線問題進行調整,在調整的過程中,可隨時切換到本程序進行跟蹤檢查,直到所有質量指標都符合規(guī)范要求為止。在TGO 和本軟件兩個操作平臺之間,經(jīng)過多次調整檢查,最終顯示如下報告和表格:

1) GPS 網(wǎng)閉合差總結報告;

2) 基線向量表;
3) 重復基線表;
4) 同步環(huán)表;
5) 異步環(huán)表。

(3) 點擊“保存”按鈕,彈出通用對話框將當前顯示的內容存盤。如果為表格內容,可存為與Ex2cel 兼容的. csv 格式文件;如果為文本(總結報告) 內容,可存為與Word 兼容的. rtf 格式文件。

本軟件把《SY/ T5171 - 2003 石油物探測量規(guī)范》對于石油GPS 網(wǎng)處理的各種質量要求都已作為缺省參數(shù)內置到程序中。無須再設,只要TGO 處理的基線項目存在,即可對該項目進行質量檢查,與TGO 是否運行無關。如果超出了現(xiàn)行規(guī)范的要求,可以點擊標題右邊的“HB”圖標,對主要的精度指標進行重設。

本軟件能夠對選擇GPS 網(wǎng)項目時可能出現(xiàn)的各種問題進行錯誤捕獲,如非TGO 項目、未做基線處理的TGO 項目、外部導入基線的TGO 項目、TGO 的RTK項目等。

4 　結束語

(1) 本程序適用于單基線、多個獨立基線、多站單時段、多站多時段的GPS 網(wǎng)跟蹤檢查。

(2) 實現(xiàn)了GPS 網(wǎng)閉合差處理質量從定性控制到定量控制的轉變,各項質量指標能夠準確快速地用石油行業(yè)規(guī)范進行驗證,引導測量計算員迅速地調整基線,以達到去劣存優(yōu)的優(yōu)化處理方法,提高了定位數(shù)據(jù)的處理精度。

(3) 本軟件與TGO 處理軟件數(shù)據(jù)共享,無縫連接,可并行操作,顯著提高了GPS 網(wǎng)處理的速度。

(4) 存在的問題:

1) 平差后基線改變量的檢查功能有待技術部門測試通過;
2) 規(guī)范中某些技術指標的規(guī)定,限于不同的理解水平,有待測量專業(yè)同仁的幫助來進一步澄清。

參考文獻

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