GPS技術(shù)設(shè)計(jì)書

1、GPS測(cè)量技術(shù)設(shè)計(jì)書 專 業(yè)：工程測(cè)量班 級(jí)：姓 名：學(xué) 號(hào)：指導(dǎo)老師： 湖南工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院二O一二年三月 目 錄一、 任務(wù)來源及工作量二、 測(cè)區(qū)概況三、 測(cè)量依據(jù)原則四、 已有資料情況分析五、基礎(chǔ)控制網(wǎng)布設(shè)方案六、施測(cè)方案七、數(shù)據(jù)處理八、高程控制的觀測(cè)與計(jì)算九、上交資料 一、任務(wù)來源及工作量1、來源：本次控制網(wǎng)布設(shè)是由老師安排的為期四周的實(shí)訓(xùn)，實(shí)訓(xùn)的目的是使學(xué)生了解根據(jù)GPS定位的特點(diǎn)來測(cè)定工程控制網(wǎng)的過程，使所學(xué)理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合，鞏固和加深對(duì)新知識(shí)的理解，增強(qiáng)動(dòng)手能力。2、目的：通過GPS定位測(cè)量綜合訓(xùn)練，掌握布設(shè)GPS控制網(wǎng)的方法，培養(yǎng)自身的測(cè)量能力，熟悉GPS技術(shù)。能使用GPS進(jìn)

2、行靜態(tài)數(shù)據(jù)的采集并且數(shù)據(jù)處理，可以完整的整理出坐標(biāo)數(shù)據(jù)。3、任務(wù)：測(cè)區(qū)內(nèi)GPS控制網(wǎng)布設(shè)。4、GPS測(cè)量點(diǎn)的數(shù)量：新定點(diǎn)9個(gè)、約束點(diǎn)2個(gè)、水準(zhǔn)點(diǎn)2個(gè)、檢查點(diǎn)2個(gè)。5、坐標(biāo)系統(tǒng)、高程系統(tǒng)和時(shí)間系統(tǒng)：GPS基線向量為WGS-84坐標(biāo)系，GPS網(wǎng)平差成果為西安1980坐標(biāo)系坐標(biāo)或1954北京坐標(biāo)系并轉(zhuǎn)換為測(cè)區(qū)獨(dú)立坐標(biāo)系坐標(biāo)長(zhǎng)沙獨(dú)立坐標(biāo)系。高程系統(tǒng)采用1985國(guó)家高程基準(zhǔn)。時(shí)間系統(tǒng)采用北京時(shí)間系統(tǒng)。二、測(cè)區(qū)概況測(cè)區(qū)位于湖南省長(zhǎng)沙市管轄區(qū)域，測(cè)區(qū)的地理坐標(biāo)為北緯28°1149，東經(jīng)112 °5842。測(cè)區(qū)首級(jí)平面基礎(chǔ)控制網(wǎng)設(shè)計(jì)為E級(jí)GPS網(wǎng)，布設(shè)9個(gè)點(diǎn)，控制范圍10km2，這些點(diǎn)的布

3、設(shè)一定要考慮長(zhǎng)久保存和使用，埋設(shè)標(biāo)石要穩(wěn)固。位于長(zhǎng)沙縣附近的湖南工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院周圍，東至西霞路（武廣高鐵），西至萬家麗北路，南至開元西路為界，以蟠龍路向北至撈刀河附近。通視條件良好。校園建筑群周圍，測(cè)區(qū)交通方便，道路交綜復(fù)雜，并且有眾多的建筑物，并且有大片的水域，因此在布設(shè)控制網(wǎng)時(shí)應(yīng)避開建筑物和水域，并且有可能影響GPS的信號(hào)，給測(cè)量工作帶來不便。本測(cè)區(qū)內(nèi)四季分明，年平均氣溫2025。12月平均氣溫1015。地勢(shì)平坦，便于測(cè)量作業(yè) 三、測(cè)量依據(jù)原則1、工程測(cè)量規(guī)范（GB2002693）； 2、全球定位系統(tǒng)（GPS）測(cè)量規(guī)范（GB/T183142001）； 3、全球定位系統(tǒng)城市測(cè)量技術(shù)規(guī)程（C

4、JJ7399）； 4、城市測(cè)量規(guī)范（CJJ899）； 5、國(guó)家一、二等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范（GB1289791）； 6、國(guó)家三、四等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范（GB1289891）； 7、1:500、1:1000、1:2000地形圖圖式（GB79291995）； 8、數(shù)字產(chǎn)品質(zhì)量要求（GB17491.1）四、已有資料利用情況分析 1、夢(mèng)苑小區(qū)前面十字路口菜地邊； （G0007） 2、特立路跨京珠高速橋中北側(cè)；（G1021） 3、新久發(fā)超市前面交通信號(hào)燈下花圃邊；(HG1167)這些點(diǎn)點(diǎn)位可靠，保存完好，可作設(shè)計(jì)，選點(diǎn)，埋石之用。五、基礎(chǔ)控制網(wǎng)布設(shè)方案GPS網(wǎng)點(diǎn)的圖形采用點(diǎn)連式與邊連式相結(jié)合的形式布設(shè)GPS控制網(wǎng)，測(cè)

5、區(qū)首級(jí)平面基礎(chǔ)計(jì)為E級(jí)控制網(wǎng)設(shè)GPS網(wǎng)，布設(shè)9個(gè)點(diǎn)，控制范圍10km2。GPS網(wǎng)圖 六、施測(cè)方案1、 選點(diǎn)與標(biāo)石埋設(shè) 1）選點(diǎn)前應(yīng)收集與工程相關(guān)的各項(xiàng)資料：原有控制測(cè)量資料，包括點(diǎn)的平面坐標(biāo)、高程、坐標(biāo)系統(tǒng)、技術(shù)總結(jié)等有關(guān)資料，以及其他測(cè)繪部門所布設(shè)的控制測(cè)量成果資料。 2）GPS點(diǎn)位的選擇應(yīng)符合技術(shù)要求，有利于使用其他測(cè)量方法進(jìn)行聯(lián)測(cè)。選點(diǎn)工作還應(yīng)遵守一下原則： 點(diǎn)位應(yīng)設(shè)在易于安裝接收設(shè)備、視野開闊的較高點(diǎn)上。 點(diǎn)位目標(biāo)要顯著，視場(chǎng)周圍15°以上不應(yīng)有障礙物，以減小GPS信號(hào)被遮擋或障礙物吸收。 點(diǎn)位應(yīng)遠(yuǎn)離大功率無線點(diǎn)發(fā)射源（如電視臺(tái)、微波站等）其距離不小于200m;運(yùn)離高壓輸電線

6、，其距離不得小于50m。以避免電磁場(chǎng)對(duì)GPS信號(hào)的干擾。 點(diǎn)位附近不應(yīng)有大面積水域或不應(yīng)有強(qiáng)烈干擾衛(wèi)星信號(hào)接收的物體，以減弱多路徑效應(yīng)的影響。 點(diǎn)位應(yīng)選在交通方便，有利于其它觀測(cè)手段擴(kuò)展與聯(lián)測(cè)的地方。 地面基礎(chǔ)穩(wěn)定，易于點(diǎn)位的保存。 選點(diǎn)人員應(yīng)按技術(shù)設(shè)計(jì)進(jìn)行踏勘，在實(shí)地按要求選定點(diǎn)位。 網(wǎng)形應(yīng)有利于同步觀測(cè)邊、點(diǎn)聯(lián)結(jié)。 當(dāng)所選點(diǎn)位需要進(jìn)行水準(zhǔn)聯(lián)測(cè)時(shí)，選點(diǎn)人員應(yīng)實(shí)地踏勘水準(zhǔn)路線，提出有關(guān)建議。 當(dāng)利用舊點(diǎn)時(shí)，應(yīng)對(duì)舊點(diǎn)的穩(wěn)定性、完好性，以及目標(biāo)的是否安全可用作一檢查，符合要求方可利用。3）GPS網(wǎng)點(diǎn)一般應(yīng)埋設(shè)具有中心標(biāo)志的標(biāo)石，以精確標(biāo)志點(diǎn)位，點(diǎn)的標(biāo)石和標(biāo)志必須穩(wěn)定。堅(jiān)固以利長(zhǎng)久保存和利用。在基巖

7、露頭地區(qū)，也可直接在基巖上嵌入金屬標(biāo)志。2、GPS外業(yè)觀測(cè) 1）所做E級(jí)GPS控制網(wǎng)應(yīng)符合以下要求：邊長(zhǎng)：25km 每對(duì)點(diǎn)之間2000m相鄰兩個(gè)點(diǎn)5km 相對(duì)中誤差1/45000 2）E級(jí)控制網(wǎng)采用GPS觀測(cè)方法，使用南方S66單頻型接收機(jī)按靜態(tài)法進(jìn)行觀測(cè)，在觀測(cè)前對(duì)所使用的GPS接收機(jī)進(jìn)行必要的檢視，主機(jī)與配件是否齊全完好。觀測(cè)的主要技術(shù)要求如下：GPOP值衛(wèi)星高度角（°）有效觀測(cè)衛(wèi)星數(shù)平均重復(fù)設(shè)站數(shù)時(shí)段長(zhǎng)度min數(shù)據(jù)采集間隔 s閉合環(huán)或附合路線邊數(shù)61541.660（D）45（E）10-306（D）8（E）3）觀測(cè)天線安置：包括整平、對(duì)中基座、安置天線并將定向標(biāo)志線指向正北（應(yīng)顧

8、及到當(dāng)?shù)卮牌堑挠绊懀?，以便減弱相位中心偏差的影響，天線定向誤差依定位精度不同而異，一般不應(yīng)超過±3°5°.在圓盤天線間隔120°的三個(gè)方向分別量取天線高，三次測(cè)量結(jié)果之差不應(yīng)超過3mm，取其三次結(jié)果的平均值記入測(cè)量手簿中，天線高記錄取值0.001m；測(cè)量氣象參數(shù)。開機(jī)觀測(cè)：天線安置完成后，在離開天線適當(dāng)位置的地面上安放GPS接收機(jī)，接通接收機(jī)與電源、天線、控制器的聯(lián)接電纜，啟動(dòng)接收機(jī)進(jìn)行觀測(cè)。接收機(jī)鎖定衛(wèi)星并開始記錄數(shù)據(jù)后，觀測(cè)員可按照儀器隨機(jī)提供操作手冊(cè)進(jìn)行輸入和查詢操作，在未掌握有關(guān)操作系統(tǒng)之前，不要隨意按鍵和輸入，在正常接收過程中禁止更改任何設(shè)置

9、參數(shù)。七、數(shù)據(jù)處理1、基線解算要求 基線解算采用廠家提供的解算軟件進(jìn)行，對(duì)于接收機(jī)同步觀測(cè)的一個(gè)同步時(shí)段中，可采用單基線模式解算，也可以只選擇獨(dú)立基線按多基線處理模式統(tǒng)一解算。相鄰基線長(zhǎng)度最長(zhǎng)不超過5km，采用雙差固定解。2、基線解算外業(yè)數(shù)據(jù)檢核1）同一時(shí)段觀測(cè)值的數(shù)據(jù)剔除率，其值應(yīng)小于10%；2)復(fù)測(cè)基線長(zhǎng)度較差ds應(yīng)滿足下式規(guī)定：ds2 相應(yīng)級(jí)別規(guī)定的精度3)獨(dú)立閉合環(huán)或附合路線坐標(biāo)閉合差應(yīng)滿足：Wx3Wy3Wz3Ws3式中：n閉合環(huán)邊數(shù) 相應(yīng)級(jí)別規(guī)定的精度（按實(shí)際平均邊長(zhǎng)計(jì)算） =(mm) a10mm，b20（D） b20（E）內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理后超限的時(shí)段應(yīng)及時(shí)重測(cè)，若因點(diǎn)位原因不能滿足GP

10、S測(cè)量要求而造成一個(gè)測(cè)站多次重測(cè)仍不能滿足各種限差要求時(shí)，應(yīng)重新布點(diǎn)或舍棄該點(diǎn)。3、GPS網(wǎng)平差計(jì)算采用南方公司GPS數(shù)據(jù)處理平差軟件進(jìn)行平差。以三維基線向量及其相應(yīng)方差協(xié)方差陣作為觀測(cè)信息，以一個(gè)點(diǎn)的WGS84系三維坐標(biāo)作為起算數(shù)據(jù)，進(jìn)行無約束平差。八、高程控制的觀測(cè)與計(jì)算 本次高程基礎(chǔ)控制網(wǎng)布設(shè)為三等水準(zhǔn)，并埋設(shè)三座永久性水準(zhǔn)標(biāo)石，作為測(cè)區(qū)今后的高程基準(zhǔn)點(diǎn)，主要是聯(lián)測(cè)E級(jí)GPS點(diǎn)。用于工程測(cè)量的高程起算。本次水準(zhǔn)測(cè)出60點(diǎn)的高程，其余用GPS高程擬合求出高程。水準(zhǔn)測(cè)量按三等要求作業(yè)，水準(zhǔn)網(wǎng)應(yīng)布設(shè)成閉合或附合環(huán)、或網(wǎng)狀形式。1、三等水準(zhǔn)測(cè)量的一般規(guī)定為了消除或減弱水準(zhǔn)測(cè)量誤差的影響，水準(zhǔn)測(cè)量

11、作業(yè)時(shí)應(yīng)遵循以下規(guī)定。1）工作開始前半小時(shí)，將水準(zhǔn)儀置于露天陰影下，使儀器和空氣溫度一致，觀測(cè)時(shí)用大白布傘遮蔽陽光，遷站時(shí)用白綢罩罩住儀器，以減小i角變化的影響。2）對(duì)微傾式水準(zhǔn)儀：觀測(cè)前應(yīng)測(cè)出傾斜螺旋的置平零點(diǎn)（標(biāo)準(zhǔn)位置）,并作標(biāo)記：觀測(cè)中隨著氣溫變化，應(yīng)隨時(shí)調(diào)整零點(diǎn)位置。在每一測(cè)站上，儀器距前、后水準(zhǔn)標(biāo)尺的距離應(yīng)盡可能相等，這樣就可以消除或減弱與距離有關(guān)的誤差影響，例如i角誤差、地球彎曲及折光差。3)觀測(cè)時(shí)儀器三腳架的兩腿應(yīng)放置在乎行于水準(zhǔn)路線的方向，另一腿則交替地在前進(jìn)方向的左邊和右邊，以消除交叉誤差的影響。在相鄰兩測(cè)站上要變換觀測(cè)程序，即一站的觀測(cè)程序?yàn)楹蟆⑶?、前、后，另一站的觀測(cè)程序

12、為前、后、后、前：每一測(cè)段應(yīng)進(jìn)行往返測(cè)，往返測(cè)沿同二條路線，采用同樣的尺承，以減弱儀器腳架和尺臺(tái)（或尺樁）升沉的影響。并可望在往返高差中數(shù)內(nèi)得到進(jìn)一步的減弱。4)為了消除折光誤差的影響，測(cè)段的往測(cè)和返測(cè)要分別在上午和下午進(jìn)行。觀測(cè)必須在日出后至少半個(gè)小時(shí)開始，日落前至少半個(gè)小時(shí)結(jié)束，中午前后約2.5小時(shí)內(nèi)不得進(jìn)行觀測(cè)：但可根據(jù)地區(qū)季節(jié)及氣象情況適當(dāng)增減中午間歇的時(shí)間。觀測(cè)時(shí)視線離地面要有一定高度。5)一個(gè)測(cè)段（即兩個(gè)相鄰水準(zhǔn)標(biāo)石之間的水準(zhǔn)路線）應(yīng)設(shè)置偶數(shù)測(cè)站，這樣就可以消除一對(duì)水準(zhǔn)標(biāo)尺的零點(diǎn)不等差對(duì)高差的影響。2、基本技術(shù)要求（mm）等級(jí)每千米高差中數(shù)中誤差(mm)最弱點(diǎn)高程中誤差測(cè)段、路線往

13、返測(cè)高差不符值附合路線或環(huán)線閉合差檢測(cè)已測(cè)測(cè)段高差之差MMw三等±3±6±20±12s±12±30iLs為測(cè)段長(zhǎng)度，L為附合路線長(zhǎng)度，Li為檢測(cè)測(cè)段長(zhǎng)度，均以km計(jì)。當(dāng)檢測(cè)測(cè)段長(zhǎng)度小于1km時(shí)，按1km計(jì)算。3、觀測(cè) 1）觀測(cè)前應(yīng)對(duì)使用的水準(zhǔn)儀及標(biāo)尺進(jìn)行常規(guī)的檢驗(yàn)，三等不大于20，三等采用區(qū)格式木質(zhì)標(biāo)尺每米真長(zhǎng)之差不應(yīng)大于0.5mm。 制定好觀測(cè)網(wǎng)圖及路線走向。2）三等水準(zhǔn)測(cè)量采用中絲讀數(shù)法，直讀距離，觀測(cè)順序?yàn)楹笄扒昂?，必須偶?shù)站上已知點(diǎn)。 觀測(cè)要求如下：等級(jí) 項(xiàng) 目?jī)x器類型標(biāo)尺類型視線長(zhǎng)度m前后視距差m前后視距累積差m視線高度m基

14、、輔或紅黑面讀數(shù)差mm高差之差mm三等DS3雙面803.06.0三絲能讀數(shù)2.03.0 當(dāng)成像清晰、穩(wěn)定時(shí)，三等水準(zhǔn)視線長(zhǎng)度可放長(zhǎng)20。3）觀測(cè)記錄：外業(yè)觀測(cè)數(shù)據(jù)必須在現(xiàn)場(chǎng)直接記錄于手簿中，所有觀測(cè)數(shù)據(jù)的記錄文字、數(shù)字要清晰、端正，不得潦草模糊，原始記錄不得擦去和涂改。4）外業(yè)驗(yàn)算：當(dāng)外業(yè)測(cè)量結(jié)束后應(yīng)進(jìn)行外業(yè)驗(yàn)算，主要是外業(yè)高差和概略高差的推算，每公里水準(zhǔn)測(cè)量偶然中誤差的計(jì)算，附（閉）合路線閉合差的計(jì)算，每公里中誤差的計(jì)算。5）水準(zhǔn)網(wǎng)圖九、上交資料 1、E級(jí)GPS觀測(cè)記錄、平差計(jì)算手簿； 2、三等水準(zhǔn)觀測(cè)記錄、平差計(jì)算手簿； 3、各等級(jí)控制點(diǎn)成果表； 4、E級(jí)控制點(diǎn)點(diǎn)之記； 5、E級(jí)GPS點(diǎn)通視圖； 6、GPS控制點(diǎn)綜合圖； 7、測(cè)區(qū)技術(shù)設(shè)計(jì)書； 8、測(cè)區(qū)技術(shù)總結(jié)；9、檢查記錄資料；E級(jí)GPS點(diǎn)通視圖E級(jí)GPS點(diǎn)點(diǎn)之記點(diǎn)名點(diǎn)號(hào)類級(jí)網(wǎng)區(qū)所在圖幅點(diǎn)位概略圖概略位置所在地最近住所供電情況電信情況地類土質(zhì)凍土深度解凍深度交通路線圖最近水源石子來源沙子來源交通情況本點(diǎn)（ ）支線水準(zhǔn)便于聯(lián)測(cè)的水準(zhǔn)路線及點(diǎn)號(hào)：聯(lián)測(cè)方法選點(diǎn)作業(yè)單位埋點(diǎn)作業(yè)單位姓名姓名時(shí)間時(shí)間備注GPS外業(yè)觀測(cè)手簿觀測(cè)者姓名：