E級GPS控制網(wǎng)有關(guān)技術(shù)要求

1、附錄 EE級 GPS控制網(wǎng)有關(guān)技術(shù)要求（參考）一、控制網(wǎng)執(zhí)行的技術(shù)標準1、全球定位系統(tǒng)（ GPS）測量規(guī)范（ GB/T 183142001），中華人民共和國國家標準；2、國家三、四等水準測量規(guī)范（GB12898-1991） , 中華人民共和國國家標準；3、技術(shù)設(shè)計書。二、使用儀器測量采用的 GPS接收機型號及其標稱精度。三、布網(wǎng)方案1、布網(wǎng)要求GPS網(wǎng)相鄰點間基線中誤差按下式計算：式中 a (mm)為固定誤差；b (ppm)為比例誤差系數(shù)； d (km) 為相鄰點間的距離。 GPS-E 級網(wǎng)的主要技術(shù)要求應(yīng)符合表 1 規(guī)定。相鄰點最小距離應(yīng)為平均距離的 1/2 1/3 ；最大距離應(yīng)為平均距離的

2、23 倍。表1GPS網(wǎng)的主要技術(shù)要求級別平均距離 (km)a (mm)b (1 10-6 )最弱邊相對中誤差E 級0.2 510201/45000注：當邊長小于200m時，邊長中誤差應(yīng)小于20mm。2、布網(wǎng)原則與網(wǎng)形設(shè)計（1）GPS網(wǎng)應(yīng)根據(jù)測區(qū)實際需要和交通狀況進行設(shè)計。GPS網(wǎng)的點與點間不要求每點通視，但考慮常規(guī)測量方法加密時的應(yīng)用，每點應(yīng)有1 2 個通視方向。（2）在布網(wǎng)設(shè)計中應(yīng)顧及原有測繪成果資料以及各種大比例尺地形圖的沿用，對凡符合 GPS-E級網(wǎng)布點要求的舊有控制點，應(yīng)充分利用其標石。（3）GPS網(wǎng)應(yīng)由若干個獨立觀測環(huán)構(gòu)成，也可采用附合線路構(gòu)成。E 級 GPS網(wǎng)中每個閉合環(huán)或附合線路

3、中的邊數(shù)應(yīng)符合表2 的規(guī)定。非同步觀測的 GPS基線向量邊，應(yīng)按所設(shè)計的網(wǎng)圖選定， 也可按軟件功能自動挑選獨立基線構(gòu)成環(huán)路。表 2閉合環(huán)或附合線路邊數(shù)的規(guī)定級別E級閉合環(huán)或附合線路邊數(shù)（條）10（4）為求定GPS點在54 北京坐標系中的坐標，應(yīng)與當?shù)?4 北京坐標系中的原有控制點聯(lián)測，聯(lián)測總點數(shù)不得少于3 個。（5）為了求得 GPS網(wǎng)點正常高，應(yīng)進行水準測量的高程聯(lián)測，高程聯(lián)測采用等級水準測量方法進行，聯(lián)測的GPS-E級控制點且應(yīng)均勻分布于網(wǎng)中。四、選點與標石埋設(shè)1、選點在了解任務(wù)、目的、要求和測區(qū)自然地理條件的基礎(chǔ)上，進行現(xiàn)場踏勘，最后進行選點。選點應(yīng)符合下列要求：（1）點位的選擇應(yīng)符合技術(shù)

4、設(shè)計要求，并有利于其它測量手段進行擴展與聯(lián)測；（2）點位的基礎(chǔ)應(yīng)堅實穩(wěn)定，易于長期保存，并應(yīng)有利于安全作業(yè)；（3）點位應(yīng)便于安置接收設(shè)備和操作，視野應(yīng)開闊，視場內(nèi)周圍障礙物的高度角一般應(yīng)小于 15；（4）點位應(yīng)遠離大功率無線電發(fā)射源（如電視臺、微波站等），其距離不得小于200m，并應(yīng)遠離高壓輸電線其距離不得小于50m，以避免周圍磁場對衛(wèi)星信號的干擾；（5）點位附近不應(yīng)有對電磁波反射（或吸收）強烈的物體，以減少多路徑效應(yīng)的影響；（6）交通應(yīng)便于作業(yè)，以提高作業(yè)效率；（7）應(yīng)充分利用符合上述要求原有的控制點及其標石，但利用舊點時應(yīng)檢查舊點的穩(wěn)定性、完好性，符合要求方可利用；（8）選好點后應(yīng)按合理的

5、方法給GPS點編號。此外，有時還需考慮測區(qū)內(nèi)的通訊設(shè)施、電力供應(yīng)等情況，以便于各點之間的聯(lián)絡(luò)和設(shè)備用電或充電。綜上所述，結(jié)合測區(qū)的實際情況， GPS 控制點宜布設(shè)在較高的永久性建筑物、山頂及其它符合要求的地方，或已成型的較寬的城市主干道、路口或其它較開闊而又穩(wěn)固的建（構(gòu)）筑物上。2、標石埋設(shè)（1）E 級 GPS點的標石及標志規(guī)格參見附錄D，標石的中心標志用銅材料制作，標志中心應(yīng)刻有清晰、精細的十字絲；（2）地面 E 級 GPS點標石可用混凝土預(yù)先制作，然后運往各點埋設(shè)，埋設(shè)時坑底填以沙石，搗固夯實或澆灌混凝土底層，樓頂E 級 GPS點標石應(yīng)現(xiàn)場澆灌，澆灌前應(yīng)將樓面磨出新層、打毛，釘上34 顆鋼

6、釘，再套模澆灌；（3）埋石結(jié)束后應(yīng)填寫GPS點之記；（4）待標石埋設(shè)穩(wěn)定，沒有下沉，或現(xiàn)場澆灌的標石凝固后23 天方可觀測。五、作業(yè)要求1、基本技術(shù)要求為保證 GPS測量精度，采用載波相位靜態(tài)相對定位作業(yè)模式， E 級 GPS測量作業(yè)的基本技術(shù)要求應(yīng)符合表 3 的規(guī)定。表 3E 級 GPS測量作業(yè)的基本技術(shù)要求級衛(wèi)星截止高有效觀測平均重復時段長度數(shù)據(jù)采樣PDOP別度角( )衛(wèi)星數(shù)設(shè)站數(shù)(min)間隔 (s)值E 級154 1.64015 10注： 1、觀測時段長度應(yīng)視點位周圍障礙物情況、基線長短而作調(diào)整，2、可不觀測氣象要素，但應(yīng)記錄雨、晴、陰、云等天氣狀況。2、 GPS衛(wèi)星預(yù)報和觀測調(diào)度計劃

7、（1）保證 GPS作業(yè)觀測工作順利進行，保障觀測成果達到預(yù)定的精度，提高作業(yè)工效，在進行GPS外業(yè)觀測之前，應(yīng)事先編制GPS衛(wèi)星可見性預(yù)報表。預(yù)報表應(yīng)包括可見衛(wèi)星號、衛(wèi)星高度角和方位角、最佳觀測衛(wèi)星組、最佳觀測時間、點位圖形幾何強度因子等內(nèi)容。（2）編制預(yù)報表所用概略位置應(yīng)采用測區(qū)中心位置的經(jīng)、緯度。（3）作業(yè)組在觀測前應(yīng)根據(jù)參加作業(yè)的GPS接收機臺數(shù)、網(wǎng)形及衛(wèi)星預(yù)報表編制作業(yè)調(diào)度表，其內(nèi)容應(yīng)包括觀測時間、測站號、測站名稱以及接收機號等項內(nèi)容。3、觀測準備（1）每天出發(fā)工作前應(yīng)檢查電池容量是否充足，儀器及其附件是否攜帶齊全。（2）作業(yè)前應(yīng)檢查接收機內(nèi)存是否充足。（3）天線安置應(yīng)符合下列要求：

8、作業(yè)員到測站后應(yīng)先安置好接收機使其處于靜置狀態(tài)，然后再安置天線； 天線可用腳架直接安置在測量標志中心的鉛垂線方向上，對中誤差應(yīng)小于3mm。天線應(yīng)整平，天線基座上的圓水準所泡應(yīng)居中； 天線定向標志應(yīng)指向正北，定向誤差不宜超過5。4、觀測作業(yè)要求（1）觀測組應(yīng)嚴格按調(diào)度表規(guī)定的時間進行作業(yè)，以保證同步觀測同一衛(wèi)星組。當情況有變化需修改調(diào)度計劃時，應(yīng)經(jīng)作業(yè)隊負責人同意，觀測組不得擅自更改計劃。（2）接收機電源電纜和天線應(yīng)連接無誤，接收機預(yù)置狀態(tài)應(yīng)正確，然后方可啟動接收機進行觀測。（3）各觀測時段的前后各量取天線高一次，兩次量高之差不大于 3mm。取平均值作為最后天線高，記錄在手簿。若互差超限，應(yīng)查明

9、原因，提出處理意見記入手簿備注欄中。天線高是指觀測時天線平均相位中心至測站中心標志面的高度，分為上、下兩段：上段是指相位中心至天線底面的高度，這是常數(shù) hc，由廠家給出；下段是從天線底面至測站中心標志面的高度，由觀測員在現(xiàn)場采用傾斜測量方法直接量取。具體方法是：從三腳架三個空檔 （互成 120）測量天線底盤下表面至測站中心標志面的距離， 互差應(yīng)小于 3mm，取平均值為 L，天線底盤半徑為 R，再利用廠家提供的 hc，按天線高L2 R2 hc 求出。目前大部分儀器都可以直接量取儀器的斜高，再通過軟件進行換算。（4）接收機開始記錄數(shù)據(jù)后，作業(yè)人員可根據(jù)儀器液晶屏或指示燈了解儀器的工作狀態(tài)，查看測站

10、信息、接收衛(wèi)星數(shù)數(shù)量、衛(wèi)星號、電源狀況、數(shù)據(jù)采集情況等。（5）儀器工作正常后，作業(yè)員及時逐項填寫測量手簿中各項內(nèi)容。（6）一個時段觀測過程中不得進行以下操作：關(guān)閉接收機以重新啟動；進行自測試（發(fā)現(xiàn)故障除外）；改變衛(wèi)星截止高度角；改變數(shù)據(jù)采樣間隔；改變天線位置；按動關(guān)閉文件和刪除文件等功能。（7）觀測員在作業(yè)期間不得擅自離開測站，并防止儀器受震動和被移動，防止人和其它物體靠近天線，遮擋衛(wèi)星信號。（8）接收機在觀測過程中不應(yīng)在接收機近旁使用對講機和手機等通訊設(shè)備；雷雨過境時應(yīng)關(guān)機停測，并卸下天線以防雷擊。（9）觀測中應(yīng)保證接收機工作正常，數(shù)據(jù)記錄正確，每日觀測結(jié)束后，應(yīng)及時將數(shù)據(jù)下載到計算機硬、軟

11、盤上，確保觀測數(shù)據(jù)不丟失。5、外業(yè)觀測記錄（1）錄項目應(yīng)包括下列內(nèi)容：測站名、測站號；觀測月、日、天氣狀況、時段號；觀測時間應(yīng)包括開始與結(jié)束記錄時間， 宜采用協(xié)調(diào)世界時 UTC，填寫至時、分；接收機設(shè)備應(yīng)包括接收機類型及號碼，天線號碼；近似位置應(yīng)包括測站的近似經(jīng)、緯度和近似高程，經(jīng)、緯度應(yīng)取至1，高程應(yīng)取至 0.1m；天線高應(yīng)包括測前、測后量得的高度及其平均值，均取至0.001m；觀測狀況應(yīng)包括電池電壓、接收衛(wèi)星號及其信噪比（SNR）、故障情況等。（2）記錄應(yīng)符合下列要求：原始觀測值和記事項目應(yīng)按規(guī)格現(xiàn)場記錄，字跡要清楚、整齊、美觀，不得涂改、轉(zhuǎn)抄；外業(yè)觀測記錄各時段結(jié)束后， 應(yīng)及時將每天外業(yè)

12、觀測記錄結(jié)果下載至入計算機并保存至 U盤。接收機內(nèi)存數(shù)據(jù)文件在下載到存貯介質(zhì)上時，不得進行任何剔除與刪改，不得調(diào)用任何對數(shù)據(jù)實施重新加工組合的操作指令。六、數(shù)據(jù)處理方案1、基線解算及其質(zhì)量檢驗（1）基線解算以雙差固定解作為最終結(jié)果，雙差固定解的可靠性由以下兩項指標來判別，即固定解的單位權(quán)中誤差（Rms）和整周模糊度檢驗倍率（Ratio ），其檢驗值見表 4。根據(jù)表 4 判別時， Rms必須首先符合要求，而Ratio 值越大表示固定值越可靠。表 4靜態(tài) GPS基線固定解可靠性判別表基線長度（ km）5510 10Rms(m) 0.010 0.012 0.015Ratio3.02.12.0（2）同

13、步多邊形閉合差檢驗對于采用同一種數(shù)學模型的基線解， 其同步時段中任一三邊同步環(huán)的坐標分量相對閉合差和全長相對閉合差不宜超過表 5 的規(guī)定。對于采用不同數(shù)學模型的基線解， 其同步時段中任一三邊同步環(huán)的坐標分量閉合差和全長相對閉合差按獨立環(huán)閉合差要求檢核。同步時段中的多邊形同步環(huán)，可不重復檢核。表 5 同步環(huán)坐標分量及環(huán)線全長相對閉合差的規(guī)定（ 110-6 ）等 級E級限差類型坐標分量相對閉合差9.0環(huán)線全長相對閉合差15.0（3）重復基線邊檢驗重復基線的長度較差不宜超過下式的規(guī)定：式中：為 E 級 GPS控制網(wǎng)規(guī)定的精度（按實際平均邊長計算）A2 ( B d ) 2基線長度中誤差（ mm）A 固

14、定誤差 (mm)B 比例誤差系數(shù) (mm/km)d- 平均邊長 (km)（4）獨立環(huán)閉合差檢驗無論采用單基線模式或多基線模式解算基線，都應(yīng)在整個GPS網(wǎng)中選取的獨立基線構(gòu)成獨立環(huán)，各獨立環(huán)的坐標分量閉合差和全長閉合差應(yīng)符合下式的規(guī)定：式中 :n : 為閉合環(huán)邊數(shù)；為 E 級 GPS控制網(wǎng)規(guī)定的精度（按實際平均邊長計算）s =222xyz2、補測與重測（1）無論何種原因造成一個控制點不能與兩條合格的獨立基線相連接，則在該點上應(yīng)補測或重測不得少于一條獨立基線。（2）可以舍棄在重復基線較差、同步環(huán)閉合差、獨立環(huán)閉合差中超限的基線，但應(yīng)保證舍棄基線后的獨立環(huán)所含基線數(shù)不超過表2 的規(guī)定，否則應(yīng)重測該基

15、線或者有關(guān)的同步圖形。（3）由于點位不符合GPS測量要求而造成一個測站多次重測仍不能滿足各項技術(shù)規(guī)定時，可按技術(shù)設(shè)計要求另增選新點進行重測。3、GPS網(wǎng)平差（1）起算數(shù)據(jù)與坐標系統(tǒng)首先要了解測區(qū)中央子午線經(jīng)度，起算數(shù)據(jù)的帶號，采用的坐標系等。如華農(nóng)大校區(qū)的起算數(shù)據(jù)為 3 度帶的 1980 西安坐標系，中央子午線經(jīng)度為 114，故采用 1980 年西安坐標系，取中央子午線經(jīng)度 L0114的 3帶高斯投影。即有：參考橢球為 IAU76 橢球，長半徑 a=6378140m，扁率 =1/298.257 ；中央子午線經(jīng)度 L01140000。高程系統(tǒng)采用 1985 國家高程基準。（2）三維無約束平差當

16、GPS基線各項質(zhì)量檢驗符合要求時，應(yīng)以所有獨立基線組成閉合圖形，以三維基線向量及其協(xié)方差陣作為觀測信息， 以一個點的 WGS 84 系三維坐標作為起算依據(jù)，進行 GPS網(wǎng)的三維無約束平差。 以提供各 GPS控制點在 WGS84 坐標系下的三維坐標，各基線向量三個坐標差觀測值的改正數(shù)，基線邊長以及點位和邊長的精度信息，并生成 GPS高程擬合的數(shù)據(jù)文件。在三維無約束平差中， 基線向量的改正數(shù) （V x、Vy、Vz ）絕對值應(yīng)滿足下式要求：V x 3V y 3V z 3式中：為 E 級 GPS控制網(wǎng)規(guī)定的基線的精度。當超限時，可認為該基線或其附近存在粗差基線，應(yīng)采用軟件提供的方法或人工方法剔除粗差基

17、線，直至符合上式要求。（3）二維約束平差在無約束平差確定的有效觀測量基礎(chǔ)上，以起算數(shù)據(jù)中提供的已知點作為強制約束的固定值，進行二維約束平差。平差結(jié)果就輸出各 GPS控制點在前述的坐標系統(tǒng)中的二維平面坐標，基線向量改正數(shù)，基線邊長、方位以及坐標、基線邊長、方位的精度信息，轉(zhuǎn)換參數(shù)及其精度信息。約束平差中，應(yīng)將已知坐標點組合成不同的約束條件，以發(fā)現(xiàn)作為約束的已知坐標與 GPS網(wǎng)不兼容（即約束平差結(jié)果嚴重扭曲 GPS無約束平差結(jié)果的精度）。4、水準聯(lián)測為滿足 GPS控制網(wǎng)高程擬合的需要，GPS-E 級控制點應(yīng)聯(lián)測一定比例的四等水準。聯(lián)測水準的 GPS點均勻分布在測區(qū)，水準路線連接成水準網(wǎng)。5、GPS

18、點高程擬合計算要精確計算各 GPS點的正常高 H ，目前主要有 GPS水準高程、GPS重力高程和 GPS 三角高程等方法。其中 GPS水準高程是目前 GPS作業(yè)中是常用的方法。用于 GPS高程擬合計算的方法主要是曲面擬合法（包括平面擬合法、多項式曲面擬合法、多面函數(shù)擬合法、曲面樣條擬合法、非參數(shù)回歸曲面擬合法和移動曲面法）。七、提交成果附錄一日期：年月日記錄者：點名點號點等級名及等通視點列表級所在地交通路線選點情況單 位選點員 日期聯(lián)測水準情況聯(lián)測水準等級點位說明GPS 點點之記繪圖者：校對者：土 質(zhì)標石說明舊點名概略位置緯度（L，B）經(jīng)度點位略圖附錄 CGPS 測量作業(yè)調(diào)度表GPS測量作業(yè)調(diào)度表測量日期時觀觀測者觀測者觀測者段測機號機號機號編時點名點名點名備注備注備注號間點號點號點號附錄 B： GPS 外業(yè)觀測手簿GPS 外業(yè)觀測記錄手簿作業(yè)小組：07測繪1組華南農(nóng)業(yè)大學校園G