GPS測量的設計與實施課件

第八章GPS測量的設計與實施第八章GPS測量的設計與實施8.1概述一、GPS測量工作：外業(yè)：選點、建立測站坐標、野外觀測、成果檢核內業(yè)：GPS測量的技術設計、測后數(shù)據處理、技術總結。工作程序：網的優(yōu)化設計、選點與建立標志、外業(yè)觀測、成果檢核與處理。8.1概述一、GPS測量工作：GPS靜態(tài)定位在測量中主要用于測定各種用途的控制點。其中，較為常見的方面是利用GPS建立各種類型和等級的控制網，在這些方面，GPS技術已基本上取代了常規(guī)的測量方法，成為了主要手段。較之于常規(guī)方法，GPS在布設控制網方面具有以下一些特點：GPS靜態(tài)定位在測量中主要用于測定各種用途的控制點。其中，較1、測量精度高GPS觀測的精度要明顯高于一般的常規(guī)測量手段，GPS基線向量的相對精度一般在10-5~10-9之間，這是普通測量方法很難達到的。2、選點靈活、不需要造標、費用低

GPS測量，不要求測站間相互通視，不需要建造覘標，作業(yè)成本低，大大降低了布網費用。1、測量精度高3、全天侯作業(yè)在任何時間、任何氣候條件下，均可以進行GPS觀測，大大方便了測量作業(yè)，有利于按時、高效地完成控制網的布設。4、觀測時間短采用GPS布設一般等級的控制網時，在每個測站上的觀測時間一般在1~2個小時左右，采用快速靜態(tài)定位的方法，觀測時間更短。5、觀測、處理自動化采用GPS布設控制網，觀測工程和數(shù)據處理過程均是高度自動化的。3、全天侯作業(yè)二、技術設計的依據1）測量任務書或測量合同書2）GPS測量規(guī)范及規(guī)程1、2001年國家技術監(jiān)督局發(fā)布的國家標準《全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范》GB/T18314-2001。2、1992年國家測繪局發(fā)布的測繪行業(yè)標準《全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范》CH2001-92。3、1995年國家測繪局發(fā)布的測繪行業(yè)標準《全球定位系統(tǒng)（GPS）測量型接收機檢定規(guī)程》CH8016-1995。4、1997年建設部發(fā)布的行業(yè)標準《全球定位系統(tǒng)城市測量技術規(guī)程》CJJ73-97。5、各部委根據本部門GPS測量的實際情況所制定的其他GPS測量規(guī)程及細則。二、技術設計的依據8.2GPS網的優(yōu)化設計GPS網的優(yōu)化設計，是實施GPS測量工作的第一步，是一項基礎性的工作，也是在網的精確性、可靠性和經濟性方面，實現(xiàn)用戶要求的重要環(huán)節(jié)。這項內容的主要內容包括：精度指標的合理確定、網的圖形設計和網的基準設計。8.2GPS網的優(yōu)化設計GPS網的優(yōu)化設計，是實施G一、精度標準的確定對GPS網的精度，主要取決于網的用途。精度指標，通常以網中相鄰點之間的距離誤差來表示。一、精度標準的確定相鄰點間距離Km比例誤差固定誤差mm標準差mm我國規(guī)范衡量GPS網精度的指標GPS網的精度衡量指標–相鄰點基線長度精度相鄰點間距離比例誤差固定誤差標準差我國規(guī)范衡量GPS網精度的級別主要用途固定誤差a(mm)比例誤差b(ppm·D)AA全球性地球動力學研究、地殼形變測量、精密定軌≤3≤0.01A區(qū)域性的地球動力學研究、地殼形變測量≤5≤0.1B局部形變監(jiān)測、精密工程測量≤8≤1C大、中城市及工程測量基本控制網≤10≤5DE中、小城市及測圖、物探、建筑施工等控制測量≤10≤10-20級別主要用途固定誤差a(mm)比例誤差b(ppm·D)AA全等級平均距離(km)a(mm)b(ppm·D)最弱邊相對中誤差二9≤10≤21/12萬三5≤10≤51/8萬四2≤10≤101/4.5萬一級1≤10≤101/2萬二級<1≤15≤201/1萬注:當邊長小于200m時，以邊長中誤差小于20mm來衡量．等級平均距離(km)a(mm)b(ppm·D)最弱邊二9≤1GPS點的密度標準項目AAABCDE相鄰點最小距離30010015521相鄰點最大距離20001000250401510相鄰點平均距離10003007015-1010-55-2GPS點的密度標準項目AAABCDE相鄰點最小距離30二、網的圖形設計（1）幾個基本概念觀測時段（Session）測站上開始接收衛(wèi)星信號到停止接收，連續(xù)觀測的時間間隔稱為觀測時段，簡稱時段。同步觀測（SimultaneousObservation）多臺接收機同時對同一組衛(wèi)星進行觀測?；€向量（Baseline）對同步觀測所采集的數(shù)據進行處理，所獲得的同步觀測測站間的坐標差。二、網的圖形設計截止高度角（Cut-offElevation）接收機觀測衛(wèi)星的高度角限值，低于此限值的衛(wèi)星不被觀測。采樣間隔（Interval）接收機連續(xù)兩個觀測歷元間的時間間隔。獨立基線（IndependentBaseline）由相互函數(shù)獨立的差分觀測值所確定出的基線向量。當某一時段有m臺接收機進行同步觀測時，可得到m-1條獨立基線。截止高度角（Cut-offElevation）

同步觀測環(huán)（SimultaneousObservationLoop）由同一時段觀測所得到的基線向量構成的閉合環(huán)。獨立觀測環(huán)（IndependentObservationLoop）由相互獨立的基線所構成的閉合環(huán)，也稱為異步環(huán)。

重復基線（復測基線）具有兩個時段以上同步觀測結果的基線向量。同步觀測環(huán)（SimultaneousObserva（2）GPS網常用的布網形式有以下幾種：跟蹤站式會戰(zhàn)式多基準站式（樞紐點式）同步圖形擴展式單基準站式（2）GPS網常用的布網形式有以下幾種：1、跟蹤站式形式若干臺接收機長期固定安放在測站上，進行常年、不間斷的觀測，即一年觀測365天，一天觀測24小時，這種觀測方式很象是跟蹤站，因此，這種布網形式被稱為跟蹤站式（實際上就是跟蹤站）。數(shù)據處理通常采用精密星歷。優(yōu)點精度極高，具有框架基準特性。缺點需建立專門的永久性建筑即跟蹤站，觀測成本很高。適用范圍一般用于建立GPS跟蹤站或永久性的監(jiān)測網。1、跟蹤站式2、會戰(zhàn)式形式一次組織多臺GPS接收機，集中在一段不太長的時間內，共同作業(yè)。觀測分階段進行，在同一階段中，所有的接收機，在若干天的時間里分別各自在同一批點上進行多天、長時段的同步觀測，在完成一批點的測量后，所有接收機又都遷移到另外一批點上采用相同方式，進行另一階段的觀測，直至所有點觀測完畢。優(yōu)點可以較好地消除SA等因素的影響，因而具有特高的尺度精度。適用范圍A、B級網。2、會戰(zhàn)式3、多基準站式形式若干臺接收機在一段時間里長期固定在某幾個點上進行長時間的觀測，這些測站稱為基準站，在基準站進行觀測的同時，另外一些接收機則在這些基準站周圍相互之間進行同步觀測。優(yōu)點各基準站間基線向量精度高，可以作為整個GPS網的骨架。其余同步觀測圖形與各個基準站之間也存在有同步觀測基線，圖形結構強。適用范圍C，D級網。多基準站式的布網形式基準站基準站基準站同步圖形3、多基準站式多基準站式的布網形式基準站基準站基準站同步圖形4、同步圖形擴展式形式多臺接收機在不同測站上進行同步觀測，在完成一個時段的同步觀測后，又遷移到其它的測站上進行同步觀測，每次同步觀測都可以形成一個同步圖形，在測量過程中，不同的同步圖形間一般有若干個公共點相連，整個GPS網由這些同步圖形構成。優(yōu)點擴展速度快，圖形強度較高，且作業(yè)方法簡單。適用范圍C，D級網。同步圖形的擴展4、同步圖形擴展式同步圖形的擴展5、單基準站（星形網）式形式以一臺接收機作為基準站，在某個測站上連續(xù)開機觀測，其余的接收機在此基準站觀測期間，在其周圍流動，每到一點就進行觀測，流動的接收機之間一般不要求同步，這樣，流動的接收機每觀測一個時段，就與基準站間測得一條同步觀測基線，所有這樣測得的同步基線就形成了一個以基準站為中心得星形。優(yōu)點效率高。缺點圖形強度弱，可靠性低。適用范圍D，E級網。單基準站式的布網5、單基準站（星形網）式單基準站式的布網（3）采用同步圖形擴展的布網形式布設GPS基線向量網時的觀測作業(yè)方式

同步圖形擴展式的作業(yè)方式具有作業(yè)效率高，圖形強度好的特點，它是目前在GPS測量中普遍采用的一種布網形式。（3）采用同步圖形擴展的布網形式布設GPS基線向量網時的觀測采用同步圖形擴展式布設GPS基線向量網時的觀測作業(yè)方式主要以下幾種式：點連式邊連式網連式混連式采用同步圖形擴展式布設GPS基線向量網時的觀測作業(yè)方式主要以1點連式形式相鄰的同步圖形間只通過一個公共點相連。這樣，當有m臺儀器共同作業(yè)時，每觀測一個時段，就可以測得m-1個新點，當這些儀器觀測觀測了s個時段后，就可以測得1+s(m-1)個點。優(yōu)點作業(yè)效率高，圖形擴展迅速。缺點圖形強度低，如果連接點發(fā)生問題，將影響到后面的同步圖形。點連式1點連式點連式2邊連式形式相鄰的同步圖形間有一條邊（即兩個公共點）相連。這樣，當有m臺儀器共同同作業(yè)時，每觀測一個時段，就可以測得m-2個新點，當這些儀器觀測觀測了s個時段后，就可以2+s（m-2）測得個點。優(yōu)點作業(yè)效率較高，圖形強度較強。邊連式2邊連式邊連式3網連式形式相鄰的同步圖形間有3個（含3個）以上的公共點相連。這樣，當有m臺儀器共同作業(yè)時，每觀測一個時段，就可以測得個m-k新點，當這些儀器觀測了s個時段后，就可以測得k+s（m-k）個點。優(yōu)點圖形強度最強。缺點作業(yè)效率低。3網連式4、混連式觀測作業(yè)方式

在實際的GPS作業(yè)中，一般并不是單獨采用上面所介紹的某一種觀測作業(yè)模式，而是根據具體情況，有選擇地靈活采用這幾種方式作業(yè)，這樣一種種觀測作業(yè)方式就是所謂的混連式。特點混連式觀測作業(yè)方式是我們實際作業(yè)中最常用的作業(yè)方式，它實際上是點連式、邊連式和網連式的一個結合體。4、混連式

定義測定網中所有點的坐標所需要的獨立基線的最少數(shù)量。計算公式對于一個只以已知點作為起算數(shù)據的網，其必要獨立基線數(shù)可采用下式計算必要獨立基線數(shù)網的總點數(shù)已知點的數(shù)量（4）GPS必要的獨立基線的定義和計算方法

定義必要獨立基線數(shù)網的總點數(shù)已知點的數(shù)量（4）GPS必要的算例問某網由100個點構成，計劃用4臺接收機進行觀測，如果要求平均重復設站次數(shù)不得低于2.0，問至少需要觀測多少個時段，可測得多少獨立基線，必要獨立基線是多少？答：算例問（5）獨立基線向量的選擇在GPS測量中，參加同步觀測的儀器數(shù)為k，則每一觀測時段可得基線向量數(shù)為：K（k-1）/2其中，獨立基線為k-1，其余為非獨立基線。獨立基線選擇的基本原則：非同步環(huán)（5）獨立基線向量的選擇在GPS測量中，參加同步觀測的儀器數(shù)（6）網的設計基準

網的基準包括網的位置基準、方向基準、尺度基準。方向基準：由給定的起算方位角確定。尺度基準：電磁波測距邊決定。位置基準：由給定的起算點坐標確定。（6）網的設計基準

網的基準包括網的位置基準、方向基準、尺度基準設計需注意的問題：1、適當聯(lián)測附近的國家控制點以提高精度（適當數(shù)量和均勻分布）2、引入已知邊長和已知方位3、聯(lián)測高程點4、注意坐標系統(tǒng)的一致基準設計需注意的問題：（7）布設GPS基線向量網時的設計指標

在布設GPS網時，我們除了遵循一定的設計原則外，還需要一些定量的指標來指導我們的工作。在我們進行GPS網的設計時經常需要采用效率指標、可靠性指標和精度指標。（7）布設GPS基線向量網時的設計指標

在布設GPS網時，我一、效率指標在進行GPS網的設計時，我們經常采用效率指標來衡量某種網設計方案的效率，以及在采用某種布網方案作業(yè)時所需要的作業(yè)時間、消耗等。在布設一個GPS網時，在點數(shù)、接收機數(shù)和平均重復設站次數(shù)確定后，則完成該網測設所需的理論最少觀測期數(shù)就可以確定。一、效率指標但是，當按照某個具體的布網方式和觀測作業(yè)方式進行作業(yè)時，要按要求完成整網的測設，所需的觀測期數(shù)與理論上的最少觀測期數(shù)會有所差異，理論最少觀測期數(shù)與設計的觀測期數(shù)的比值，稱之為效率指標（e），即為理論最少觀測期數(shù)；為設計觀測期數(shù)。但是，當按照某個具體的布網方式和觀測作業(yè)方式進行作業(yè)時，要按二、可靠性指標GPS網可靠性，可以分為內可靠性和外可靠性。所謂GPS網的內可靠性就是指所布設的GPS網發(fā)現(xiàn)粗差的能力，即可發(fā)現(xiàn)的最小粗差的大??；所謂GPS網的外可靠性就是指GPS網抵御粗差的能力，即未剔除的粗差對GPS網所造成的不良影響的大小。二、可靠性指標在實際的GPS網的設計中采用了一個計算較為簡單的反映GPS網可靠性的數(shù)量指標，這個可靠性指標就是整網的多余獨立基線數(shù)與總的獨立基線數(shù)的比值，稱為整網的平均可靠性指標（），即：為多余的獨立基線數(shù)為總的獨立基線數(shù)在實際的GPS網的設計中采用了一個計算較為簡單的反映GPS網三、精度指標當GPS網布網方式和觀測作業(yè)方式確定后，GPS網的網形就確定了，根據已確定的GPS網的網形，可以得到GPS網的設計矩陣，從而可以得到GPS網的協(xié)因數(shù)陣，在GPS網的設計階段可以采用作為衡量GPS網精度的指標。三、精度指標（8）GPS網的設計準則

一、出發(fā)點

GPS網設計的出發(fā)點是在保證質量的前提下，盡可能地提高效率，努力降低成本。因此，在進行GPS的設計和測設時，既不能脫離實際的應用需求，盲目地最求不必要的高精度和高可靠性；也不能為追求高效率和低成本，而放棄對質量的要求。（8）GPS網的設計準則

一、出發(fā)點二、GPS網布網作業(yè)準則

1選點為保證對衛(wèi)星的連續(xù)跟蹤觀測和衛(wèi)星信號的質量，要求測站上空應盡可能的開闊，在10~15高度角以上不能有成片的障礙物。為減少各種電磁波對GPS衛(wèi)星信號的干擾，在測站周圍約200m的范圍內不能有強電磁波干擾源，如大功率無線電發(fā)射設施、高壓輸電線等。二、GPS網布網作業(yè)準則

1選點為避免或減少多路徑效應的發(fā)生，測站應遠離對電磁波信號反射強烈的地形、地物，如高層建筑、成片水域等。為便于觀測作業(yè)和今后的應用，測站應選在交通便利，上點方便的地方。測站應選擇在易于保存的地方。為避免或減少多路徑效應的發(fā)生，測站應遠離對電磁波信號反射強烈2提高GPS網可靠性的方法

增加觀測期數(shù)（增加獨立基線數(shù)）。在布設GPS網時，適當增加觀測期數(shù)（時段數(shù)）對于提高GPS網的可靠性非常有效。因為，隨著觀測期數(shù)的增加，所測得的獨立基線數(shù)就會增加，而獨立基線數(shù)的增加，對網的可靠性的提高是非常有宜的。2提高GPS網可靠性的方法

增加觀測期數(shù)（增加獨立基線數(shù)）。保證一定的重復設站次數(shù)保證一定的重復設站次數(shù)，可確保GPS網的可靠性。一方面，通過在同一測站上的多次觀測，可有效地發(fā)現(xiàn)設站、對中、整平、量測天線高等人為錯誤；另一方面，重復設站次數(shù)的增加，也意味著觀測期數(shù)的增加。不過，需要注意的是，當同一臺接收機在同一測站上連續(xù)進行多個時段的觀測時，各個時段間必須重新安置儀器，以更好地消除各種人為操作誤差和錯誤。

保證一定的重復設站次數(shù)保證每個測站至少與三條以上的獨立基線相連，這樣可以使得測站具有較高的可靠性。在布設GPS網時，各個點的可靠性與點位無直接關系，而與該點上所連接的基線數(shù)有關，點上所連接的基線數(shù)越多，點的可靠性則越高。保證每個測站至少與三條以上的獨立基線相連，這樣可以使得測站具在布網時要使網中所有最小異步環(huán)的邊數(shù)不大于6條。在布設GPS網時，檢查GPS觀測值（基線向量）質量的最佳方法是異步環(huán)閉合差，而隨著組成異步環(huán)的基線向量數(shù)的增加，其檢驗質量的能力將逐漸下降。在布網時要使網中所有最小異步環(huán)的邊數(shù)不大于6條。3提高GPS網精度的方法為保證GPS網中各相鄰點具有較高的相對精度，對網中距離較近的點一定要進行同步觀測，以獲得它們間的直接觀測基線。為提高整個GPS網的精度，可以在全面網之上布設框架網，以框架網作為整個GPS網的骨架。3提高GPS網精度的方法為保證GPS網中各相鄰點具有較高的相在布網時要使網中所有最小異步環(huán)的邊數(shù)不大于6條。在布設GPS網時，引入高精度激光測距邊，作為觀測值與GPS觀測值（基線向量）一同進行聯(lián)合平差，或將它們作為起算邊長。在布網時要使網中所有最小異步環(huán)的邊數(shù)不大于6條。若要采用高程擬合的方法，測定網中各點的正常高/正高，則需在布網時，選定一定數(shù)量的水準點，水準點的數(shù)量應盡可能的多，且應在網中均勻分布，還要保證有部分點分布在網中的四周，將整個網包含在其中。為提高GPS網的尺度精度，可采用如下方法：增設長時間、多時段的基線向量。若要采用高程擬合的方法，測定網中各點的正常高/正高，則需在布3布設GPS網時起算點的選取與分布

若要求所布設的GPS網的成果與舊成果吻合最好，則起算點數(shù)量越多越好，若不要求所布設的GPS網的成果完全與舊成果吻合，則一般可選3~5個起算點，這樣既可以保證新老坐標成果的一致性，也可以保持GPS網的原有精度。3布設GPS網時起算點的選取與分布

若要求所布設的GPS網的為保證整網的點位精度均勻，起算點一般應均勻地分布在GPS網的周圍。要避免所有的起算點分布在網中一側的情況。一定要保證所采用的起算點的成果不能有質量問題。為保證整網的點位精度均勻，起算點一般應均勻地分布在GPS網的4布設GPS網時起算邊長的選取與分布

在布設GPS網時，可以采用高精度激光測距邊作為起算邊長，激光測距邊的數(shù)量可在3~5條左右，它們可設置在GPS網中的任意位置。但激光測距邊兩端點的高差不應過分懸殊。4布設GPS網時起算邊長的選取與分布

在布設GPS網時，可以5布設GPS網時起算方位的選取與分布

在布設GPS網時，可以引入起算方位，但起算方位不宜太多，起算方位可布設在GPS網中的任意位置。5布設GPS網時起算方位的選取與分布

在布設GPS網時，可以8.3建立GPS控制網的工作流程8.3建立GPS控制網的工作流程建立GPS網的三個階段①測前項目立項方案設計施工設計測繪資料收集整理儀器檢驗、檢定踏勘、選點、埋石建立GPS網的三個階段①測前建立GPS網的三個階段②測中作業(yè)隊進駐衛(wèi)星狀態(tài)預報觀測計劃制定作業(yè)調度及外業(yè)觀測數(shù)據傳輸、轉儲、備份基線解算及質量控制建立GPS網的三個階段②測中建立GPS網的三個階段③測后網平差（數(shù)據處理、分析）及質量控制整理成果、技術總結項目驗收建立GPS網的三個階段③測后測前-項目立項一項GPS測量工程項目，往往是由工程發(fā)包方、上級主管部門或其他單位或部門提出，由GPS測量隊伍具體實施。對于一項GPS測量工程項目，一般有如下一些要求：測區(qū)位置及其范圍測區(qū)的地理位置、范圍，控制網的控制面積。用途和精度等級控制網將用于何種目的，其精度要求是多少，要求達到何種等級。點位分布及點的數(shù)量控制網的點位分布、點的數(shù)量及密度要求，是否有對點位分布有特殊要求的區(qū)域。測前-項目立項一項GPS測量工程項目，往往是由工程發(fā)包方、上提交成果的內容用戶需要提交哪些成果，所提交的坐標成果分別屬于哪些坐標系，所提交的高程成果分別屬于哪些高程系統(tǒng)，除了提交最終的結果外，是否還需要提交原始數(shù)據或中間數(shù)據等。時限要求對提交成果的時限要求，即何時是提交成果的最后期限。投資經費。對工程的經費投入數(shù)量。提交成果的內容施工技術設計負責GPS測量的單位在獲得了測量任務后，需要根據項目要求和相關技術規(guī)范進行測量工程的技術設計。在布設GPS網時，技術設計是非常重要的。這是因為技術設計提供了布設GPS網的技術準則，在布設GPS網時所遇到的所有技術問題，都需要從技術設計中尋找答案。因此，在進行每一項GPS工程時，都必須首先進行技術設計。施工技術設計負責GPS測量的單位在獲得了測量任務后，需要根據技術設計的內容：一個完整的技術設計，主要應包含如下內容：項目來源介紹項目的來源、性質。即項目由何單位、部門下達、發(fā)包，屬于何種性質的項目。測區(qū)概況介紹測區(qū)的地理位置、氣候、人文、經濟發(fā)展狀況、交通條件、通訊條件等。這可為今后工程施測工作的開展提供必要的信息。如在施測時作業(yè)時間、交通工具的安排，電力設備使用，通訊設備的使用。技術設計的內容：工程概況介紹工程的目的、作用、要求、GPS網等級（精度）、完成時間、有無特殊要求等在進行技術設計、實際作業(yè)和數(shù)據處理中所必須要了解的信息。技術依據介紹工程所依據的測量規(guī)范、工程規(guī)范、行業(yè)標準及相關的技術要求等?，F(xiàn)有測繪成果介紹測區(qū)內及與測區(qū)相關地區(qū)的現(xiàn)有測繪成果的情況。如已知點、測區(qū)地形圖等。工程概況施測方案介紹測量采用的儀器設備的種類、采取的布網方法等。作業(yè)要求規(guī)定選點埋石要求、外業(yè)觀測時的具體操作規(guī)程、技術要求等，包括儀器參數(shù)的設置（如采樣率、截止高度角等）、對中精度、整平精度、天線高的量測方法及精度要求等。觀測質量控制介紹外業(yè)觀測的質量要求，包括質量控制方法及各項限差要求等。如數(shù)據刪除率、RMS值、RATIO值、同步環(huán)閉合差、異步環(huán)閉合差、相鄰點相對中誤差、點位中誤差等。施測方案數(shù)據處理方案詳細的數(shù)據處理方案，包括基線解算和網平差處理所采用的軟件和處理方法等內容。對于基線解算的數(shù)據處理方案，應包含如下內容：基線解算軟件、參與解算的觀測值、解算時所使用的衛(wèi)星星歷類型等。對于網平差的數(shù)據處理方案，應包含如下內容：網平差處理軟件、網平差類型、網平差時的坐標系、基準及投影、起算數(shù)據的選取等。提交成果要求規(guī)定提交成果的類型及形式。數(shù)據處理方案測繪資料收集整理實施方乙方目標控制點成果水準資料測區(qū)地形圖內容控制點坐標、點之記水準點坐標、點之記測區(qū)地形圖（1:5萬~1:10萬）GPS點之記測繪資料收集整理實施方GPS點之記儀器檢驗、檢定實施方乙方、獨立的權威儀器檢定部門目標儀器檢定證書合格的儀器設備內容GPS接收機的檢定氣象儀器的檢定其它設備的檢驗檢定證書儀器檢驗、檢定實施方檢定證書踏勘、選點、埋石實施方乙方目標設置測量標志內容測區(qū)實地踏勘、了解測區(qū)狀況選點埋設測量標志食宿、交通安排踏勘、選點、埋石實施方各類埋石標準各類埋石標準測中-作業(yè)隊進駐實施方乙方目標整個作業(yè)隊進駐測區(qū)內容建立營地整個作業(yè)隊進駐測區(qū)測中-作業(yè)隊進駐實施方衛(wèi)星狀態(tài)預報實施方乙方（作業(yè)指揮人員、技術人員）目標確定觀測時段內容全天衛(wèi)星數(shù)量的變化全天衛(wèi)星圖形（DOP值、天球圖）狀態(tài)變化DOP值隨時間的變化圖天球圖（Skyplot）衛(wèi)星狀態(tài)預報實施方DOP值隨時間的變化圖天球圖（Skyplo確定觀測作業(yè)方案實施方乙方（作業(yè)指揮人員、技術人員）目標制定觀測作業(yè)方案內容規(guī)劃整體觀測方案組建作業(yè)組確定每天的外業(yè)觀測計劃向各作業(yè)組下達作業(yè)調度指令確定觀測作業(yè)方案實施方作業(yè)調度表作業(yè)調度表外業(yè)觀測實施方乙方（外業(yè)作業(yè)組）目標采集觀測數(shù)據內容安置觀測儀器設備讀（量）取非GPS觀測數(shù)據（包括天線高、氣象數(shù)據等）保證儀器正常工作按時遷站GPS外業(yè)觀測外業(yè)觀測實施方GPS外業(yè)觀測數(shù)據傳輸、轉儲、備份實施方乙方（內業(yè)數(shù)據處理人員）目標獲取、保存接收機記錄的觀測數(shù)據內容接收外業(yè)作業(yè)組上繳的觀測記錄下載GPS接收機的原始觀測數(shù)據并備份進行必要的格式轉換數(shù)據傳輸、轉儲、備份實施方基線處理與質量控制實施方乙方（內業(yè)數(shù)據處理人員）目標獲取合格的基線向量內容基線處理（解算）基線質量評估基線質量改善數(shù)據處理基線處理與質量控制實施方數(shù)據處理測后-結果分析（網平差與質量控制）實施方乙方（內業(yè)數(shù)據處理人員）目標獲得最終數(shù)據處理結果（坐標、高程）內容GPS基線向量網的平差、坐標系的轉換高程擬合網平差結果質量評估與改善測后-結果分析（網平差與質量控制）實施方整理成果、技術總結實施方乙方（技術負責人、內業(yè)數(shù)據處理人員）目標按要求需要提交的成果、報告內容選點圖、點之記原始記錄、觀測數(shù)據基線處理結果及質量檢核結果網平差處理成果及質量檢核結果其它結果技術總結報告整理成果、技術總結實施方項目驗收實施方甲方、工程監(jiān)理目標對測量成果進行驗收內容對項目進行的各個環(huán)節(jié)及提交的成果、報告進行檢查驗收編寫驗收報告項目驗收實施方8.4GPS接收設備的選型和檢驗一、GPS接收機的選型級別AAABCD、E單雙頻雙頻/全波長雙頻/全波長雙頻雙頻或單頻雙頻或單頻觀測量至少有L1、L2相位L1、L2相位L1、L2相位L1相位L1相位同步接收機數(shù)≥5≥4≥3≥3≥28.4GPS接收設備的選型和檢驗一、GPS接收機的選型級別A級別二三四一級二級單雙頻雙頻或單頻同前同前同前同前觀測量載波相位同前同前同前同前同步接收機數(shù)≥2≥2≥2≥2≥2標稱精度10mm+2ppm·D10+310+310+310+3級別二三四一級二級單雙頻雙頻或單頻同前同前同前同前觀測量載波二、檢驗的主要內容一般檢視通電檢驗試測檢驗隨機數(shù)據后處理軟件的檢測二、檢驗的主要內容1、一般性檢視部件、附件是否齊全、完好緊固部件有否松動與脫落設備的使用手冊及隨機軟件資料是否齊全1、一般性檢視2、通電檢驗主要項目：設備通電后有關信號燈、按鍵、顯示系統(tǒng)和儀表的工作情況自測試系統(tǒng)的工作情況衛(wèi)星的捕獲與跟蹤情況2、通電檢驗3、試測檢驗在不同長度的標準基線上，或專設的GPS測量檢驗場上進行。檢驗內容：接收機野外作業(yè)的性能接收機的內部噪聲水平天線相位中心的穩(wěn)定度對不同測程基線測量能達到的精度圓水準器、氣象測量儀表3、試測檢驗4隨機數(shù)據后處理軟件的檢驗衛(wèi)星預報及觀測計劃擬訂功能的檢驗靜態(tài)定位軟件和網平差軟件功能的檢驗快速靜態(tài)定位和實時定位軟件的檢驗通過上述檢驗，對下列功能作出評價：數(shù)據處理的精度、自動化水平、觀測數(shù)據的篩選、周跳的判別與修復、整周未知數(shù)的解算能力、網平差的功能等。4隨機數(shù)據后處理軟件的檢驗三、GPS接收機的檢驗內容與方法1、接收機內部噪聲水平的檢驗接收機的內部噪聲，主要是由于接收機硬件的不完善（如接收機鐘差、信號通道的時間延遲等）所引起的。零基線檢驗法超短基線檢驗法三、GPS接收機的檢驗內容與方法2、天線相位中心穩(wěn)定性的檢驗相對定位法2、天線相位中心穩(wěn)定性的檢驗3、關于GPS測量系統(tǒng)的野外檢定場檢定場的建立一般應遵循以下主要原則：1、檢定場通常應由超短邊（5~10m），短邊（<10km），長邊（~500km）和超長邊（>500km）構成2、檢定場不同長度的基線，應分別構成閉合圖形，以便進行條件檢驗，提高檢定的可靠性3、檢定場應位于地質結構堅固、穩(wěn)定的地區(qū)，以利于長期保存。3、關于GPS測量系統(tǒng)的野外檢定場4、檢定場的點位選擇，除應滿足GPS測量選點的一般要求外，尤以注意設在交通方便、通信和電力供應條件良好，視野開闊的地區(qū)，以方便使用4、檢定場的點位選擇，除應滿足GPS測量選點的一般要求外，尤8.5GPS測量的作業(yè)模式GPS測量的作業(yè)模式，亦即利用GPS定位技術，確定觀測站之間相對位置所采用的作業(yè)方式。靜態(tài)相對定位、快速靜態(tài)相對定位、準動態(tài)相對定位和動態(tài)相對定位8.5GPS測量的作業(yè)模式GPS測量的作業(yè)模式，亦即利用GP1、經典靜態(tài)相對定位作業(yè)方法：采用兩套（以上）的接收設備，分別安置在一條（數(shù)條）基線的端點、根據基線長度和要求的精度，同步觀測4顆以上衛(wèi)星數(shù)時段，每一時段長1~3小時。1、經典靜態(tài)相對定位定位精度：基線測量的精度：5mm+1ppm*D特點：獨立基線邊應構成某種閉合圖形。適用范圍：建立地殼運動或工程變形監(jiān)測網建立全球性或國家級大地控制網建立長距離檢?；€進行島嶼與大陸聯(lián)測建立精密工程測量控制網定位精度：2、快速靜態(tài)相對定位模式作業(yè)方法：基準站+流動站定位精度：5~10mm+1ppm*D特點：接收機移動時不必保持對衛(wèi)星的連續(xù)跟蹤、直接觀測邊不構成閉合圖形，可靠性差適用范圍：小范圍的控制測量及其加密、工程測量、邊界測量、地籍測量及碎步測量等。2、快速靜態(tài)相對定位模式3、準動態(tài)相對定位模式作業(yè)方法：基準站+流動站定位精度：10~20mm+1ppm*D特點：效率高范圍：開闊地區(qū)的加密測量工程定位及碎步測量剖面測量和路線測量地籍測量3、準動態(tài)相對定位模式4、動態(tài)相對定位作業(yè)方法：基準站+運動流動站精度：1~2cm+1ppm*D特點：速度快、精度高，可實現(xiàn)載體的連續(xù)實時定位范圍：精密測定載體的運動軌跡道路中心測量航道測量開闊地區(qū)的剖面測量的水文測量4、動態(tài)相對定位5、實時動態(tài)測量系統(tǒng)及其應用（1）GPS實時動態(tài)定位方法概述RTK測量系統(tǒng)，是GPS測量技術與數(shù)據傳輸技術相結合而構成組合系統(tǒng)。與傳統(tǒng)測量技術相比的優(yōu)越性5、實時動態(tài)測量系統(tǒng)及其應用GPS測量的設計與實施課件（2）RTK測量系統(tǒng)的設備配置GPS接收設備數(shù)據傳輸系統(tǒng)軟件系統(tǒng)（2）RTK測量系統(tǒng)的設備配置接收設備1、至少兩臺接收機：基準站、流動站2、基準站的架設：點位已知、開闊、可收到所有可見衛(wèi)星接收設備數(shù)據傳輸系統(tǒng)基準站發(fā)射臺與用戶站接收臺數(shù)據傳輸系統(tǒng)3、支持實時動態(tài)測量的軟件系統(tǒng)主要問題：整周未知數(shù)的精密確定、流動觀測中對衛(wèi)星的連續(xù)跟蹤、失鎖后的重新初始化3、支持實時動態(tài)測量的軟件系統(tǒng)基本功能：快速解算，或動態(tài)快速解算整周未知數(shù)；根據相對定位原理，實時解算WGS-84坐標系坐標；根據已知參數(shù)進行坐標轉換；結算結果的分析與評價；作業(yè)模式的選擇與轉換；測量結果的顯示與繪圖基本功能：4、作業(yè)模式及應用快速靜態(tài)測量：準動態(tài)測量：動態(tài)測量：4、作業(yè)模式及應用8.6技術總結一、技術總結的作用在完成了GPS網的布設后，應該認真完成技術總結。每項GPS工程的技術總結不僅是工程一系列必要文檔的主要組成部分，而且它還能夠使各方面對工程的各個細節(jié)有完整而充分的了解，從而便于今后對成果的充分而全面地加以利用。另一方面，通過對整個工程的總結，測量作業(yè)單位還能夠總結經驗，發(fā)現(xiàn)不足，為今后進行新的工程提供參考。8.6技術總結一、技術總結的作用二、技術總結的內容項目來源介紹項目的來源、性質。測區(qū)概況介紹測區(qū)的地理位置、氣候、人文、經濟發(fā)展狀況、交通條件、通訊條件等。工程概況介紹工程目的、作用、要求、等級（精度）、完成時間等。技術依據介紹作業(yè)所依據的測量規(guī)范、工程規(guī)范、行業(yè)標準等。二、技術總結的內容作業(yè)情況介紹外業(yè)觀測時實際遵循的操作規(guī)程、技術要求（包括儀器參數(shù)的設置（如采樣率、截止高度角等）、對中精度、整平精度、天線高的量測方法及精度要求等。）、作業(yè)觀測情況、工作量、觀測成果等。數(shù)據處理情況介紹數(shù)據處理方法、過程、結果及精度統(tǒng)計與分析情況。結論對整個工程的質量及成果作出結論。作業(yè)情況思考題1實際應用中，GPS的精度是如何確定的？2GPS測量有哪些網形設計？3同步圖形擴展網形有哪些分類？4什么是GPS網的設計基準？這些基準通常是如何確定的？5GPS測量設計通常有哪些設計指標？6GPS測量設計的準則是什么？思考題1實際應用中，GPS的精度是如何確定的？7名詞解釋：獨立基線、必要的獨立基線、同步觀測環(huán)、觀測時段、獨立觀測環(huán)。8GPS接收機內部噪聲有哪些檢驗方法？9GPS測量有哪些作業(yè)模式？7名詞解釋：獨立基線、必要的獨立基線、同步觀測環(huán)、觀測時段、第八章GPS測量的設計與實施第八章GPS測量的設計與實施8.1概述一、GPS測量工作：外業(yè)：選點、建立測站坐標、野外觀測、成果檢核內業(yè)：GPS測量的技術設計、測后數(shù)據處理、技術總結。工作程序：網的優(yōu)化設計、選點與建立標志、外業(yè)觀測、成果檢核與處理。8.1概述一、GPS測量工作：GPS靜態(tài)定位在測量中主要用于測定各種用途的控制點。其中，較為常見的方面是利用GPS建立各種類型和等級的控制網，在這些方面，GPS技術已基本上取代了常規(guī)的測量方法，成為了主要手段。較之于常規(guī)方法，GPS在布設控制網方面具有以下一些特點：GPS靜態(tài)定位在測量中主要用于測定各種用途的控制點。其中，較1、測量精度高GPS觀測的精度要明顯高于一般的常規(guī)測量手段，GPS基線向量的相對精度一般在10-5~10-9之間，這是普通測量方法很難達到的。2、選點靈活、不需要造標、費用低

GPS測量，不要求測站間相互通視，不需要建造覘標，作業(yè)成本低，大大降低了布網費用。1、測量精度高3、全天侯作業(yè)在任何時間、任何氣候條件下，均可以進行GPS觀測，大大方便了測量作業(yè)，有利于按時、高效地完成控制網的布設。4、觀測時間短采用GPS布設一般等級的控制網時，在每個測站上的觀測時間一般在1~2個小時左右，采用快速靜態(tài)定位的方法，觀測時間更短。5、觀測、處理自動化采用GPS布設控制網，觀測工程和數(shù)據處理過程均是高度自動化的。3、全天侯作業(yè)二、技術設計的依據1）測量任務書或測量合同書2）GPS測量規(guī)范及規(guī)程1、2001年國家技術監(jiān)督局發(fā)布的國家標準《全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范》GB/T18314-2001。2、1992年國家測繪局發(fā)布的測繪行業(yè)標準《全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范》CH2001-92。3、1995年國家測繪局發(fā)布的測繪行業(yè)標準《全球定位系統(tǒng)（GPS）測量型接收機檢定規(guī)程》CH8016-1995。4、1997年建設部發(fā)布的行業(yè)標準《全球定位系統(tǒng)城市測量技術規(guī)程》CJJ73-97。5、各部委根據本部門GPS測量的實際情況所制定的其他GPS測量規(guī)程及細則。二、技術設計的依據8.2GPS網的優(yōu)化設計GPS網的優(yōu)化設計，是實施GPS測量工作的第一步，是一項基礎性的工作，也是在網的精確性、可靠性和經濟性方面，實現(xiàn)用戶要求的重要環(huán)節(jié)。這項內容的主要內容包括：精度指標的合理確定、網的圖形設計和網的基準設計。8.2GPS網的優(yōu)化設計GPS網的優(yōu)化設計，是實施G一、精度標準的確定對GPS網的精度，主要取決于網的用途。精度指標，通常以網中相鄰點之間的距離誤差來表示。一、精度標準的確定相鄰點間距離Km比例誤差固定誤差mm標準差mm我國規(guī)范衡量GPS網精度的指標GPS網的精度衡量指標–相鄰點基線長度精度相鄰點間距離比例誤差固定誤差標準差我國規(guī)范衡量GPS網精度的級別主要用途固定誤差a(mm)比例誤差b(ppm·D)AA全球性地球動力學研究、地殼形變測量、精密定軌≤3≤0.01A區(qū)域性的地球動力學研究、地殼形變測量≤5≤0.1B局部形變監(jiān)測、精密工程測量≤8≤1C大、中城市及工程測量基本控制網≤10≤5DE中、小城市及測圖、物探、建筑施工等控制測量≤10≤10-20級別主要用途固定誤差a(mm)比例誤差b(ppm·D)AA全等級平均距離(km)a(mm)b(ppm·D)最弱邊相對中誤差二9≤10≤21/12萬三5≤10≤51/8萬四2≤10≤101/4.5萬一級1≤10≤101/2萬二級<1≤15≤201/1萬注:當邊長小于200m時，以邊長中誤差小于20mm來衡量．等級平均距離(km)a(mm)b(ppm·D)最弱邊二9≤1GPS點的密度標準項目AAABCDE相鄰點最小距離30010015521相鄰點最大距離20001000250401510相鄰點平均距離10003007015-1010-55-2GPS點的密度標準項目AAABCDE相鄰點最小距離30二、網的圖形設計（1）幾個基本概念觀測時段（Session）測站上開始接收衛(wèi)星信號到停止接收，連續(xù)觀測的時間間隔稱為觀測時段，簡稱時段。同步觀測（SimultaneousObservation）多臺接收機同時對同一組衛(wèi)星進行觀測?；€向量（Baseline）對同步觀測所采集的數(shù)據進行處理，所獲得的同步觀測測站間的坐標差。二、網的圖形設計截止高度角（Cut-offElevation）接收機觀測衛(wèi)星的高度角限值，低于此限值的衛(wèi)星不被觀測。采樣間隔（Interval）接收機連續(xù)兩個觀測歷元間的時間間隔。獨立基線（IndependentBaseline）由相互函數(shù)獨立的差分觀測值所確定出的基線向量。當某一時段有m臺接收機進行同步觀測時，可得到m-1條獨立基線。截止高度角（Cut-offElevation）

同步觀測環(huán)（SimultaneousObservationLoop）由同一時段觀測所得到的基線向量構成的閉合環(huán)。獨立觀測環(huán)（IndependentObservationLoop）由相互獨立的基線所構成的閉合環(huán)，也稱為異步環(huán)。

重復基線（復測基線）具有兩個時段以上同步觀測結果的基線向量。同步觀測環(huán)（SimultaneousObserva（2）GPS網常用的布網形式有以下幾種：跟蹤站式會戰(zhàn)式多基準站式（樞紐點式）同步圖形擴展式單基準站式（2）GPS網常用的布網形式有以下幾種：1、跟蹤站式形式若干臺接收機長期固定安放在測站上，進行常年、不間斷的觀測，即一年觀測365天，一天觀測24小時，這種觀測方式很象是跟蹤站，因此，這種布網形式被稱為跟蹤站式（實際上就是跟蹤站）。數(shù)據處理通常采用精密星歷。優(yōu)點精度極高，具有框架基準特性。缺點需建立專門的永久性建筑即跟蹤站，觀測成本很高。適用范圍一般用于建立GPS跟蹤站或永久性的監(jiān)測網。1、跟蹤站式2、會戰(zhàn)式形式一次組織多臺GPS接收機，集中在一段不太長的時間內，共同作業(yè)。觀測分階段進行，在同一階段中，所有的接收機，在若干天的時間里分別各自在同一批點上進行多天、長時段的同步觀測，在完成一批點的測量后，所有接收機又都遷移到另外一批點上采用相同方式，進行另一階段的觀測，直至所有點觀測完畢。優(yōu)點可以較好地消除SA等因素的影響，因而具有特高的尺度精度。適用范圍A、B級網。2、會戰(zhàn)式3、多基準站式形式若干臺接收機在一段時間里長期固定在某幾個點上進行長時間的觀測，這些測站稱為基準站，在基準站進行觀測的同時，另外一些接收機則在這些基準站周圍相互之間進行同步觀測。優(yōu)點各基準站間基線向量精度高，可以作為整個GPS網的骨架。其余同步觀測圖形與各個基準站之間也存在有同步觀測基線，圖形結構強。適用范圍C，D級網。多基準站式的布網形式基準站基準站基準站同步圖形3、多基準站式多基準站式的布網形式基準站基準站基準站同步圖形4、同步圖形擴展式形式多臺接收機在不同測站上進行同步觀測，在完成一個時段的同步觀測后，又遷移到其它的測站上進行同步觀測，每次同步觀測都可以形成一個同步圖形，在測量過程中，不同的同步圖形間一般有若干個公共點相連，整個GPS網由這些同步圖形構成。優(yōu)點擴展速度快，圖形強度較高，且作業(yè)方法簡單。適用范圍C，D級網。同步圖形的擴展4、同步圖形擴展式同步圖形的擴展5、單基準站（星形網）式形式以一臺接收機作為基準站，在某個測站上連續(xù)開機觀測，其余的接收機在此基準站觀測期間，在其周圍流動，每到一點就進行觀測，流動的接收機之間一般不要求同步，這樣，流動的接收機每觀測一個時段，就與基準站間測得一條同步觀測基線，所有這樣測得的同步基線就形成了一個以基準站為中心得星形。優(yōu)點效率高。缺點圖形強度弱，可靠性低。適用范圍D，E級網。單基準站式的布網5、單基準站（星形網）式單基準站式的布網（3）采用同步圖形擴展的布網形式布設GPS基線向量網時的觀測作業(yè)方式

同步圖形擴展式的作業(yè)方式具有作業(yè)效率高，圖形強度好的特點，它是目前在GPS測量中普遍采用的一種布網形式。（3）采用同步圖形擴展的布網形式布設GPS基線向量網時的觀測采用同步圖形擴展式布設GPS基線向量網時的觀測作業(yè)方式主要以下幾種式：點連式邊連式網連式混連式采用同步圖形擴展式布設GPS基線向量網時的觀測作業(yè)方式主要以1點連式形式相鄰的同步圖形間只通過一個公共點相連。這樣，當有m臺儀器共同作業(yè)時，每觀測一個時段，就可以測得m-1個新點，當這些儀器觀測觀測了s個時段后，就可以測得1+s(m-1)個點。優(yōu)點作業(yè)效率高，圖形擴展迅速。缺點圖形強度低，如果連接點發(fā)生問題，將影響到后面的同步圖形。點連式1點連式點連式2邊連式形式相鄰的同步圖形間有一條邊（即兩個公共點）相連。這樣，當有m臺儀器共同同作業(yè)時，每觀測一個時段，就可以測得m-2個新點，當這些儀器觀測觀測了s個時段后，就可以2+s（m-2）測得個點。優(yōu)點作業(yè)效率較高，圖形強度較強。邊連式2邊連式邊連式3網連式形式相鄰的同步圖形間有3個（含3個）以上的公共點相連。這樣，當有m臺儀器共同作業(yè)時，每觀測一個時段，就可以測得個m-k新點，當這些儀器觀測了s個時段后，就可以測得k+s（m-k）個點。優(yōu)點圖形強度最強。缺點作業(yè)效率低。3網連式4、混連式觀測作業(yè)方式

在實際的GPS作業(yè)中，一般并不是單獨采用上面所介紹的某一種觀測作業(yè)模式，而是根據具體情況，有選擇地靈活采用這幾種方式作業(yè)，這樣一種種觀測作業(yè)方式就是所謂的混連式。特點混連式觀測作業(yè)方式是我們實際作業(yè)中最常用的作業(yè)方式，它實際上是點連式、邊連式和網連式的一個結合體。4、混連式

定義測定網中所有點的坐標所需要的獨立基線的最少數(shù)量。計算公式對于一個只以已知點作為起算數(shù)據的網，其必要獨立基線數(shù)可采用下式計算必要獨立基線數(shù)網的總點數(shù)已知點的數(shù)量（4）GPS必要的獨立基線的定義和計算方法

定義必要獨立基線數(shù)網的總點數(shù)已知點的數(shù)量（4）GPS必要的算例問某網由100個點構成，計劃用4臺接收機進行觀測，如果要求平均重復設站次數(shù)不得低于2.0，問至少需要觀測多少個時段，可測得多少獨立基線，必要獨立基線是多少？答：算例問（5）獨立基線向量的選擇在GPS測量中，參加同步觀測的儀器數(shù)為k，則每一觀測時段可得基線向量數(shù)為：K（k-1）/2其中，獨立基線為k-1，其余為非獨立基線。獨立基線選擇的基本原則：非同步環(huán)（5）獨立基線向量的選擇在GPS測量中，參加同步觀測的儀器數(shù)（6）網的設計基準

網的基準包括網的位置基準、方向基準、尺度基準。方向基準：由給定的起算方位角確定。尺度基準：電磁波測距邊決定。位置基準：由給定的起算點坐標確定。（6）網的設計基準

網的基準包括網的位置基準、方向基準、尺度基準設計需注意的問題：1、適當聯(lián)測附近的國家控制點以提高精度（適當數(shù)量和均勻分布）2、引入已知邊長和已知方位3、聯(lián)測高程點4、注意坐標系統(tǒng)的一致基準設計需注意的問題：（7）布設GPS基線向量網時的設計指標

在布設GPS網時，我們除了遵循一定的設計原則外，還需要一些定量的指標來指導我們的工作。在我們進行GPS網的設計時經常需要采用效率指標、可靠性指標和精度指標。（7）布設GPS基線向量網時的設計指標

在布設GPS網時，我一、效率指標在進行GPS網的設計時，我們經常采用效率指標來衡量某種網設計方案的效率，以及在采用某種布網方案作業(yè)時所需要的作業(yè)時間、消耗等。在布設一個GPS網時，在點數(shù)、接收機數(shù)和平均重復設站次數(shù)確定后，則完成該網測設所需的理論最少觀測期數(shù)就可以確定。一、效率指標但是，當按照某個具體的布網方式和觀測作業(yè)方式進行作業(yè)時，要按要求完成整網的測設，所需的觀測期數(shù)與理論上的最少觀測期數(shù)會有所差異，理論最少觀測期數(shù)與設計的觀測期數(shù)的比值，稱之為效率指標（e），即為理論最少觀測期數(shù)；為設計觀測期數(shù)。但是，當按照某個具體的布網方式和觀測作業(yè)方式進行作業(yè)時，要按二、可靠性指標GPS網可靠性，可以分為內可靠性和外可靠性。所謂GPS網的內可靠性就是指所布設的GPS網發(fā)現(xiàn)粗差的能力，即可發(fā)現(xiàn)的最小粗差的大小；所謂GPS網的外可靠性就是指GPS網抵御粗差的能力，即未剔除的粗差對GPS網所造成的不良影響的大小。二、可靠性指標在實際的GPS網的設計中采用了一個計算較為簡單的反映GPS網可靠性的數(shù)量指標，這個可靠性指標就是整網的多余獨立基線數(shù)與總的獨立基線數(shù)的比值，稱為整網的平均可靠性指標（），即：為多余的獨立基線數(shù)為總的獨立基線數(shù)在實際的GPS網的設計中采用了一個計算較為簡單的反映GPS網三、精度指標當GPS網布網方式和觀測作業(yè)方式確定后，GPS網的網形就確定了，根據已確定的GPS網的網形，可以得到GPS網的設計矩陣，從而可以得到GPS網的協(xié)因數(shù)陣，在GPS網的設計階段可以采用作為衡量GPS網精度的指標。三、精度指標（8）GPS網的設計準則

一、出發(fā)點

GPS網設計的出發(fā)點是在保證質量的前提下，盡可能地提高效率，努力降低成本。因此，在進行GPS的設計和測設時，既不能脫離實際的應用需求，盲目地最求不必要的高精度和高可靠性；也不能為追求高效率和低成本，而放棄對質量的要求。（8）GPS網的設計準則

一、出發(fā)點二、GPS網布網作業(yè)準則

1選點為保證對衛(wèi)星的連續(xù)跟蹤觀測和衛(wèi)星信號的質量，要求測站上空應盡可能的開闊，在10~15高度角以上不能有成片的障礙物。為減少各種電磁波對GPS衛(wèi)星信號的干擾，在測站周圍約200m的范圍內不能有強電磁波干擾源，如大功率無線電發(fā)射設施、高壓輸電線等。二、GPS網布網作業(yè)準則

1選點為避免或減少多路徑效應的發(fā)生，測站應遠離對電磁波信號反射強烈的地形、地物，如高層建筑、成片水域等。為便于觀測作業(yè)和今后的應用，測站應選在交通便利，上點方便的地方。測站應選擇在易于保存的地方。為避免或減少多路徑效應的發(fā)生，測站應遠離對電磁波信號反射強烈2提高GPS網可靠性的方法

增加觀測期數(shù)（增加獨立基線數(shù)）。在布設GPS網時，適當增加觀測期數(shù)（時段數(shù)）對于提高GPS網的可靠性非常有效。因為，隨著觀測期數(shù)的增加，所測得的獨立基線數(shù)就會增加，而獨立基線數(shù)的增加，對網的可靠性的提高是非常有宜的。2提高GPS網可靠性的方法

增加觀測期數(shù)（增加獨立基線數(shù)）。保證一定的重復設站次數(shù)保證一定的重復設站次數(shù)，可確保GPS網的可靠性。一方面，通過在同一測站上的多次觀測，可有效地發(fā)現(xiàn)設站、對中、整平、量測天線高等人為錯誤；另一方面，重復設站次數(shù)的增加，也意味著觀測期數(shù)的增加。不過，需要注意的是，當同一臺接收機在同一測站上連續(xù)進行多個時段的觀測時，各個時段間必須重新安置儀器，以更好地消除各種人為操作誤差和錯誤。

保證一定的重復設站次數(shù)保證每個測站至少與三條以上的獨立基線相連，這樣可以使得測站具有較高的可靠性。在布設GPS網時，各個點的可靠性與點位無直接關系，而與該點上所連接的基線數(shù)有關，點上所連接的基線數(shù)越多，點的可靠性則越高。保證每個測站至少與三條以上的獨立基線相連，這樣可以使得測站具在布網時要使網中所有最小異步環(huán)的邊數(shù)不大于6條。在布設GPS網時，檢查GPS觀測值（基線向量）質量的最佳方法是異步環(huán)閉合差，而隨著組成異步環(huán)的基線向量數(shù)的增加，其檢驗質量的能力將逐漸下降。在布網時要使網中所有最小異步環(huán)的邊數(shù)不大于6條。3提高GPS網精度的方法為保證GPS網中各相鄰點具有較高的相對精度，對網中距離較近的點一定要進行同步觀測，以獲得它們間的直接觀測基線。為提高整個GPS網的精度，可以在全面網之上布設框架網，以框架網作為整個GPS網的骨架。3提高GPS網精度的方法為保證GPS網中各相鄰點具有較高的相在布網時要使網中所有最小異步環(huán)的邊數(shù)不大于6條。在布設GPS網時，引入高精度激光測距邊，作為觀測值與GPS觀測值（基線向量）一同進行聯(lián)合平差，或將它們作為起算邊長。在布網時要使網中所有最小異步環(huán)的邊數(shù)不大于6條。若要采用高程擬合的方法，測定網中各點的正常高/正高，則需在布網時，選定一定數(shù)量的水準點，水準點的數(shù)量應盡可能的多，且應在網中均勻分布，還要保證有部分點分布在網中的四周，將整個網包含在其中。為提高GPS網的尺度精度，可采用如下方法：增設長時間、多時段的基線向量。若要采用高程擬合的方法，測定網中各點的正常高/正高，則需在布3布設GPS網時起算點的選取與分布

若要求所布設的GPS網的成果與舊成果吻合最好，則起算點數(shù)量越多越好，若不要求所布設的GPS網的成果完全與舊成果吻合，則一般可選3~5個起算點，這樣既可以保證新老坐標成果的一致性，也可以保持GPS網的原有精度。3布設GPS網時起算點的選取與分布

若要求所布設的GPS網的為保證整網的點位精度均勻，起算點一般應均勻地分布在GPS網的周圍。要避免所有的起算點分布在網中一側的情況。一定要保證所采用的起算點的成果不能有質量問題。為保證整網的點位精度均勻，起算點一般應均勻地分布在GPS網的4布設GPS網時起算邊長的選取與分布

在布設GPS網時，可以采用高精度激光測距邊作為起算邊長，激光測距邊的數(shù)量可在3~5條左右，它們可設置在GPS網中的任意位置。但激光測距邊兩端點的高差不應過分懸殊。4布設GPS網時起算邊長的選取與分布

在布設GPS網時，可以5布設GPS網時起算方位的選取與分布

在布設GPS網時，可以引入起算方位，但起算方位不宜太多，起算方位可布設在GPS網中的任意位置。5布設GPS網時起算方位的選取與分布

在布設GPS網時，可以8.3建立GPS控制網的工作流程8.3建立GPS控制網的工作流程建立GPS網的三個階段①測前項目立項方案設計施工設計測繪資料收集整理儀器檢驗、檢定踏勘、選點、埋石建立GPS網的三個階段①測前建立GPS網的三個階段②測中作業(yè)隊進駐衛(wèi)星狀態(tài)預報觀測計劃制定作業(yè)調度及外業(yè)觀測數(shù)據傳輸、轉儲、備份基線解算及質量控制建立GPS網的三個階段②測中建立GPS網的三個階段③測后網平差（數(shù)據處理、分析）及質量控制整理成果、技術總結項目驗收建立GPS網的三個階段③測后測前-項目立項一項GPS測量工程項目，往往是由工程發(fā)包方、上級主管部門或其他單位或部門提出，由GPS測量隊伍具體實施。對于一項GPS測量工程項目，一般有如下一些要求：測區(qū)位置及其范圍測區(qū)的地理位置、范圍，控制網的控制面積。用途和精度等級控制網將用于何種目的，其精度要求是多少，要求達到何種等級。點位分布及點的數(shù)量控制網的點位分布、點的數(shù)量及密度要求，是否有對點位分布有特殊要求的區(qū)域。測前-項目立項一項GPS測量工程項目，往往是由工程發(fā)包方、上提交成果的內容用戶需要提交哪些成果，所提交的坐標成果分別屬于哪些坐標系，所提交的高程成果分別屬于哪些高程系統(tǒng)，除了提交最終的結果外，是否還需要提交原始數(shù)據或中間數(shù)據等。時限要求對提交成果的時限要求，即何時是提交成果的最后期限。投資經費。對工程的經費投入數(shù)量。提交成果的內容施工技術設計負責GPS測量的單位在獲得了測量任務后，需要根據項目要求和相關技術規(guī)范進行測量工程的技術設計。在布設GPS網時，技術設計是非常重要的。這是因為技術設計提供了布設GPS網的技術準則，在布設GPS網時所遇到的所有技術問題，都需要從技術設計中尋找答案。因此，在進行每一項GPS工程時，都必須首先進行技術設計。施工技術設計負責GPS測量的單位在獲得了測量任務后，需要根據技術設計的內容：一個完整的技術設計，主要應包含如下內容：項目來源介紹項目的來源、性質。即項目由何單位、部門下達、發(fā)包，屬于何種性質的項目。測區(qū)概況介紹測區(qū)的地理位置、氣候、人文、經濟發(fā)展狀況、交通條件、通訊條件等。這可為今后工程施測工作的開展提供必要的信息。如在施測時作業(yè)時間、交通工具的安排，電力設備使用，通訊設備的使用。技術設計的內容：工程概況介紹工程的目的、作用、要求、GPS網等級（精度）、完成時間、有無特殊要求等在進行技術設計、實際作業(yè)和數(shù)據處理中所必須要了解的信息。技術依據介紹工程所依據的測量規(guī)范、工程規(guī)范、行業(yè)標準及相關的技術要求等?，F(xiàn)有測繪成果介紹測區(qū)內及與測區(qū)相關地區(qū)的現(xiàn)有測繪成果的情況。如已知點、測區(qū)地形圖等。工程概況施測方案介紹測量采用的儀器設備的種類、采取的布網方法等。作業(yè)要求規(guī)定選點埋石要求、外業(yè)觀測時的具體操作規(guī)程、技術要求等，包括儀器參數(shù)的設置（如采樣率、截止高度角等）、對中精度、整平精度、天線高的量測方法及精度要求等。觀測質量控制介紹外業(yè)觀測的質量要求，包括質量控制方法及各項限差要求等。如數(shù)據刪除率、RMS值、RATIO值、同步環(huán)閉合差、異步環(huán)閉合差、相鄰點相對中誤差、點位中誤差等。施測方案數(shù)據處理方案詳細的數(shù)據處理方案，包括基線解算和網平差處理所采用的軟件和處理方法等內容。對于基線解算的數(shù)據處理方案，應包含如下內容：基線解算軟件、參與解算的觀測值、解算時所使用的衛(wèi)星星歷類型等。對于網平差的數(shù)據處理方案，應包含如下內容：網平差處理軟件、網平差類型、網平差時的坐標系、基準及投影、起算數(shù)據的選取等。提交成果要求規(guī)定提交成果的類型及形式。數(shù)據處理方案測繪資料收集整理實施方乙方目標控制點成果水準資料測區(qū)地形圖內容控制點坐標、點之記水準點坐標、點之記測區(qū)地形圖（1:5萬~1:10萬）GPS點之記測繪資料收集整理實施方GPS點之記儀器檢驗、檢定實施方乙方、獨立的權威儀器檢定部門目標儀器檢定證書合格的儀器設備內容GPS接收機的檢定氣象儀器的檢定其它設備的檢驗檢定證書儀器檢驗、檢定實施方檢定證書踏勘、選點、埋石實施方乙方目標設置測量標志內容測區(qū)實地踏勘、了解測區(qū)狀況選點埋設測量標志食宿、交通安排踏勘、選點、埋石實施方各類埋石標準各類埋石標準測中-作業(yè)隊進駐實施方乙方目標整個作業(yè)隊進駐測區(qū)內容建立營地整個作業(yè)隊進駐測區(qū)測中-作業(yè)隊進駐實施方衛(wèi)星狀態(tài)預報實施方乙方（作業(yè)指揮人員、技術人員）目標確定觀測時段內容全天衛(wèi)星數(shù)量的變化全天衛(wèi)星圖形（DOP值、天球圖）狀態(tài)變化DOP值隨時間的變化圖天球圖（Skyplot）衛(wèi)星狀態(tài)預報實施方DOP值隨時間的變化圖天球圖（Skyplo確定觀測作業(yè)方案實施方乙方（作業(yè)指揮人員、技術人員）目標制定觀測作業(yè)方案內容規(guī)劃整體觀測方案組建作業(yè)組確定每天的外業(yè)觀測計劃向各作業(yè)組下達作業(yè)調度指令確定觀測作業(yè)方案實施方作業(yè)調度表作業(yè)調度表外業(yè)觀測實施方乙方（外業(yè)作業(yè)組）目標采集觀測數(shù)據內容安置觀測儀器設備讀（量）取非GPS觀測數(shù)據（包括天線高、氣象數(shù)據等）保證儀器正常工作按時遷站GPS外業(yè)觀測外業(yè)觀測實施方GPS外業(yè)觀測數(shù)據傳輸、轉儲、備份實施方乙方（內業(yè)數(shù)據處理人員）目標獲取、保存接收機記錄的觀測數(shù)據內容接收外業(yè)作業(yè)組上繳的觀測記錄下載GPS接收機的原始觀測數(shù)據并備份進行必要的格式轉換數(shù)據傳輸、轉儲、備份實施方基線處理與質量控制實施方乙方（內業(yè)數(shù)據處理人員）目標獲取合格的基線向量內容基線處理（解算）基線質量評估基線質量改善數(shù)據處理基線處理與質量控制實施方數(shù)據處理測后-結果分析（網平差與質量控制）實施方乙方（內業(yè)數(shù)據處理人員）目標獲得最終數(shù)據處理結果（坐標、高程）內容GPS基線向量網的平差、坐標系的轉換高程擬合網平差結果質量評估與改善測后-結果分析（網平差與質量控制）實施方整理成果、技術總結實施方乙方（技術負責人、內業(yè)數(shù)據處理人員）目標按要求需要提交的成果、報告內容選點圖、點之記原始記錄、觀測數(shù)據基線處理結果及質量檢核結果網平差處理成果及質量檢核結果其它結果技術總結報告整理成果、技術總結實施方項目驗收實施方甲方、工程監(jiān)理目標對測量成果進行驗收內容對項目進行的各個環(huán)節(jié)及提交的成果、報告進行檢查驗收編寫驗收報告項目驗收實施方8.4GPS接收設備的選型和檢驗一、GPS接收機的選型級別AAABCD、E單雙頻雙頻/全波長雙頻/全波長雙頻雙頻或單頻雙頻或單頻觀測量至少有L1、L2相位L1、L2相位L1、L2相位L1相位L1相位同步接收機數(shù)≥5≥4≥3≥3≥28.4GPS接收設備的選型和檢驗一、GPS接收機的選型級別A級別二三四一級二級單雙頻雙頻或單頻同前同前同前同前觀測量載波相位同前同前同前同前同步接收機數(shù)≥2≥2≥2≥2≥2標稱精度10mm+2ppm·D10+310+310+310+3級別二三四一級二級單雙頻雙頻或單頻同前同前同前同前觀測量載波二、檢驗的主要內容一般檢視通電檢驗試測檢驗隨機數(shù)據后處理軟件的檢測二