E級GPS控制網(wǎng)有關(guān)技術(shù)要求

1、一、控制網(wǎng)執(zhí)行的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)1、全球定位系統(tǒng)(GP0測量規(guī)范(GB/T 18314 2001),中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)；2、國家三、四等水準(zhǔn)測量規(guī)范(GB12898-1991 ),中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)；3、技術(shù)設(shè)計(jì)書。二、使用儀器測量采用的GPS接收機(jī)型號及其標(biāo)稱精度。三、布網(wǎng)方案1、布網(wǎng)要求GPS網(wǎng)相鄰點(diǎn)間基線中誤差按下式計(jì)算：式中(mm)為固定誤差；(ppm)為比例誤差系數(shù)；(km)為相鄰點(diǎn)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(diǎn)最小距離應(yīng)為平均距離的1/21/3 ；最大距離應(yīng)為平均距離的23倍。表1 GPS網(wǎng)的主要技術(shù)要求級別平均距離(km)(mm)(1 x 10

2、-6)最弱邊相對中誤差E級5<10<201/45000注：當(dāng)邊長小于200m時(shí)，邊長中誤差應(yīng)小于 20mm2、布網(wǎng)原則與網(wǎng)形設(shè)計(jì)(1) GPSR應(yīng)根據(jù)測區(qū)實(shí)際需要和交通狀況進(jìn)行設(shè)計(jì)。GPSR的點(diǎn)與點(diǎn)問不要求每點(diǎn)通視，但考慮常規(guī)測量方法加密時(shí)的應(yīng)用， 每點(diǎn)應(yīng)有12個(gè)通視方向。(2)在布網(wǎng)設(shè)計(jì)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(diǎn)要求的舊有控制點(diǎn)，應(yīng)充分利用其標(biāo)石。(3) GPSR應(yīng)由若干個(gè)獨(dú)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(gè)閉合環(huán)或附合線路中的邊數(shù)應(yīng)符合表 2的規(guī)定。非同步觀測的GPSS線向量邊，應(yīng)按所設(shè)計(jì)的網(wǎng)圖選定，也

3、可按軟件功能自 動挑選獨(dú)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(diǎn)在54北京坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，應(yīng)與當(dāng)?shù)?54北京坐標(biāo)系中 的原有控制點(diǎn)聯(lián)測，聯(lián)測總點(diǎn)數(shù)不得少于 3個(gè)。(5)為了求得GPSt點(diǎn)正常高，應(yīng)進(jìn)行水準(zhǔn)測量的高程聯(lián)測，高程聯(lián)測采 用等級水準(zhǔn)測量方法進(jìn)行，聯(lián)測的 GPS-E級控制點(diǎn)且應(yīng)均勻分布于網(wǎng)中。 四、選點(diǎn)與標(biāo)石埋設(shè)1、選點(diǎn) 在了解任務(wù)、目的、要求和測區(qū)自然地理?xiàng)l件的基礎(chǔ)上，進(jìn)行現(xiàn)場踏勘，最后進(jìn)行選點(diǎn)。選點(diǎn)應(yīng)符合下列要求：（ 1）點(diǎn)位的選擇應(yīng)符合技術(shù)設(shè)計(jì)要求，并有利于其它測量手段進(jìn)行擴(kuò)展與聯(lián)測；（ 2）點(diǎn)位的基礎(chǔ)應(yīng)堅(jiān)實(shí)

4、穩(wěn)定，易于長期保存，并應(yīng)有利于安全作業(yè)；（ 3）點(diǎn)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(diǎn)位應(yīng)遠(yuǎn)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(yuǎn)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(diǎn)位附近不應(yīng)有對電磁波反射（或吸收）強(qiáng)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(diǎn)及其標(biāo)石，但利用舊點(diǎn)時(shí)應(yīng)檢查舊點(diǎn)的穩(wěn)定性、完好性，符合要求方可利用；（8）選好點(diǎn)后應(yīng)按合理的方法給GPS點(diǎn)編號。此外， 有時(shí)還需考慮測區(qū)

5、內(nèi)的通訊設(shè)施、 電力供應(yīng)等情況， 以便于各點(diǎn)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(shí)際情況，GPS控制點(diǎn)宣布設(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(biāo)石埋設(shè)（1） E級GPSK的標(biāo)石及標(biāo)志規(guī)格參見附錄 D,標(biāo)石的中心標(biāo)志用銅材料制 作，標(biāo)志中心應(yīng)刻有清晰、精細(xì)的十字絲；（2）地面E級GPS點(diǎn)標(biāo)石可用混凝土預(yù)先制作，然后運(yùn)往各點(diǎn)埋設(shè)，埋設(shè) 時(shí)坑底填以沙石，搗固夯實(shí)或澆灌混凝土底層，樓頂E級GPSK標(biāo)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顆鋼釘，再套模澆灌；（3）埋石結(jié)束后應(yīng)填

6、寫GPS點(diǎn)之記；（4）待標(biāo)石埋設(shè)穩(wěn)定，沒有下沉，或現(xiàn)場澆灌的標(biāo)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GPSW量精度，采用載波相位靜態(tài)相對定位作業(yè)模式，E級GPSM量作業(yè)的基本技術(shù)要求應(yīng)符合表 3的規(guī)定。表3 E級GPSW量作業(yè)的基本技術(shù)要求級 別衛(wèi)星截止高 度角(° )后效觀 測衛(wèi)星 數(shù)平土加 復(fù)設(shè)站 數(shù)時(shí)段長度(min)數(shù)據(jù)采樣間隔(s)PDOP值E級>15>4>>4015<10注：1、觀測時(shí)段長度應(yīng)視點(diǎn)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、GPSffi星預(yù)報(bào)和觀測調(diào)度計(jì)劃

7、(1)保證GPS乍業(yè)觀測工作順利進(jìn)行，保障觀測成果達(dá)到預(yù)定的精度，提 高作業(yè)工效，在進(jìn)行GP9卜業(yè)觀測之前，應(yīng)事先編制GPS衛(wèi)星可見性預(yù)報(bào)表。預(yù) 報(bào)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(shí)間、 點(diǎn)位圖形幾何強(qiáng)度因子等內(nèi)容。(2)編制預(yù)報(bào)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 GPS8收機(jī)臺數(shù)、網(wǎng)形及衛(wèi)星預(yù)報(bào) 表編制作業(yè)調(diào)度表，其內(nèi)容應(yīng)包括觀測時(shí)間、測站號、測站名稱以及接收機(jī)號等 項(xiàng)內(nèi)容。3、觀測準(zhǔn)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(jī)內(nèi)存是否充足。(3)天線安置應(yīng)符合

8、下列要求： 作業(yè)員到測站后應(yīng)先安置好接收機(jī)使其處于靜置狀態(tài)， 然后再安置天線； 大線可用腳架直接安置在測量標(biāo)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(zhǔn)所泡應(yīng)居中； 天線定向標(biāo)志應(yīng)指向正北，定向誤差不宜超過土 5 o4、觀測作業(yè)要求(1)觀測組應(yīng)嚴(yán)格按調(diào)度表規(guī)定的時(shí)間進(jìn)行作業(yè)，以保證同步觀測同一衛(wèi) 星組。當(dāng)情況有變化需修改調(diào)度計(jì)劃時(shí)，應(yīng)經(jīng)作業(yè)隊(duì)負(fù)責(zé)人同意，觀測組不得擅 自更改計(jì)劃。(2)接收機(jī)電源電纜和天線應(yīng)連接無誤，接收機(jī)預(yù)置狀態(tài)應(yīng)正確，然后方 可啟動接收機(jī)進(jìn)行觀測。（ 3）各觀測時(shí)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

9、手簿。若互差超限，應(yīng)查明原因，提出處理意見記入手簿備注欄中。天線高是指觀測時(shí)天線平均相位中心至測站中心標(biāo)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(biāo)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(gè)空檔（互成120°）測量天線底盤下表面至測站中心標(biāo)志面的距離，互差應(yīng)小于3mm取平土MS為L,天線底盤半徑為R,再利用廠家提供的 hc ，按天線高求出。（ 4）接收機(jī)開始記錄數(shù)據(jù)后，作業(yè)人員可使用專用功能鍵選擇菜單，查看測站信息、接收衛(wèi)星數(shù)、衛(wèi)星號、各通道信噪比、實(shí)時(shí)定位結(jié)果及存貯介質(zhì)記

10、錄情況等。（ 5）儀器工作正常后，作業(yè)員及時(shí)（每隔 15min）逐項(xiàng)填寫測量手簿中各項(xiàng)內(nèi)容。（ 6）一個(gè)時(shí)段觀測過程中不得進(jìn)行以下操作：關(guān)閉接收機(jī)以重新啟動；進(jìn)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(jī)在觀測過程中不應(yīng)在接收機(jī)近旁使用對講機(jī)和手機(jī)等通訊設(shè)備；雷雨過境時(shí)應(yīng)關(guān)機(jī)停測，并卸下天線以防雷擊。（ 9）觀測中應(yīng)保證接收機(jī)工作正常，數(shù)據(jù)記錄正確，每日觀測結(jié)束后，應(yīng)及時(shí)將數(shù)據(jù)下載到計(jì)算機(jī)硬、軟盤上，確保觀測

11、數(shù)據(jù)不丟失。5、外業(yè)觀測記錄（ 1）錄項(xiàng)目應(yīng)包括下列內(nèi)容： 測站名、測站號； 觀測月、日 / 年積日、天氣狀況、時(shí)段號；觀測時(shí)間應(yīng)包括開始與結(jié)束記錄時(shí)間，宜采用協(xié)調(diào)世界時(shí)UTC填寫至?xí)r、分； 接收機(jī)設(shè)備應(yīng)包括接收機(jī)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； 天線高應(yīng)包括測前、測后量得的高度及其平均值，均取至；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(xiàng)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(shí)段結(jié)束后，應(yīng)及時(shí)將每天外業(yè)觀測記錄

12、結(jié)果錄入計(jì)算 機(jī)硬、軟盤； 接收機(jī)內(nèi)存數(shù)據(jù)文件在下載到存貯介質(zhì)上時(shí)， 不得進(jìn)行任何剔除與刪改， 不得調(diào)用任何對數(shù)據(jù)實(shí)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(yàn)(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(xiàng)指標(biāo)來判別，即固定解的單位權(quán)中誤差(RmS和整周模糊度檢驗(yàn)倍率(Ratio), 其檢驗(yàn)值見表4。根據(jù)表4判別時(shí)，Rm/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)GPSS線固定解可靠性判別表基線長度(km)<5510>10Rms(m)Ratio>>>(2)同步多邊形閉合差檢驗(yàn)對于采用同一種數(shù)學(xué)模型

13、的基線解， 其同步時(shí)段中任一三邊同步環(huán)的坐標(biāo)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(xué)模型的基線解，其同步時(shí)段中任一三邊同步環(huán)的坐標(biāo)分量 閉合差和全長相對閉合差按獨(dú)立環(huán)閉合差要求檢核。同步時(shí)段中的多邊形同步 環(huán)，可不重復(fù)檢核。表5同步環(huán)坐標(biāo)分量及環(huán)線全長相對閉合差的規(guī)定(1 X 10-6)等級限差類型E 級坐標(biāo)分量相對閉合差環(huán)線全長相對閉合差(3)重復(fù)基線邊檢驗(yàn)重復(fù)基線的長度較差不宜超過下式的規(guī)定：式中：為E級GPS空制網(wǎng)規(guī)定的精度(按實(shí)際平均邊長計(jì)算)(4)獨(dú)立環(huán)閉合差檢驗(yàn)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(gè)GPSW中選取的獨(dú)立基線構(gòu)成獨(dú)立環(huán)，各獨(dú)立

14、環(huán)的坐標(biāo)分量閉合差和全長閉合差應(yīng)符合下式的規(guī) 定：式中 : : 為閉合環(huán)邊數(shù)；:為E級GPS空制網(wǎng)規(guī)定的精度（按實(shí)際平均邊長計(jì)算）2、補(bǔ)測與重測（ 1）無論何種原因造成一個(gè)控制點(diǎn)不能與兩條合格的獨(dú)立基線相連接，則 在該點(diǎn)上應(yīng)補(bǔ)測或重測不得少于一條獨(dú)立基線。（ 2）可以舍棄在重復(fù)基線較差、同步環(huán)閉合差、獨(dú)立環(huán)閉合差中超限的基線， 但應(yīng)保證舍棄基線后的獨(dú)立環(huán)所含基線數(shù)不超過表2 的規(guī)定， 否則應(yīng)重測該基線或者有關(guān)的同步圖形。（3）由于點(diǎn)位不符合GPSM量要求而造成一個(gè)測站多次重測仍不能滿足各 項(xiàng)技術(shù)規(guī)定時(shí)，可按技術(shù)設(shè)計(jì)要求另增選新點(diǎn)進(jìn)行重測。3、GPSR平差（ 1）起算數(shù)據(jù)與坐標(biāo)系統(tǒng)首先要了解測區(qū)

15、中央子午線經(jīng)度， 起算數(shù)據(jù)的帶號， 采用的坐標(biāo)系等。 如岳麓山校區(qū)的起算數(shù)據(jù)為 3 度帶的 1954 北京坐標(biāo)，則中央子午線經(jīng)度為 114°，故采用1954北京坐標(biāo)系，取中央子午線經(jīng)度Lo=114。的3。帶高斯投影。即有: 參考橢球?yàn)榭死鞣蛩够鶛E球，長半徑 a=6378245m扁率a =1/;中央子午線經(jīng) 度 Lo=114° 00' 00。高程系統(tǒng)采用 1985 國家高程基準(zhǔn)。（ 2）三維無約束平差當(dāng)GPSS線各項(xiàng)質(zhì)量檢驗(yàn)符合要求時(shí)，應(yīng)以所有獨(dú)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(gè)點(diǎn)的WGS 84 系三維坐標(biāo)作為起算依據(jù)，進(jìn)彳T G

16、P即的三維無約束平差。以提供各GPS空制點(diǎn)在WGS84坐標(biāo) 系下的三維坐標(biāo)， 各基線向量三個(gè)坐標(biāo)差觀測值的改正數(shù)， 基線邊長以及點(diǎn)位和邊長的精度信息，并生成GPSffi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)（ Vx、V八Vz）絕對值應(yīng)滿足下 式要求：Vbx0 3Vb y<3Vb z<3式中：為E級GPS空制網(wǎng)規(guī)定的基線的精度當(dāng)超限時(shí)， 可認(rèn)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(diǎn)作為強(qiáng)制約束的固定值，進(jìn)行二維約束平差。平差結(jié)果就輸

17、出各GPS 空制點(diǎn)在前述的坐 標(biāo)系統(tǒng)中的二維平面坐標(biāo)，基線向量改正數(shù)，基線邊長、方位以及坐標(biāo)、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(biāo)點(diǎn)組合成不同的約束條件，以發(fā)現(xiàn)作為約束的已知坐標(biāo)與GPS）g不兼容（即約束平差2果嚴(yán)重扭曲 GPS6約束平差結(jié)果的精度） 4、水準(zhǔn)聯(lián)測為滿足GPS空制網(wǎng)高程擬合的需要，GPS-E級控制點(diǎn)應(yīng)聯(lián)測一定比例的四等 水準(zhǔn)。聯(lián)測水準(zhǔn)的GPS點(diǎn)均勻分布在測區(qū)，水準(zhǔn)路線連接成水準(zhǔn)網(wǎng)。5、GPS高程擬合計(jì)算要精確計(jì)算各GPS點(diǎn)的正常高，目前主要有GPS/K準(zhǔn)高程、GPS!力高程和GPS角高程等方法。其中GPS/K準(zhǔn)高程是目前GPS乍業(yè)中是常用的方

18、法。 用于GPS高程擬合計(jì)算的方法主要是曲面擬合法（包括平面擬合法、多項(xiàng)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GPS空制網(wǎng)的外業(yè)工作和數(shù)據(jù)處理工作結(jié)束后，應(yīng)及時(shí)編寫技術(shù)總結(jié)報(bào)告， 并上交資料。1、技術(shù)總結(jié)報(bào)告應(yīng)包含以下內(nèi)容：（ 1）工程概況，包括測區(qū)的范圍與位置、自然地理?xiàng)l件、氣候特點(diǎn)以及任務(wù)來源、測區(qū)已有測量情況、項(xiàng)目名稱、施測目的和基本精度要求等；（ 2）施測單位，施測起止時(shí)間，技術(shù)依據(jù)，作業(yè)人員情況，接收機(jī)類型、數(shù)量及檢驗(yàn)情況，觀測方法，重測、補(bǔ)測情況，作業(yè)環(huán)境，重合點(diǎn)情況，工作量 與工日情況；（ 3）野外數(shù)據(jù)檢核情況與分析，起算數(shù)據(jù)與坐標(biāo)系統(tǒng)說明，數(shù)據(jù)后處理內(nèi)容、方法與軟件情況，平差結(jié)果精度分析；（ 4）方案實(shí)施與規(guī)范執(zhí)行情況；（ 5）各種附表與附圖；（ 6）提交成果中尚存問題和需要說明的其它問題。2、GPSW量任務(wù)完成后，應(yīng)提交下列資料:(1) E級GP