公路全球定位系統(tǒng)GPS測量規(guī)范(終審稿)

1、公路全球定位系統(tǒng)GPS測量規(guī)范文稿歸稿存檔編號：KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-1總?則1. 0. 1為規(guī)定利用全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System,縮 寫為GPS )建立公路工程GPS測量控制網(wǎng)的原則、精度和作業(yè)方法，特制定本規(guī)范。1.0.2本規(guī)范是依據(jù)公路勘測規(guī)范(JTJ 061),并參照全球定位系統(tǒng) (GPS)測量規(guī)范(CH 2001-92)的有關(guān)規(guī)定，在收集、分析、研究和總結(jié)經(jīng) 驗的基礎(chǔ)上制定的。1.0.3本規(guī)范適用于新建和改建公路工程項目的各級GPS控制網(wǎng)的布 設(shè)與測 量。1.0.4采用全球定位系統(tǒng)測量技術(shù)建立

2、公路平面控制網(wǎng)時，應(yīng)根據(jù) 公路勘測 規(guī)范(JTJ 061)中規(guī)定的平面控制測量的等級、精度 等確定相應(yīng)的GPS控制 網(wǎng)的等級。1.0.5 GPS測量采用WGS-84大地坐標(biāo)系。當(dāng)公路工程GPS控制網(wǎng)根據(jù) 實際情況 采用1954年北京坐標(biāo)系、1980西安坐標(biāo)系或抵償坐標(biāo)系時，應(yīng)進行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。 各坐標(biāo)系的地球橢球基本參數(shù)、主要兒何和物理常數(shù)見附錄A.高程系統(tǒng)根據(jù)實際情況可采用1956年黃海高程系或1985國家 高程基準(zhǔn).1.0.6 GPS測量時間系統(tǒng)為協(xié)調(diào)世界時(UTC).在作業(yè)過程中，附錄D GPS觀測 手薄中的開、關(guān)機時間可采用北京時間記錄.1. 0.7 GPS接收機及附屬設(shè)備均按有關(guān)規(guī)定定期

3、檢測.1. 0. 8 GPS控制測量應(yīng)按有關(guān)規(guī)定對全過程進行質(zhì)量控制.1. 0. 9在提供GPS控制測量成果資料時,應(yīng)執(zhí)行保密制度中的有關(guān)規(guī)定.2術(shù)?語兩測量標(biāo)志中心的幾何連線。2. 0. 1 基線 Baseline2. 0. 2 觀測時段 Observation sessionGPS接收機在測站上從開始接收衛(wèi)星信號進行觀測到停止觀測的時間長 度。2. 0. 3 同步觀測 Simultaneous observation兩臺或兩臺以上GPS接收機同時對一衛(wèi)星進行的觀測。2. 0. 4 同步觀測環(huán) Simultaneous observation三臺或三臺以上GPS接收機同步觀測所獲得的基線向量

4、構(gòu)成 的閉合環(huán)。2. 0. 5 獨立基線 Independent baseline由獨立觀測時段所確定的基線。2. 0. 6 獨立觀測環(huán) Independent observable loop由獨立基線向量構(gòu)成的閉合環(huán)。2. 0. 7 自由基線 Free baseline不屬于任何非同步圖形閉合條件的基線。3. 0. 8 復(fù)測基線 Duplicate measure baseline觀測兩個或兩個以上觀測時段的基線。4. 0. 9 邊連式 Link method by a baseline相鄰圖形之間以一條基線邊相連接的布網(wǎng)方式。在一個控制網(wǎng)中，不引入外部基準(zhǔn)，或雖引入外部基準(zhǔn)但并不產(chǎn)生控制網(wǎng)

5、 非觀測誤差引起的變形和改正的平差方法。在建立公路控制網(wǎng)時，根據(jù)需要投影到抵償高程面上和（或）以任一子 午線為中央子午線的一種直角坐標(biāo)系。為一個公路工程項目而建立的精度等級最高，并同國家控制點聯(lián)測能控制整個路線的控制網(wǎng)。為滿足公路測設(shè)放線或施工放樣，在首級控制網(wǎng)基礎(chǔ)上加密并貫通整條公路的控制網(wǎng)。觀測時天線平均相位中心標(biāo)志面的高度。3 GPS控制網(wǎng)分級與設(shè)計3. 1 GPS控制網(wǎng)分級3. 1.1根據(jù)公路及橋梁、隧道等構(gòu)造的特點及不同要求，GPS控制網(wǎng)分為一級 、二級、三級、四級共四個等級。各級GPS控制網(wǎng)的主要技術(shù)指標(biāo)規(guī)定見表功3 . 1 . 1表3 . 1 . 1 GPS控制網(wǎng)的主要技術(shù)指標(biāo)級

6、別每對相 鄰點平 均距離 d(km)固定誤差a (mm)比例誤差b (ppm)最弱相鄰點 點位中誤差 m(mm)路線特殊 構(gòu)造 物路線特殊構(gòu) 造物路線特殊構(gòu) 造物級4.0W105W215010級2.0W105W525010級1.0W1051025010四 級0.5102050注：各級GPS控制網(wǎng)每對相鄰點間的最小距離應(yīng)不小于平均距離的1/2,最大距離不宜大于平均距離的兩倍；特殊構(gòu)造物指對施工測量精度有特殊要求的橋梁、隧道等構(gòu)造物。5. 1. 2 GPS控制網(wǎng)相鄰點間弦長精度應(yīng)按下式計算確定：式中：。一弦長標(biāo)準(zhǔn)差(mm);a-固定誤差(mm)；b一比例誤差(ppm)；d-相鄰點間的距離(km)。

7、3.2 GPS控制網(wǎng)設(shè)計3.2.1 GPS控制網(wǎng)的布設(shè)應(yīng)根據(jù)公路等級、線地形地物、作業(yè)時衛(wèi)星 狀況、精 度要求等因素進行綜合設(shè)計，并編制技術(shù)設(shè)計書(或大綱)。3.2.2 GPS的WGS-84大地坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到所選平面坐標(biāo)系時，應(yīng)使測 區(qū)內(nèi)投影長度變形值不大于2. 5cm/km.根據(jù)測區(qū)所處地理位置及平均高程情況，可按下列方法選定坐標(biāo)系統(tǒng)：°帶平面直角坐標(biāo)系。(1)投影于1954年北京坐標(biāo)系或者1980西安坐標(biāo)系橢球面上的高斯正形 投影任意帶平面直角坐標(biāo)系。(2)投影于抵償高程面上的高斯正形投影3°帶平面直角坐標(biāo)系。(3)投影于抵償高程面上的高斯正形投影任意帶平面直角坐標(biāo)系。

8、3.2.3 GPS控制網(wǎng)采用公路抵償坐標(biāo)系進行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換時，應(yīng)確定以下技術(shù)參數(shù)； 一參考橢球及其相應(yīng)的基本參數(shù)；一中央子午線經(jīng)度值；一縱橫坐標(biāo)的加常數(shù)值；一投影面正常高；測區(qū)平均高程異常值;一起算點坐標(biāo)及起算方位角。公路抵償坐標(biāo)系所采用的橢球中心、軸向和扁率應(yīng)與國家參考橢球相同。3.2.4 公路路線過長時，可視需要將其分為多投影帶。在各分帶交界附近應(yīng)布 設(shè)一對相互通視的GPS點。3.2.5 同一公路工程項目中的特殊構(gòu)造物的測量控制網(wǎng)應(yīng)同項目測量控制網(wǎng)一 次完成設(shè)計、施測與平差。當(dāng)特殊構(gòu)造物測量控制網(wǎng)的等級要求高時，宜以其作為首級控 制網(wǎng)，并 據(jù)以擴展其它測量控制網(wǎng)。3.2.6 當(dāng)GPS控制網(wǎng)作為

9、公路首控制網(wǎng)，且需采用其它測量方法進行加密時，應(yīng) 每隔離5km設(shè)置一對相互到通視的GPS點。當(dāng)GPS首級控制網(wǎng)直接作為施工控制網(wǎng)時，每個GPS點至少應(yīng)與一個相鄰 點通視3.2.7 設(shè)計GPS控制網(wǎng)時，應(yīng)由一個或若干個獨立觀測環(huán)構(gòu)成，并包含較多的 閉合條件。3.2.8 GPS控制網(wǎng)由同步GPS觀測邊構(gòu)成多邊形閉合環(huán)或附合路線時，其邊數(shù) 應(yīng)符合下列規(guī)定：一一級GPS控制網(wǎng)應(yīng)不超過去5條；一二級GPS控制網(wǎng)應(yīng)不超過去6條；一三級GPS控制、網(wǎng)應(yīng)不超過去7條；一四級GPS控制網(wǎng)應(yīng)不超過去8條；3.2.9 一、二級GPS控制網(wǎng)應(yīng)采用網(wǎng)連式、邊連式布網(wǎng)；三、四級GPS控制網(wǎng) 宜采用較鏈導(dǎo)線式或點連式布網(wǎng)。

10、GPS控制網(wǎng)中不應(yīng)出現(xiàn)H由基線。路線附近具有等級高的GPS點時，應(yīng)予以聯(lián)測。同一公路工程項目的GPS控制網(wǎng)分為多個投影帶時，在分帶交界附近應(yīng)同 國家平面控制點聯(lián)測。平原、微丘地形聯(lián)測點的數(shù)量不宜少于6個，必須大于3個；聯(lián)測點的間 距不宜大于20km,且應(yīng)均勻分布。重丘、山嶺地形聯(lián)測點的數(shù)量不宜少于是10個。各級GPS控制網(wǎng)的高程聯(lián)測應(yīng)不低于四等水準(zhǔn)測量的精度要求。4選點與埋石4. 1準(zhǔn)備資料：一測區(qū)劃1： 10000-1： 150000地形圖；一既有各類控制測量資料，包括控制點的平面坐標(biāo)、高程、坐標(biāo)系統(tǒng)、技 術(shù)總結(jié)等；一測區(qū)的氣象、地質(zhì)、地形、地貌、交通、通信及供電等資料；一路線走向、線位布設(shè)

11、、路線設(shè)計數(shù)據(jù)及大型構(gòu)造物位置等資料。4. 2選點6. 2.1選點員應(yīng)按技術(shù)要求進行踏勘，并實地核對、調(diào)整、確定點位。點位應(yīng)有利于采用其它測量方法擴展和聯(lián)測。對需做水準(zhǔn)聯(lián)測的 點位還應(yīng)踏勘水準(zhǔn)路線。7. 2.2點位應(yīng)選在基礎(chǔ)穩(wěn)定，并易于長期保存的地點。4. 2.3點位應(yīng)便于安置接收設(shè)備和操作，視野開闊，視場內(nèi)不應(yīng)有高度角大于 15°的成片障礙物，否則應(yīng)繪制點位環(huán)視圖。4.2.4點位附近不應(yīng)有強烈干擾衛(wèi)星信號接收的物體。點位距大功率無線電發(fā) 射源（如電視臺、微波站等）的距離應(yīng)不小于400m;距220Kv以上電力線路的距 離應(yīng)不小于50m。4. 2.5點位應(yīng)利于公路勘測放線與施工放樣，且

12、距路線中心線不宜小于50m,并 不大于300m。對于大型橋梁、互通式立交、隧道等還應(yīng)考慮加密布設(shè)控制網(wǎng)的要 求。4.2.6 GPS控制點需要設(shè)方位點時，其目標(biāo)應(yīng)明顯，便于觀測；與GPS點的距 離不宜小于500m,且與路線垂直。4.2.7 GPS控制網(wǎng)的點名應(yīng)沿公路前進方向順序編號,并非編號前冠以“GPS” 字樣和等級。當(dāng)新點同原有點重合時，應(yīng)采用原有點名。同一個GPS控制網(wǎng)中禁有相同的點名。4.2.8 選定的點位應(yīng)標(biāo)注于1： 10000或1： 50000的地形圖上，并繪制GPS控 制網(wǎng)選點圖，填寫GPS點之記，點之記格式見附錄B。4.2.9 3埋石1.1.1 3.1各級GPS點的標(biāo)石均應(yīng)有中心

13、標(biāo)志。中心標(biāo)志用直徑不小于14mm的鋼筋 制作，并用清晰、精細(xì)的十字線刻成直徑小于1mm的中心點。標(biāo)石表面應(yīng)有GPS 點名及施測單位名稱。1.1.2 GPS點的標(biāo)石可按附錄C預(yù)制，亦可現(xiàn)場澆制。埋設(shè)時坑底應(yīng)填以砂石并固密實，或現(xiàn)澆20cm厚的混凝土。埋設(shè)的GPS點應(yīng)待沉降穩(wěn)定后方可使用。1.1.3 GPS點位于山區(qū)巖石地段時，可利用基巖鑿成坑穴，埋入中心標(biāo)志并澆灌混凝土。標(biāo)石頂端外形尺寸應(yīng)符合附錄C的規(guī)定。1.1.4 GPS點位于耕作地區(qū)時，應(yīng)埋設(shè)于非耕種地上，并露出地面少許；當(dāng)必須 埋設(shè)于耕地時，標(biāo)石頂面應(yīng)埋設(shè)于耕種表土層以下。對冰凍地區(qū)，其埋設(shè)深度應(yīng) 大于該地區(qū)的冰凍深度。1.1.5 3.

14、5 GPS點位于沙丘或土層疏松地區(qū)，應(yīng)適當(dāng)增大標(biāo)石尺寸和基坑底層現(xiàn)澆混 凝土的面積與厚度。4. 3.6當(dāng)有牢固永久性建筑物可用以設(shè)置標(biāo)石時，可在建筑物上鑿孔埋入中心 標(biāo)志并澆灌混凝土，其頂端外形尺寸應(yīng)符合附錄C的規(guī)定。4. 3.7利用原有平面控制點時，應(yīng)確認(rèn)該點標(biāo)石完好，并符合同級GPS點觀測 與埋石要求，且能長期保存。4. 3.8為特殊構(gòu)造物而設(shè)計的一、二級GPS控制網(wǎng)可視需要埋設(shè)有強制對中裝置 的觀測墩。4. 3.9所有GPS點在埋石處應(yīng)設(shè)置明顯的指向標(biāo)志，并現(xiàn)場繪制交通路線略 圖，填寫點之記。5觀?測4.1 技術(shù)指標(biāo)表5. 1. 1 GPS控制網(wǎng)觀測基本技術(shù)指標(biāo)。別“ 級項一級二級三級四

15、級衛(wèi)星高度角(° )215215N15215數(shù)據(jù)采集間隔(S)215215215215觀測時 間靜態(tài)定位(min)290260245240快速靜態(tài)(min)N20N15240點位幾何圖形強W6W6W8W8度因子(GDOP)重復(fù)測量的最少基線 (0/0)25N52525施測時段數(shù)22222121有效觀測衛(wèi)星總數(shù)66445. 2觀測計劃5.1.1 進入測區(qū)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、方位角、最佳觀測星組、最佳觀測時間、點位圖形強度因子 、概括位置坐標(biāo)、預(yù)報歷元、星歷齡期等。5.1.2 觀測作業(yè)前，應(yīng)根據(jù)接收機臺數(shù)、GPS圖形、衛(wèi)星可見性預(yù)報

16、表編制觀測 計劃。在實施中，應(yīng)依照實際作業(yè)情況，及時作出調(diào)整。5.1.3 觀測作業(yè)后，應(yīng)及時繪制聯(lián)測草圖以備后續(xù)作業(yè)調(diào)度使用。5. 3作業(yè)要求5. 3.1觀測組必須執(zhí)行調(diào)度計劃，按規(guī)定的時間進行同步觀測作業(yè)。5. 3. 2觀測人員必須按照GPS接收機操作手冊的規(guī)定進行觀測作業(yè)。5. 3.3天線安置在腳架上直接對中整平時，對中精度為1mm.5.3.4天線安置在覘標(biāo)上時，應(yīng)將標(biāo)志中心投影至基板上，然后在基板上對中 整平。如覘標(biāo)頂部對信號和信息有干擾，則應(yīng)卸去。5. 3.5每時段觀察應(yīng)在測前.、測后分別量取天線高。兩次天線高之差應(yīng)不大于 3mm,并取平均值作為天線高。5. 3. 6觀測時應(yīng)防止人員或

17、其它物體觸動天線或遮擋信號飛5.3.7接收機開始記錄數(shù)據(jù)后，應(yīng)隨時注意衛(wèi)星信號和信息存儲情況。當(dāng)接收 或存儲出現(xiàn)異常時，應(yīng)隨時進行調(diào)整，必要時應(yīng)及時通知其它接收機以調(diào)整觀測 計劃。5. 3.8在現(xiàn)場應(yīng)按規(guī)定作業(yè)順序填寫觀測手簿，不得事后補記。觀測手簿的格式見附錄Do5.3.9經(jīng)檢查所有規(guī)定作業(yè)項目全部完成，且記錄完整無誤后方可遷站。得作任何剔除或刪改。磁盤應(yīng)貼好標(biāo)簽，并妥善保存。6基線解算與檢核6. 0.1外業(yè)觀測結(jié)束后及時進行觀測數(shù)據(jù)的處理和質(zhì)量分析，檢查其是否符合 規(guī)范或技術(shù)設(shè)計要求。6. 0.2基線解算中所需的起算點坐標(biāo)，可按下列順序選用：一國家或其它等級高的GPS控制網(wǎng)點的既有WGS8

18、4坐標(biāo)值；一國家或其它等級高的控制點轉(zhuǎn)換至WGS84的坐標(biāo)值；GPS單點定位觀測2h以上的平差值提供的WGS84坐標(biāo)值。6. 0.3當(dāng)GPS控制網(wǎng)點間距離小于20km時，可不考慮對流層和電離層的修正； 當(dāng)大于20km時，每時段應(yīng)于始、中、終各觀測一次氣象元素，并采用標(biāo)準(zhǔn)模型 加入對流層和電離層的修正。6. 0.4采用M臺接收機同步觀測時，每一時段應(yīng)解算出M (M-1) /2條GPS基線 向量邊，并計算出該觀測時間段的同步環(huán)坐標(biāo)分量閉合差。當(dāng)各基線的同步觀測 時間超過觀測時間的80/100時，其閉合差值應(yīng)符合式WxW(Jn/5) o(6.0. 4-1)WyW(，n/5)。(6 . 0 . 4-2

19、)WzW(Jn/5) o(6 .0.43)W = JWx2+ Wy2+Wz2W( J3n/5)。(6 . 0 . 4-4)式中：W 同步環(huán)坐標(biāo)分量閉合差(mm)；o 一弦長標(biāo)準(zhǔn)差（mm）;n 一同步環(huán)中的邊數(shù)。當(dāng)各基線同步觀測時間為觀測時間性段的40/100-80/100時，其同步環(huán)坐 標(biāo)分量閉合差可適當(dāng)放寬。當(dāng)各基線同步觀測時間少于觀測時間段的40/100時，應(yīng)按異步環(huán)處理。6. 0. 5由獨立觀測邊組成的異步環(huán)的坐標(biāo)分量閉合差應(yīng)符合式(6 . 0 . 5-1) - (6.0. 5-4)的規(guī)定:(6.0. 5-1)(6 . 0 . 5-2)(6.0. 5-3)(6.0. 5-4)VxW3 V

20、 n oVyW3 Jn 。Vz W 3 J n 。VW3J3n o式中：V-異步環(huán)坐標(biāo)分量閉合差（mm）;。一弦長標(biāo)準(zhǔn)差（mm）;n -異步環(huán)中的邊數(shù)。6. 0.6同一條邊任意兩個時段的成果互差，應(yīng)小于GPS接收機標(biāo)準(zhǔn)精度的2 J2 倍。6. 0.7當(dāng)網(wǎng)中有兩個或兩個以上已知點時，應(yīng)按本規(guī)范第6 . 0 . 5條的規(guī)定計算已知點之間的附合閉合差。6. 0.8當(dāng)檢查或數(shù)據(jù)處理時發(fā)現(xiàn)觀測數(shù)據(jù)不能滿足要求，應(yīng)對成果進行全面的分析，并對其中部分?jǐn)?shù)據(jù)進行補測或重測，必要時全部數(shù)據(jù)應(yīng)重測。7 GPS控制網(wǎng)平差計算7. 0.1平差時應(yīng)首先以一個點的WGS-84系坐標(biāo)作為起算依據(jù)進行無約束平差,檢查GPS基線

21、向量網(wǎng)本身的內(nèi)符合精度、基線向量間有無明顯的系統(tǒng)誤差，并剔 除含有粗差的基線邊。7.1 .2當(dāng)用M臺接收機同步觀測時，應(yīng)從計算出的M (MT) /2條GPS觀測邊中 選取(M-1)條邊參加GPS網(wǎng)平差計算。選取的原則是：一獨立的觀測邊；一網(wǎng)形構(gòu)成非同步閉合環(huán)，不應(yīng)存在自由基線；一必須不含明顯的系統(tǒng)誤差；一組成的閉合環(huán)基線數(shù)和異步環(huán)長度應(yīng)盡量小。7.2 .3在進行GPS控制網(wǎng)平差前，應(yīng)根據(jù)實際需要選定起算數(shù)據(jù)和相應(yīng)的地面 坐標(biāo)，并應(yīng)對起算數(shù)據(jù)的可靠性及精度進行檢查分析。7. 0. 4 GPS控制網(wǎng)可以采用三維約束平差或二維約束平差法。約束平差時，約束點的坐標(biāo)、距離或方位角可作為強制約束的固定值，

22、也 可作為加權(quán)觀測值。當(dāng)采用三維約束平差時，可只假定一個點的大地作為高程起算數(shù)據(jù)。當(dāng)采用二維約束平差時，應(yīng)先將三維GPS基線向量轉(zhuǎn)換為二維基線向量。7.1 .5當(dāng)GPS控制網(wǎng)分為多個投影帶，且在分差交界附近聯(lián)測國家控制點時， 可分片進行平差。平差時應(yīng)有一定數(shù)量的重合點，重合點位互差不得大于兩倍的 點位中誤差。7.2 .6平差結(jié)果應(yīng)輸出所選直角坐標(biāo)的三維或二維坐標(biāo)、基線向量改正數(shù)、基線長、方位、點位精度、轉(zhuǎn)換參數(shù)及其精度，并同時輸出單位權(quán)中誤差及其它要求輸出的內(nèi)容。7. 0.7為計算GPS控制網(wǎng)點的正常高，先利用已聯(lián)測高程的GPS點正常高和經(jīng) GPS控制網(wǎng)平差得到的大地高，求其高程異常值，然后采

23、用擬合或插值等方法求 其它GPS點的高程異常值和正常高。7.0.8計算結(jié)束后，應(yīng)對所處理的數(shù)據(jù)及結(jié)果進行分析，并寫入總結(jié)報告。8成果驗收與資料提交8.0.1 GPS測量工作結(jié)束后應(yīng)編寫技術(shù)總結(jié)，并按測繪產(chǎn)品檢查驗收規(guī)定(CH 100295)和測繪產(chǎn)品質(zhì)量評定標(biāo)準(zhǔn)(CH100395)的要求進行驗 收。8.0.2 GPS測量工作技術(shù)總結(jié)應(yīng)包括：一任務(wù)來源、項目名稱、施測目的、施測單位及施量起訖時間，參加作業(yè) 人員、工作量及作業(yè)簡況；一作業(yè)依據(jù)及技術(shù)精度要求；一測區(qū)范圍與位置、測區(qū)概況，測區(qū)已有測量資料情況及檢核、采用情 況；GPS接收機型號、數(shù)量及相應(yīng)的技術(shù)參數(shù)，儀潛檢驗情況等；一坐標(biāo)系統(tǒng)與起算數(shù)

24、據(jù)的選定及相應(yīng)的參數(shù)；一選點、埋石情況；一野外觀測方案、作業(yè)中的問題、觀測成果檢查以及執(zhí)行技術(shù)規(guī)定情況；一觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量分析與野外檢核計算情況；一數(shù)據(jù)處理軟件以及處理過程說明；一平差計算和精度分析； 一存在問題和需要說明的問題;一各種附表和附圖。8. 0.3成果驗收的重點：一接收機檢驗方法和結(jié)果；-GPS控制網(wǎng)網(wǎng)形設(shè)計與聯(lián)測圖；-GPS控制網(wǎng)的布設(shè)應(yīng)滿足公路路線及大型構(gòu)造物勘察設(shè)計與施工放樣的要求；一起算數(shù)據(jù)和坐標(biāo)系統(tǒng)的選擇；一野外資料的檢核與計算；一數(shù)據(jù)處理、平差過程及其成果精度。8.0.4提交的資料應(yīng)包括：一測量任務(wù)書和技術(shù)設(shè)計書（或大綱）；一GPS接收機檢驗資料；一衛(wèi)星可見性預(yù)報和觀測計劃

25、；一GPS坐標(biāo)成果表；一點之記；一觀測手簿和存儲介質(zhì)（包括數(shù)據(jù)處理過程中生成的文件）；一平差計算資料和成果磁盤；-GPS聯(lián)測示意圖；一標(biāo)注有GPS點位的1： 10000或者1： 50000地形圖；一所使用的原始資料；一技術(shù)總結(jié)和成果驗收報告。附錄A大地坐標(biāo)系有關(guān)資料Al WGS-84大地坐標(biāo)系的地球橢球基本參數(shù)、主要幾何和物理常數(shù)Al. 1地球橢球基本參數(shù)長半徑 a二6378137m地球引力常數(shù)（含大氣層）GM=3986005X10sm3s-2正?；A帶諧系數(shù)C2. 0=-484. 16685X10地球自轉(zhuǎn)角速度w=7292115 X 10-11rads-1Al. 2主要幾何和物理常數(shù)短半徑

26、 b=6356752. 3142m扁率第一偏心率平方e2第二偏心率平方'橢球正常重力位、Y赤道正常重力一2A2 1980西安坐標(biāo)系的參考橢球基本參數(shù)、主要兒何和物理常數(shù)A2. 1參考橢球基本參數(shù)長半徑 a二6378140m地球引力常數(shù)（含大氣層）GM=3986005X10sm3s-2二階帶諧系數(shù) J2=1082. 63 X 10-6地球自轉(zhuǎn)角速度w=7292115 X 10-nrads-1A2.2主要幾何和物理常數(shù)短半徑 b二6356755. 2882m扁率 a=l/298. 257第一偏偏心率平方e-第二偏偏心率平方e二橢球正常重力位110二12赤道正常重力y0=9. 780318m

27、 s-:A3 1954年北京坐標(biāo)系參考橢球的基本兒何參數(shù)長半徑 a二6378245m短半徑 b二6356863. 0188m扁率 a=l/298. 3第一偏心率平方e2第二偏心率平方e2附錄B GPS點之記工程名稱：點名等級所在地地類土質(zhì)凍土深 度交通情概述況交通路線略圖占 /、 位 略 圖埋石斷面及類型圖選 占 ，、 情 況單位選點員日期是否需聯(lián)測高 程建議聯(lián)測等 級埋石情況單位埋石員日期保管人及義血備 注調(diào)制：校核:附錄D GPS觀測手簿工程名稱:點名等級觀測者記錄者接收機名 稱接收機編 號定位模式開機時間h min關(guān)機時間h min站時段號日時段號天線高 (mm)測前測后平均日期存儲介質(zhì)

28、編號及數(shù)據(jù)文件名時間跟蹤衛(wèi)星號 (PRN)干溫 ()濕溫 ()氣壓 (mb)測站 大 地高 (m)GDOP經(jīng)度(°緯度(。")備注附錄E本規(guī)范用詞說明一、本規(guī)范條文，要求執(zhí)行的嚴(yán)格程度的用詞，說明如下：1 .表示很嚴(yán)格，非這樣做不可的用詞：正面詞一般采用“必須”；反面詞一般采用“嚴(yán)禁”。2 .表示嚴(yán)格，在正常情況下均應(yīng)這樣做的用詞：正面詞一般采用“應(yīng)”；反面詞一般采用“不應(yīng)”或“不得”。3 .表示允許稍有選擇，在條件可時首先應(yīng)這樣做的用詞：正面詞一般采用“宜”或“可”；反面詞一般采用“不宜”。二、條文中指明應(yīng)按其他有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范執(zhí)行的寫法為：“應(yīng)按執(zhí)行”或“應(yīng)符合要求或規(guī)定

29、”。非必須按所指定的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī) 范或其他規(guī)定執(zhí)行的寫法為：“可參照”。附件公路全球定位系統(tǒng)(GPS)測量規(guī)范(JTJ/T 066-98)條文說明1 .總則1.0. 1自1980年第一臺商ET用GPS接收機問世以來，隨著GPS工作衛(wèi)星的不 斷入軌和GPS接收機性能的不斷提高和改進，GPS測量技術(shù)已廣泛應(yīng)用于我國國 民經(jīng)濟建設(shè)的各個部門。公路測設(shè)部門是80年代后期開始運用GPS測量技術(shù) 的。由于公路建設(shè)的特點，無論是在測量原則，還是在測量精度和作業(yè)方法等方 面均有別于其它行業(yè)。因此，為了將GPS商量技術(shù)更好地應(yīng)用于公路工程建設(shè)， 有必要制定本規(guī)范。目前GPS測量技術(shù)在公路測設(shè)中主要用于建立公路工程測

30、量控制網(wǎng)。最近 推出RTK方法后雖可使運用范圍擴大，但由于尚處于推廣階段，故本規(guī)范規(guī)定的 應(yīng)用范圍是公路測量控制網(wǎng)的布設(shè)與測量。作為建立公路測量控制網(wǎng)的主要手段之一，GPS定位技術(shù)應(yīng)用于公路建設(shè) 的主要方法是靜態(tài)相對定位及快速靜態(tài)定位。因為這兩種方法能夠獲得高精度的 定位，故本規(guī)范規(guī)定了按靜態(tài)相對定位及快速靜態(tài)定位建立測量控制網(wǎng)的方法。1.0.4公路勘測規(guī)范（JTJ 061）中根據(jù)公路等級及所需的測量精度等規(guī)定 了相應(yīng)的控制測量等級。GPS測量作為建立公路測量控制網(wǎng)的有效手段之一，為 保證各規(guī)范間的銜接和一致，GPS控制網(wǎng)的等級是根據(jù)公路勘測規(guī)范（JTJ 061）中相對應(yīng)的具體規(guī)定確定的。1.

31、0.6 GPS測量的時間系統(tǒng)采用協(xié)調(diào)世界時（UTC）,而實際作業(yè)人員為調(diào)度方 便起見，一般在記錄時采用北京標(biāo)準(zhǔn)時（BST）。因此本規(guī)范規(guī)定在“GPS觀測手 簿”中的有關(guān)觀測作業(yè)計劃及開關(guān)機時間可采用北京標(biāo)準(zhǔn)時（BST）。兩者可用 BST=UTC + 8h式進行換算。3 GPS控制網(wǎng)分極與設(shè)計3. 1. 1 GPS控制網(wǎng)分級GPS測量技術(shù)具有精度高、靈活性強等特點，各等級的觀測方法和觀測時 間沒有很大差異，但為了和公路勘測規(guī)范（JTJ061）相適應(yīng)，根據(jù)公路勘測 的特點，將GPS控制網(wǎng)分為一、二、三、四級共四個等級。表3. 1. 1 GPS控制網(wǎng)與公路平面控制測量等級關(guān)系GPS控制網(wǎng)公路平面控制

32、測 量GPS控制網(wǎng)公路平面控制測量_ -級二等三角三級四等三角、導(dǎo)線二級三等三角、導(dǎo)線四級一級小三角、導(dǎo)線GPS控制網(wǎng)等級與主要技術(shù)指標(biāo)中有關(guān)每對相鄰點間的平均距離，是根據(jù) 公路勘測中的實際情況確定的。如四級GPS控制網(wǎng)主要是直接作為高速公路的施 工控制網(wǎng)，其平均距離規(guī)定為500m較為適宜；三級GPS控制網(wǎng)主要是作為高速 公路的首級控制網(wǎng)，測設(shè)時還需在此基礎(chǔ)上加密低一級控制網(wǎng)，GPS控制網(wǎng)中的 點作為加密低一級控制網(wǎng)的起算數(shù)據(jù)，其每對相鄰點間的平均距離規(guī)定為1km較 為 適宜；一、二級GPS控制網(wǎng)，主要應(yīng)用于大型橋梁、隧道等測量控制網(wǎng)的建 立，其實際作業(yè)中要求相鄰點間的平均距離較長。表中固定誤

33、差和比例誤差的規(guī)定是既考慮到施測控制網(wǎng)的等級，又結(jié)合目 前接收機發(fā)展的狀況而確定的。點位中誤差是指GPS控制網(wǎng)中的點相對于聯(lián)測的高等級控制點的相對點位 誤差。3.2 GPS控制網(wǎng)設(shè)計3.2.2為了使GPS控制網(wǎng)投影長度變形值小于2.5cm/km,必要時可采用公路抵 償坐標(biāo)系。公路低償坐標(biāo)系除可移動中央子午線外，亦可選擇自己的參考橢球。 一般情況下該橢球的中心、軸向和扁率與國家參考橢球相同，只不過其長半徑有 一改正量。設(shè)某公路抵償坐標(biāo)系位于海拔高程為h的曲面上，該地的大地水準(zhǔn)面差距 為。則該曲面離國家參考橢球的高度(hn)為：長半徑的改正量為：式中：da一一橢球長半徑的改正量(m)a一一國家參考

34、橢球的長半徑（m）N一抵償坐標(biāo)系控制網(wǎng)原點在國家參考橢球中卯圈的 曲率半徑（m）則公路抵償坐標(biāo)系參考橢球的長半徑aL為：GPS定位成果是相對于WGS-84橢球而言的，地方抵償坐標(biāo)系坐標(biāo)是相對于 某一地方橢球而言的，因此必須將GPS定位成果投影成與國家大地測量控制網(wǎng)或 地方獨立控制網(wǎng)相匹配容。其要點是使GPS基線向量網(wǎng)與常規(guī)地面測量控制網(wǎng)原 點重合，起始方位一致，這樣使兩者在方向和尺度上均具有可比性。兩者在起始 方向上的偏差可利用地面網(wǎng)原點至起始方位點的大地方位角A0和GPS控制網(wǎng)相 應(yīng)方位上的大地方位角A求得。顯然，兩坐標(biāo)系在起始方向上的偏差對轉(zhuǎn)換精度 具有直接的影響。坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換關(guān)系的確定+是

35、根據(jù)兩坐標(biāo)系公共點的坐標(biāo)來確定 的，其公式如下:Xis XitZis Zit式中：T=AY AZ K e x e y £ z00 Xit 0 -Zit YiC- 010 Yit Z0 -Xit1 Zit -Yit Xit 0Xit , Yit, Zit, ;Xit, Yit, Zit一公共點在兩坐標(biāo)系中的坐標(biāo);£ x, e y, £ z一兩坐標(biāo)系間的旋轉(zhuǎn)參數(shù)；K一兩坐標(biāo)系間的尺度比。影響轉(zhuǎn)換參數(shù)求定精度的主要因素有:（1）地面網(wǎng)觀測值與衛(wèi)星網(wǎng)觀測值不匹配;（2）地面網(wǎng)坐標(biāo)精度和衛(wèi)星網(wǎng)的精度；（3）公共點的分布情況等。3.2.4 “必要時”是指東西方向的路線過長時，

36、即使采用抵償坐標(biāo)系，仍然難 以保證其投影長度變形值小于2. 5cm/km,為此，可將整個路線分成多個投影帶。 在分帶附近布設(shè)一對相互通視的GPS點，是為使采用其它測量方法進行加密和擴 展時兩分帶在該處的坐標(biāo)能統(tǒng)一和唯一。3.2.5 一項公路工程中往往分布著多種大型構(gòu)造物，如橋梁、互通立交、隧道 等，為保持GPS控制網(wǎng)精度的一致性，使用構(gòu)造物測量控制網(wǎng)與路線測量控制網(wǎng) 協(xié)調(diào)一致，無論其等級如何，應(yīng)一次設(shè)計、布設(shè)、平差。而對于特殊構(gòu)造物，由 于它們對測量精度要求高，故在進行GPS控制網(wǎng)平差時，可以先將特殊構(gòu)造按首 級控制網(wǎng)平差，然后把首級控制網(wǎng)點作為固定點，對次級網(wǎng)平差。為提高GPS控 制網(wǎng)的精度

37、，也可將兩級網(wǎng)聯(lián)合進行統(tǒng)一平差。3.2.6 GPS控制網(wǎng)作為公路工程項目的首級控制網(wǎng)時，每隔5km應(yīng)布設(shè)一對相互 通視的GPS點,是為在采用其它測量方法進行加密時可布.設(shè)成附合導(dǎo)線的形式。 當(dāng)GPS控制網(wǎng)直接作為施工控制網(wǎng)時，每一點至少與一個相鄰點通視，是為了便 于施工放樣順利進行。3.2.7 衡量GPS控制網(wǎng)測量質(zhì)量高低的主要指標(biāo)與其它測量方法一樣，同樣是 精度和可靠性。采用不同的布網(wǎng)方法，其總基線 數(shù)、獨立基線數(shù)、剩余獨立基 線數(shù)均不會相等，其同步環(huán)閉合條件、異步環(huán)閉合條件亦不相同，因而控制網(wǎng)的 精度、可靠性等也不同。顯然，閉合條件越多，其精度和可靠性越好，因此在布 網(wǎng)時應(yīng)盡可能使整個網(wǎng)中

38、包含較多閉合條件。 水準(zhǔn)面模型法，目前使用較多的模型有美國的Rapp 0su91A、英國的osu91A等； 二是利用GPS網(wǎng)中的水準(zhǔn)點，求其正常高與GPS大地高之差，然后對其它各點求 出改正數(shù)。一般進行二次多項式擬合：Dh=a0+alx+a2y+a3xy+a4x_+a5y"式中：DhGPS點正常高與大地高之差（mm）;ai （1=0, , 5）二次多項式系數(shù)；x, yGPS點的縱橫坐標(biāo)（m）。為了使求得的正常高準(zhǔn)確，至少應(yīng)聯(lián)測6個以上的水準(zhǔn)點，如少于6個則 只能進行線性改正。另外，水準(zhǔn)點的分布應(yīng)均勻并在測區(qū)的周邊，以盡可能避免 外推和保證內(nèi)插的精度。根據(jù)我國對GPS高程聯(lián)測的經(jīng)驗，當(dāng)

39、水準(zhǔn)點間距在20km-30km時，平原和 丘陵地區(qū)高程精度可達到厘米級，山區(qū)也可達到10cm-20cm.當(dāng)測區(qū)內(nèi)地形復(fù)雜 時，則聯(lián)測點的數(shù)量和分布要求較高，這是由于需要詳細(xì)的大地水準(zhǔn)面才能有效 地解決GPS大地高往海拔高程轉(zhuǎn)換的問題。至于聯(lián)測點的高程精度問題，只要求 達到不對求定大地水準(zhǔn)面差距產(chǎn)生顯著影響的程度即可。另外理論和試驗表明， 大地高誤差除使高程方向產(chǎn)生的變形最大外，還使平面路線方向產(chǎn)生較大的變 形。當(dāng)高程基準(zhǔn)誤差等于0.5m時，進行三維約束平差造成GPS控制網(wǎng)的變形已 大于網(wǎng)的觀測誤差，因此，對作為基準(zhǔn)點的高程聯(lián)測點的精度也應(yīng)引起足夠的重 視。四等水準(zhǔn)測量可達到要求并且較易施測，因

40、此規(guī)定應(yīng)以不低于四等水準(zhǔn)測量 的方法進行聯(lián)測。4選點與埋石4. 2.4 GPS衛(wèi)星定位誤差主要有三種原因：（1） GPS信號的自身誤差（包括SA 技術(shù)帶來的人為干涉誤差），簡稱衛(wèi)星誤差；（2） GPS信號的傳播誤差；（3） GPS信號接收機的誤差。對于GPS相對定位 而言；關(guān)鍵在于傳播誤差，它是由 電離層和對流層的時延誤差以及多路徑誤差所致。對于前者在觀測和數(shù)據(jù)處理時 采用一定的措施可有所減弱，而多路徑誤差則與點位的選擇相關(guān)，因此選擇的 點位附近不應(yīng)有強烈干擾衛(wèi)星信號接收的物體。點位離開高壓輸電線路的距離除與輸電線路的電壓高低有關(guān)外，還與輸電 線路的走向、衛(wèi)星分布象限等因素有關(guān)，比較復(fù)雜，實際

41、作業(yè)過程中應(yīng)量遠(yuǎn)離高 壓輸電線路。4. 3.2 GPS點埋設(shè)后，均需等待一段時間后方可認(rèn)為“穩(wěn)定”。時間長短與點的 等級、點位埋設(shè)位置等情況有關(guān)，一般對冰凍地區(qū)至少要經(jīng)過一個解凍期；位于 軟土地區(qū)至少要經(jīng)過一個雨季。4.3.4 GPS標(biāo)石埋設(shè)于非耕地時應(yīng)露出地面少許，是為便于尋找；當(dāng)埋設(shè)于耕種 地時應(yīng)埋設(shè)于耕種表土層以下，是為利于標(biāo)石的保存。5觀測5. 1.1 一個完整的載波相位觀測值應(yīng)由整未知數(shù)NO、整周數(shù)部分Int（B）和不 足一整周的部分Fr（ B ）等構(gòu)成。其中不足一整周的部分可以通過相位差法準(zhǔn)確確 定，整周數(shù)部分亦可利用衛(wèi)星間求差等方法對周跳進行探測及修復(fù)而得出正確的 數(shù)值，因此能否

42、正確確定整周未知數(shù)是定位精度的關(guān)鍵所在。表態(tài)定位中之所以要觀測較長時間，其主要目的就是為了正確確定整周未知數(shù)。快速靜態(tài)定位是利用初次平差中所提供的所有信息，如解矢量、相應(yīng)的協(xié) 因數(shù)陣、單位權(quán)方差等采用假設(shè)檢驗的方法進行基線解算。在短基線上進行快速 靜態(tài)定位時，采用雙頻接受機只需觀測Imin便能成功地確定整周未知數(shù)，單頻 接收機觀測7-8顆衛(wèi)星也能在幾分鐘內(nèi)確定整周未知數(shù)。一般快速靜態(tài)定位在已 解出整周未知數(shù)的情況下觀測lmin-2min就可達到厘米級的精度，但為保險起 見，給予一定的精度儲存，對各級GPS控制網(wǎng)仍規(guī)定了較長的觀測時間。當(dāng)單頻 接收機采用快速靜態(tài)定位方法施測GPS控制網(wǎng)時，其觀測

43、時間均應(yīng)大于15mino 一級GPS控制測量主要應(yīng)用于跨江河、海峽等施工時對測量精度具有特殊要求的 橋梁、隧道等特殊構(gòu)造物的測量控制網(wǎng)，可靠性及精度要求較高，而快速靜態(tài)定 位方法對直接觀測基線不構(gòu)成閉合圖形，因此本規(guī)范不提倡使用快速靜態(tài)定位方 法建立類似的測量控制網(wǎng)。6基線解算與檢核6. 0.2基線解算時，必須固定一點作為起算點。該起算點在WGS-84坐標(biāo)系中的 坐標(biāo)精度，將會影響基線解算結(jié)果的精度。根據(jù)研究，為達到Ippm的相對定位 精度，要求起始點坐標(biāo)的精度達到+-2. 5m;要達到lOppm的相對定位精度，則要 求起始點的坐標(biāo)精度為+-25m。因此，為達到各類接收機的標(biāo)稱精度lcm+ (1-2) ppm,基線解算時起始點坐標(biāo) 誤差應(yīng)小于20m,即起算點坐標(biāo)的精度水平應(yīng)值得