GPS控制網(wǎng)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書

1、測繪工程學(xué)院 衛(wèi)星定位與導(dǎo)航 GPS控制網(wǎng)課程設(shè)計(jì)專業(yè)名稱：測繪工程班 級：測繪082姓 名：尹建濤學(xué) 號：140811236 實(shí)驗(yàn)成績：GPS控制網(wǎng)課程設(shè)計(jì)一、測區(qū)概況與任務(wù)的提出1、 任務(wù)來源 為了維護(hù)土地的社會主義公有制，保護(hù)土地使用者的合法權(quán)益，加強(qiáng)土地管理，建立健全地籍管理制度，使土地管理向規(guī)范化、科學(xué)化邁進(jìn)，滿足飛速發(fā)展的社會主義市場經(jīng)濟(jì)的需要，受灌云縣國土管理局委托，由淮海工學(xué)院空間信息科學(xué)系實(shí)測伊山鎮(zhèn)城區(qū)和全縣25個鄉(xiāng)鎮(zhèn)約1000平方公里、100個點(diǎn)的GPS基礎(chǔ)控制網(wǎng)，以滿足城區(qū)和全縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)地籍調(diào)查工作的需要。2、 測區(qū)概況灌云縣地處蘇北平原，屬連云港市管轄，處于連云港市南部，

2、灌南縣北部。測區(qū)內(nèi)有寧連高速公路、204國道貫通，交通十分便利，測區(qū)內(nèi)地勢平坦，大伊山最高海拔227米，東南部最低2.6米，平均海拔高程約3.7米。測區(qū)屬季風(fēng)特點(diǎn)的海洋性氣候，四季分明，寒暑適宜，光照充足，雨量適中。氣候溫和濕潤，常年平均氣溫14度左右，年平均降水量約910-980毫米之間，降雨期集中在7-9三個月。測區(qū)包括灌云縣全鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府所在地，測區(qū)為從西至東直線距離約60公里的帶形區(qū)域。其地理坐標(biāo)： 東經(jīng) 11908 11929 北緯 34 34 34 46測區(qū)現(xiàn)有的平面控制網(wǎng)系國家測繪局于1954年完成國家一、二等三角網(wǎng)。坐標(biāo)系統(tǒng)采用新54系坐標(biāo)系。一、二等三角點(diǎn)多個，根據(jù)實(shí)際情況和本設(shè)

3、計(jì)書的要求采用了三個一等三角點(diǎn)和一個二等點(diǎn)。測區(qū)現(xiàn)有高程控制網(wǎng)系統(tǒng)由國家測繪局完成的二、三等水準(zhǔn)網(wǎng)（56黃海高程系和85基準(zhǔn)面高程）。利用原三等水準(zhǔn)點(diǎn)4個。該控制網(wǎng)工程實(shí)施計(jì)劃從2004年6月開始收集資料、踏勘找點(diǎn)，2004年7月開始選定點(diǎn)位、埋設(shè)標(biāo)石，進(jìn)入全面施工，2004年8月開始外業(yè)觀測。2004年3季度進(jìn)行內(nèi)業(yè)平差計(jì)算，整理資料， 2004年12月底檢查完畢提請驗(yàn)收。若利用常規(guī)測量技術(shù)進(jìn)行這項(xiàng)工作，一方面是施工周期太長，少則3年，多則好幾年；另一方面，平面控制點(diǎn)間要求通視，這就需要建造高標(biāo)，無疑需要耗費(fèi)大量的經(jīng)費(fèi)。水準(zhǔn)觀測雖然具有較高的精度，但野外觀測勞動強(qiáng)度大，觀測周期長，費(fèi)用高。而

4、衛(wèi)星全球定位系統(tǒng)（GPS）具有定位精度高、全天候、高效率、經(jīng)費(fèi)省等優(yōu)點(diǎn)，用于建立平面和高程控制網(wǎng)，是當(dāng)代最先進(jìn)的技術(shù)手段。采用雙頻和單頻GPS接收機(jī)觀測距離可以從數(shù)米-數(shù)百公里，精度可達(dá)5+1×10-6·D毫米，完全可以用于建立灌云縣控制網(wǎng)。用常規(guī)測量技術(shù)花費(fèi)時間較長，而用GPS定位技術(shù)在短時間內(nèi)即可完成。經(jīng)費(fèi)則為常規(guī)測量的1/5。為此，需用GPS定位技術(shù)建立平面控制和高程控制的灌云縣GPS基點(diǎn)。建立GPS基點(diǎn)及似大地水準(zhǔn)面的目的就是為了用GPS直接測出全縣內(nèi)各平面點(diǎn)坐標(biāo)，精度達(dá)到三、四等三角點(diǎn)的要求；直接測求出全縣內(nèi)各高程點(diǎn)的85系高程，精度達(dá)到四等水準(zhǔn)的要求。試根據(jù)上述

5、任務(wù)需求與全球定位系統(tǒng)城市測量技術(shù)規(guī)程(CJJ 73-97)完成四等GPS控制網(wǎng)設(shè)計(jì)。二、已有大地成果資料 測區(qū)內(nèi)有各等級的三角點(diǎn)和水準(zhǔn)點(diǎn)。1、可利用的三角點(diǎn) 點(diǎn) 名 等 級 圖 幅 號 位 置 備 注 大伊山-50-71 灌云縣城 完好 廣興村-50-71 界圩鄉(xiāng)合興村 完好 永豐（基東）-50-71東王集鄉(xiāng)光春村 完好 基西-50-71 王集鄉(xiāng)前河 完好 大有晉六圩閘口-50-60 燕尾港 完好 2、水準(zhǔn)成果：、以上三角點(diǎn)均有高程、以下水準(zhǔn)點(diǎn)均有高程 有點(diǎn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)點(diǎn)名 備注南崗沭灌11 完好陡溝蘇-65 完好龍苴蘇-46-6 完好楊集臨無43 完好侍莊灌淮段第3號 完好伊蘆蘇板圩3 完好伊蘆蘇

6、板圩4 完好穆圩蘇-46-3 完好板浦臨無33 完好同興蘇-62-1（2） 完好同興蘇-62-2 完好四隊(duì)蘇-62-2（1） 完好圩豐蘇-62-5（1） 完好 以上成果均可根據(jù)布網(wǎng)需要進(jìn)行選取。三、采用基準(zhǔn)1、 坐標(biāo)系GPS測量采用WGS-84世界大地坐標(biāo)系，最后成果轉(zhuǎn)化為1954北京坐標(biāo)系。2、 高程基準(zhǔn) 采用1956年黃海高程基準(zhǔn)。4. 設(shè)計(jì)及作業(yè)技術(shù)依據(jù) 1、GPS靜態(tài)測量全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范（CH 2001-92）城市測量規(guī)范（CJJ 8-99） 國家三，四等水準(zhǔn)測量規(guī)范（GB12898-91）1997年版全球定位系統(tǒng)城市測量技術(shù)規(guī)程等級相鄰點(diǎn)平均距離(km)a（mm)b(p

7、pm*D)空間位置精度因子PDOP最弱邊相對中誤差D級10-51010-20<81/20000各級GPS測量基本技術(shù)要求規(guī)定 項(xiàng)目 級別 ABCDE衛(wèi)星高度角（°）10 15 15 15 15 有效觀測衛(wèi)星數(shù) 4 4 4 4 4 平均重復(fù)設(shè)站數(shù) 6421.61.6時段長度(靜態(tài))（min）540240604540數(shù)據(jù)采樣間隔（靜態(tài)）（s）30 30 1030 1030 1030 接收機(jī)選用的技術(shù)要求等級接收機(jī)標(biāo)稱精度觀測量同步觀測接收機(jī)D級雙/單頻10mm +3ppmD載波相位2 閉合環(huán)或附合線路邊數(shù)的規(guī)定級別ABCDE閉合環(huán)或附合線路邊數(shù)566810同步坐標(biāo)分量及環(huán)線全長相對

8、閉合差限差(1×ppm)等級二三四一級二級坐標(biāo)分量相對閉合差2.03.06.09.09.0環(huán)線全長相對閉合差3.05.010.015.015.05. 布網(wǎng)原則及方案 此次GPS靜態(tài)測量共有6臺接收機(jī)。GPS網(wǎng)型設(shè)計(jì)，應(yīng)該遵循以下原則： （1）GPS應(yīng)根據(jù)測區(qū)需要和交通進(jìn)行設(shè)計(jì)。GPS網(wǎng)中點(diǎn)與點(diǎn)之間不要求通視，但考慮加密時的應(yīng)用，每點(diǎn)應(yīng)有一個以上的通視方向。（2）在布網(wǎng)設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮到原有測繪成果資料以及各種大比例尺地形圖的沿用，宜采用原有坐標(biāo)系統(tǒng)。對凡是符合GPS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）GPS網(wǎng)應(yīng)由一個或若干個獨(dú)立觀測環(huán)構(gòu)成，也可采用符合線路形式構(gòu)成。（4）為求

9、得GPS點(diǎn)在地面坐標(biāo)系的坐標(biāo)，應(yīng)在地面坐標(biāo)系選定起算數(shù)據(jù)和聯(lián)測原有地方控制點(diǎn)若干個。（5）為了求得GPS網(wǎng)點(diǎn)的正常高，應(yīng)進(jìn)行水準(zhǔn)測量的高程聯(lián)測。因此，這次控制網(wǎng)采用的是邊聯(lián)式的布網(wǎng)形式（控制網(wǎng)圖見后邊）。6. 選點(diǎn)與埋石GPS控制網(wǎng)點(diǎn)位布設(shè)時，點(diǎn)位的點(diǎn)名取組名，點(diǎn)位編號按D01-D15。GPS選點(diǎn)時應(yīng)遵守如下原則：（1）觀測站應(yīng)遠(yuǎn)離大功率的無線電發(fā)射臺和高壓輸電線，以避免其周圍磁場對GPS衛(wèi)星信號的干擾。接收機(jī)與其距離一般不得小于200m；（2）觀測站附近不應(yīng)有大面積的水域，或?qū)﹄姶挪ǚ瓷洌ㄎ眨?qiáng)烈的物體，以減弱多路徑效應(yīng)影響；（3）測站應(yīng)設(shè)在易于安置接受設(shè)備的地方，且視場開闊。在視場內(nèi)周圍

10、障礙物的高度角，根據(jù)情況一般應(yīng)小于10-15度；（4）觀測站應(yīng)選在交通便利的地方，并且便于其他觀測手段聯(lián)測和擴(kuò)展；（5）對于基線較長的GPS網(wǎng)，還應(yīng)考慮測站附近應(yīng)具有良好的通訊設(shè)備和電力供應(yīng)，以供觀測站之間的聯(lián)系和設(shè)備用電；（6）點(diǎn)位選定后，均應(yīng)規(guī)定繪制點(diǎn)之記，其主要內(nèi)容應(yīng)包括，點(diǎn)位及點(diǎn)位略圖，點(diǎn)位的交通情況以及選點(diǎn)情況。(7)在建立點(diǎn)位標(biāo)志時點(diǎn)的標(biāo)石和標(biāo)志必須穩(wěn)定、堅(jiān)固，易于長期保存和利用，并有利于安全作業(yè)。7. G P S觀測綱要設(shè)計(jì)1、外業(yè)觀測的方法D級GPS控制網(wǎng)應(yīng)按照全球定位系統(tǒng)城市測量技術(shù)規(guī)程的要求進(jìn)行，其內(nèi)容如上表觀測技術(shù)要求。2、外業(yè)觀測要求 觀測組應(yīng)嚴(yán)格按作業(yè)調(diào)度表規(guī)定的時間

11、進(jìn)行作業(yè)，保證同步觀測同一衛(wèi)星組，當(dāng)情況有變化時應(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。每一時段開機(jī)前后應(yīng)各自量取一次天線高，兩次量得的天線高不大于1mm，取平均值作為最后天線高，取平均值作為最后結(jié)果，并及時輸入測站名，觀測時段號等信息，接收機(jī)方向還應(yīng)當(dāng)一致，儀器正常工作后，作業(yè)人員及時逐項(xiàng)填寫測量手簿中的各項(xiàng)內(nèi)容。觀測員在作業(yè)期間不得擅自離開測站，并應(yīng)防止儀器受到震動和被移動，防止人為和其它物體靠近天線遮擋衛(wèi)星信號。接收機(jī)在觀測的過程中不應(yīng)在接收機(jī)近旁使用對講機(jī)；雷雨過境時應(yīng)關(guān)機(jī)停測，并取下天線，以防雷電。每日觀測結(jié)束后，應(yīng)及時將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到計(jì)算機(jī)上，確保觀測數(shù)據(jù)不丟失，同時應(yīng)進(jìn)行當(dāng)天的

12、基線計(jì)算，記錄雨，晴，陰，云等天氣情況。 觀測人員應(yīng)嚴(yán)格按手薄內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)記載，不得錯記，不得漏記，嚴(yán)禁偽造。8. 高程聯(lián)測高程控制網(wǎng)應(yīng)布設(shè)成附合路線，環(huán)線或結(jié)點(diǎn)網(wǎng)高程控制網(wǎng)的等級要求滿足國家四級水準(zhǔn)測量精度高程控制網(wǎng)觀測采用幾何水準(zhǔn)與電磁波三角高程相結(jié)合的方法9. 數(shù)據(jù)處理GPS基線向量的計(jì)算及檢核1、基線解算 基線數(shù)據(jù)解算采用TGoffice軟件求解，基線解算采用消電離層的雙差浮點(diǎn)解或加點(diǎn)離層改正的雙差整數(shù)解（固定解），其主要技術(shù)參數(shù)如下：衛(wèi)星截止高度角15度；電離層模型為：Standard模型；對流層模型為Hopfiled或Computed模型；星歷為廣播星歷或精密星歷；采用L1頻率或L

13、1L2兩個頻率。2、基線解算質(zhì)量檢核 （1）同一時段觀測值的數(shù)據(jù)剔除率10% （2）由完全的獨(dú)立基線構(gòu)成的獨(dú)立環(huán)，各獨(dú)立環(huán)的坐標(biāo)分量閉合差和全長閉合差應(yīng)符合下式規(guī)定：Wx=2n× Wy=2n× Wz=2n×(3)預(yù)期精度當(dāng)基線長度<3km時，優(yōu)于3mm。當(dāng)基線長度3km時，優(yōu)于1/100萬。數(shù)據(jù)處理后，應(yīng)寫出技術(shù)總結(jié)，要求按GPS規(guī)范。3、GPS網(wǎng)平差 GPS網(wǎng)的平差計(jì)算應(yīng)用Solution2.6軟件在WGS-84空間直角坐標(biāo)系下進(jìn)行三維無約束平差，以檢查本次GPS網(wǎng)的內(nèi)符合精度。同時為將WGS-84坐標(biāo)系下的GPS基線觀測值投影到高斯平面上，并轉(zhuǎn)換到1954北京坐標(biāo)系中，采用GPSADJ（Ver2.0）軟件包或Solution(Ver2.1)軟件包進(jìn)行二維約束平差。10. 成果驗(yàn)收GPS測量任務(wù)完成后，需上交的資料：1、測量任務(wù)書，技術(shù)設(shè)計(jì)書；2、點(diǎn)之記，環(huán)視圖，測量標(biāo)志委托保管書，選點(diǎn)資料和埋石資料；3、外業(yè)觀測記錄手簿和偏心觀測記錄；4、野外GPS觀測