GPS控制網(wǎng)布設(shè)專題培訓(xùn)課件

GPS控制網(wǎng)布設(shè)主要內(nèi)容1GPS控制網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計(jì)2GPS接收機(jī)的檢定3GPS的測(cè)量工作4GPS基線向量計(jì)算5高精度GPS測(cè)控網(wǎng)的施測(cè)技術(shù)§6-1概述GPS控制網(wǎng)：應(yīng)用GPS衛(wèi)星定位技術(shù)建立的控制網(wǎng)。一、GPS控制網(wǎng)的分類根據(jù)用途劃分：框架基準(zhǔn)網(wǎng)大地控制網(wǎng)工程控制網(wǎng)測(cè)圖控制網(wǎng)連續(xù)運(yùn)行的參考站網(wǎng)（另類）1）覆蓋范圍：全球、大陸或次大陸2）基準(zhǔn)：地心基準(zhǔn)3）用途：建立、維持位置參考框架進(jìn)行大范圍的地殼運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)4）特點(diǎn)：精度、可靠性要求高反復(fù)或連續(xù)觀測(cè)5）例：

IGS全球跟蹤站網(wǎng)、中國(guó)地殼運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)站網(wǎng)絡(luò)、中國(guó)AA級(jí)網(wǎng)，等1、框架基準(zhǔn)網(wǎng)：全球的GPS永久跟蹤站中國(guó)地殼運(yùn)動(dòng)觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)全國(guó)GPS跟蹤站1）覆蓋范圍：國(guó)家、地區(qū)2）基準(zhǔn)：參心系3）用途：大地控制區(qū)域大地水準(zhǔn)面精化4）特點(diǎn)：精度、可靠性要求較高復(fù)測(cè)周期長(zhǎng)5）例：中國(guó)國(guó)家高精度GPS網(wǎng)、各省市地方的控制網(wǎng)，等2、大地控制網(wǎng)國(guó)家高精度GPS網(wǎng)包括A、B級(jí)高精度GPS網(wǎng)。相鄰點(diǎn)間距離為數(shù)百公里至數(shù)千公里。

其主要任務(wù)是：作為高精度國(guó)家大地測(cè)量控制網(wǎng)，以求定國(guó)家大地坐標(biāo)系與世界大地坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換參數(shù)，為地學(xué)和空間科學(xué)等方面的科學(xué)研究工作服務(wù)；或?qū)PS網(wǎng)進(jìn)行重復(fù)觀測(cè)，用于研究地區(qū)性的板塊運(yùn)動(dòng)或地殼形變規(guī)律等問題。（1）國(guó)家或區(qū)域性的高精度GPS網(wǎng)：已建立永久性跟蹤站AA級(jí)8個(gè)；A級(jí)網(wǎng)點(diǎn)33個(gè)，B級(jí)網(wǎng)點(diǎn)818個(gè)。

國(guó)家高精度GPS網(wǎng)國(guó)家高精度GPS網(wǎng)的布設(shè)：建立了我國(guó)新一代的基于空間技術(shù)的地心三維大地控制框架，改善了我國(guó)似大地水準(zhǔn)面的精度和分辨率，為基礎(chǔ)測(cè)繪、資源勘探、環(huán)境變化監(jiān)測(cè)、國(guó)防工程及多種經(jīng)濟(jì)的需要提供了新的大地控制基礎(chǔ)。國(guó)家高精度GPS網(wǎng)33個(gè)點(diǎn)

818個(gè)點(diǎn)

（2）國(guó)家加密GPS網(wǎng)和局部性的GPS網(wǎng)：

國(guó)家C、D、E等級(jí)和城市二、三、四等級(jí)、一級(jí)、二級(jí)

包括國(guó)家加密GPS網(wǎng)、GPS城市控制網(wǎng)等相鄰點(diǎn)間距離為數(shù)公里至數(shù)十公里。

其主要任務(wù)是：

直接為基礎(chǔ)建設(shè)、城市建設(shè)和工程建設(shè)服務(wù)。GPS城市控制網(wǎng)1）覆蓋范圍：工程施工區(qū)域2）用途：工程放樣、施工變形監(jiān)測(cè)

GPS高程測(cè)量3）基準(zhǔn)：獨(dú)立基準(zhǔn)4）特點(diǎn)：精度、可靠性要求隨工程要求差別較大變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)需多次復(fù)測(cè)5）例：各類工程控制網(wǎng)、滑坡監(jiān)測(cè)網(wǎng)，等 3、工程控制網(wǎng)翠谷山石子溝綜合點(diǎn)廖家包葛3葛2葛1葛4葛洲壩水利樞紐控制網(wǎng)南京地鐵控制網(wǎng)DT30紫金山DT04DT03DT02DT01小行郵校DT28韓府山DT29土山DT27棉花堤DT21DT05中華門DT06DT07

DT08DT25中山門DT09DT10DT22河海大學(xué)DT11玄武飯店DT17DT12DT16DT13DT23八字山DT18DT15塑料廠DT31勞山南京長(zhǎng)江第二大橋控制網(wǎng)長(zhǎng)江1）覆蓋范圍：測(cè)圖區(qū)域2）用途：圖根控制、航測(cè)像控點(diǎn)3）基準(zhǔn):

參心基準(zhǔn)或獨(dú)立基準(zhǔn)4）特點(diǎn):

精度、可靠性要求低5）例：各類圖根控制網(wǎng)、像控點(diǎn)網(wǎng)，等4、測(cè)圖控制網(wǎng)測(cè)圖控制網(wǎng)ContinuousOperationReferenceStationSystem1）覆蓋范圍：國(guó)家、地區(qū)2）用途：多用途3）基準(zhǔn)：多基準(zhǔn)4）特點(diǎn)：連續(xù)運(yùn)行5）例：江蘇、北京、四川、深圳等連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)，等5、連續(xù)運(yùn)行的參考站網(wǎng)（CORS，另類）網(wǎng)絡(luò)參考站網(wǎng)江蘇JSCORS瑞士GPS網(wǎng)絡(luò)差分系統(tǒng)—基準(zhǔn)站分布圖MuttenzStettenBourrignonMartignyGenèveMendrisioSt.MoritzSulzHohtennLocarnoMessocoSargansEngelburgZürichPayerneLausanneBern(L+T)LuzernAarburgPf?nderScoulNeuchatelDavosAndermattUznachJungfraujochZimmerwald丹麥GPS網(wǎng)絡(luò)差分系統(tǒng)—基準(zhǔn)站分布圖二、GPS差分網(wǎng)建設(shè)概況

GPS差分定位技術(shù)可分為：---單基準(zhǔn)站差分（微型網(wǎng)，RTKGPS）---具有多個(gè)基準(zhǔn)站的局域差分（局域網(wǎng)，LADGPS）---廣域差分（廣域網(wǎng)，WADGPS）---廣域外部增強(qiáng)系統(tǒng)（EGNOS、WAAS、MASAS、GDGPS）局域網(wǎng)針對(duì)某一特定的應(yīng)用環(huán)境和地理區(qū)域，直接提供最有效的GPS導(dǎo)航定位服務(wù)，得到了廣泛的應(yīng)用，如測(cè)繪、國(guó)土規(guī)劃、地籍管理、工程建設(shè)、交通監(jiān)控、公共安全、工程與地殼形變監(jiān)測(cè)等等。

廣域增強(qiáng)系統(tǒng)地球同步衛(wèi)星GPS衛(wèi)星WAAS主站臺(tái)(西站)LocalAreaSystem(LAAS)WAAS主站臺(tái)(東站)1、GPS差分網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域需求分析

領(lǐng)域主要用途精度需求可用性需求實(shí)時(shí)性需求測(cè)繪工程測(cè)圖、施工控制±0.01m～±0.1m12h/365d準(zhǔn)實(shí)時(shí)/事后地表及建筑物形變監(jiān)測(cè)安全監(jiān)測(cè)±0.001m～±0.005m24h/365d準(zhǔn)實(shí)時(shí)/事后工程施工施工、放樣、管理±0.01m～±0.1m24h/365d準(zhǔn)實(shí)時(shí)地理信息更新城市規(guī)劃、管理±0.01m～±0.1m12h/365d準(zhǔn)實(shí)時(shí)線路施工及測(cè)繪通信、電力、石油、化工、溝渠、施工及竣工測(cè)繪±0.01m～±0.1m24h/365d準(zhǔn)實(shí)時(shí)地面交通監(jiān)控車、船行程管理、自主導(dǎo)航±0.01m～±0.1m24h/365d延時(shí)≤3s空中交通監(jiān)控飛機(jī)進(jìn)港與著陸±0.01m～±0.1m24h/365d延時(shí)≤1s公共安全特種車輛監(jiān)控、事態(tài)應(yīng)急±0.01m～±0.1m24h/365d延時(shí)≤3s農(nóng)業(yè)管理精細(xì)農(nóng)業(yè)、土地平整±0.01m～±0.1m24h/365d延時(shí)≤5s海、空、港管理船只、車輛、飛機(jī)、進(jìn)港后調(diào)度±0.01m～±0.1m24h/365d延時(shí)≤3s2、國(guó)內(nèi)外GPS差分網(wǎng)建設(shè)狀況

利用GPS精密定位技術(shù)，在一個(gè)國(guó)家、一個(gè)地區(qū)或一個(gè)城市布設(shè)分布密度各不相同的、長(zhǎng)年運(yùn)行的GPS衛(wèi)星永久性跟蹤站。通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)把這些站的精確坐標(biāo)和GPS衛(wèi)星跟蹤數(shù)據(jù)發(fā)播給用戶，用戶只需用一臺(tái)不同類型的GPS接收機(jī)，采用不盡相同的軟件和作業(yè)延時(shí)，就可以進(jìn)行毫米級(jí)、厘米級(jí)、分米級(jí)乃至米級(jí)、十米級(jí)、數(shù)十米級(jí)的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)實(shí)時(shí)、快速或事后定位。衛(wèi)星跟蹤站構(gòu)成一個(gè)基準(zhǔn)站網(wǎng)絡(luò)，利用現(xiàn)代化自動(dòng)控制技術(shù)對(duì)這些基準(zhǔn)站實(shí)現(xiàn)無人值守的連續(xù)運(yùn)行，通過有線無線數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)，使系統(tǒng)的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)局部或全球性的共享。根據(jù)用途，開展公益性和有償性的服務(wù)。這類系統(tǒng)具有全自動(dòng)、全天候、實(shí)時(shí)的定位導(dǎo)航功能外還可以進(jìn)行天氣預(yù)報(bào)、災(zāi)害監(jiān)測(cè)、電網(wǎng)及通信網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間同步等多種功能。

由美國(guó)國(guó)家大地測(cè)量局（NGS）牽頭，包括NGS的跟蹤網(wǎng)、美國(guó)海岸警備隊(duì)（USCG）差分網(wǎng)、美國(guó)聯(lián)邦航空局（FAA）的WAAS網(wǎng)、美國(guó)工程兵團(tuán)（USACE）的跟蹤網(wǎng)等137個(gè)GPS基準(zhǔn)站組成。系統(tǒng)計(jì)劃準(zhǔn)備發(fā)展到250個(gè)基準(zhǔn)站左右，平均站距為100~200km（個(gè)別400km），覆蓋全美，構(gòu)成美國(guó)新一代動(dòng)態(tài)國(guó)家參考系統(tǒng)。系統(tǒng)的所有基準(zhǔn)站都配置雙頻全波型GPS接收機(jī)和抑徑圈天線。每一天卸載當(dāng)天的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)記錄格式為30sRINEX格式，通過因特網(wǎng)向全美和全球用戶提供基準(zhǔn)站坐標(biāo)和GPS衛(wèi)星跟蹤觀測(cè)站數(shù)據(jù)。此外，還提供其它如大地水準(zhǔn)面、坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換等服務(wù)。1）美國(guó)的連續(xù)運(yùn)行參考站網(wǎng)系統(tǒng)（CORS）用戶用一臺(tái)GPS接收機(jī)在美國(guó)任一位置觀測(cè)，然后通過因特網(wǎng)卸載CORS若干基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)，即可進(jìn)行事后精密定位。目前，NGS地學(xué)實(shí)驗(yàn)室正在研究長(zhǎng)距離動(dòng)態(tài)定位軟件，其目標(biāo)是100~200km距離上的GPS相對(duì)定位，幾分鐘或更短的時(shí)間即可達(dá)到1cm級(jí)的相對(duì)定位精度水平。CORS是一個(gè)多功能網(wǎng)，除滿足用戶精密定位要求外，還可滿足氣象、地球動(dòng)力學(xué)、地震監(jiān)測(cè)、實(shí)時(shí)廣域差分等多項(xiàng)服務(wù)。其服務(wù)方式原則上是公益性的。美國(guó)國(guó)家差分GPS狀況黃色區(qū)域?yàn)槿扛采w，灰色區(qū)域?yàn)橄拗菩愿采w，綠色區(qū)域幾乎沒有被覆蓋。CUE和ACCQPOINT是美國(guó)、加拿大地區(qū)的兩個(gè)衛(wèi)星無線網(wǎng)絡(luò)通信公司，也是最早在北美開展商業(yè)廣域差分導(dǎo)航服務(wù)的公司，利用調(diào)頻副載波（FM）廣播廣域差分修正信號(hào)。在美國(guó)和加拿大有20余個(gè)GPS永久跟蹤站，通過FM提供亞米級(jí)到十米級(jí)的廣域差分有償服務(wù)，近來又開發(fā)了利用FM副載波發(fā)送GPS載波相位觀測(cè)修正數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)精密定位副（RTKFMTM）技術(shù)，有效作用距離可達(dá)70km，在20~40km的多條實(shí)驗(yàn)基線上，2~4min的初始化時(shí)間，十個(gè)歷元左右，動(dòng)態(tài)定位精度可達(dá)±1cm左右。利用這一技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)GPS廣域差分和廣域RTK技術(shù)的集成，使過去分設(shè)的定位與導(dǎo)航系統(tǒng)完全有機(jī)地統(tǒng)一成一個(gè)系統(tǒng)。2）CUE、ACCQPOINT廣域定位導(dǎo)航服務(wù)網(wǎng)絡(luò)此外，美國(guó)Satlog等組織也有實(shí)時(shí)廣域差分服務(wù)。該機(jī)構(gòu)有14個(gè)在美國(guó)沿邊境分布的永久跟蹤站，構(gòu)成服務(wù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。加拿大大地測(cè)量局將該國(guó)目前以建成的十幾個(gè)永久GPS衛(wèi)星跟蹤站構(gòu)成一個(gè)主動(dòng)控制網(wǎng)（CACS），作為簡(jiǎn)單大地測(cè)量的動(dòng)態(tài)參考框架。通過因特網(wǎng)提供網(wǎng)絡(luò)地心坐標(biāo)和相應(yīng)GPS衛(wèi)星跟蹤觀測(cè)數(shù)據(jù)，供測(cè)量、地球物理和其他用戶采用GPS單機(jī)即可進(jìn)行事后精密定位。系統(tǒng)提供精密星歷、衛(wèi)星鐘差、電離層模型等廣域差分修正，其實(shí)際定位精度從1m到10m是可變的，取決于用戶采用的GPS接收機(jī)的抗干擾和抗多路徑效應(yīng)的性能。此外，加拿大一些公司目前采用FM廣播和中波信標(biāo)廣播網(wǎng)開展實(shí)時(shí)定位服務(wù)。3）加拿大的主動(dòng)控制網(wǎng)系統(tǒng)（CACS）把當(dāng)前德國(guó)各部門的差分GPS計(jì)劃協(xié)調(diào)統(tǒng)一，建立一個(gè)長(zhǎng)期運(yùn)行的、覆蓋全國(guó)的多功能差分GPS定位導(dǎo)航服務(wù)體系，作為國(guó)家的空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施。德國(guó)的差分GPS服務(wù)按精度、時(shí)間響應(yīng)和目的分成四個(gè)級(jí)別：實(shí)時(shí)定位服務(wù)（EPS）、高精度實(shí)時(shí)定位服務(wù)（HPS）、精密大地定位服務(wù)（GPPS）、高精度大地定位服務(wù)（GHPS）。服務(wù)方式時(shí)間特性數(shù)據(jù)通信方式定位精度用戶數(shù)量數(shù)據(jù)格式應(yīng)用領(lǐng)域EPS實(shí)時(shí)長(zhǎng)波1m～3m∞RTCM2.0車船導(dǎo)航、管理、海測(cè)、環(huán)保、農(nóng)林HEPS實(shí)時(shí)超短波2m波1cm～5cm∞RTCM2.1精密工程、趁勢(shì)管線、航空GPPS準(zhǔn)實(shí)時(shí)電話系統(tǒng)1cmn≤∞RINEX精密工程、城市監(jiān)控、測(cè)量、航測(cè)GHPS事后INTERNET<1cm∞RINEX地球動(dòng)力學(xué)、精密工程、動(dòng)態(tài)坐標(biāo)框架4）德國(guó)的衛(wèi)星定位導(dǎo)航服務(wù)計(jì)劃（SAPOS）四種服務(wù)的精度、時(shí)間特性、通信方式、數(shù)據(jù)格式及用途：§6-2GPS控制網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計(jì)一、GPS控制網(wǎng)設(shè)計(jì)1、GPS網(wǎng)設(shè)計(jì)的目的：1）質(zhì)量的要求

–保證成果質(zhì)量

–便于質(zhì)量控制2）應(yīng)用的要求

–利于成果的應(yīng)用3）觀測(cè)的要求

–保證觀測(cè)質(zhì)量

–保證觀測(cè)效率

–便于觀測(cè)施工1）充分考慮建立GPS控制網(wǎng)的應(yīng)用范圍2）采用分級(jí)布網(wǎng)的建設(shè)方案3）確定GPS測(cè)量精度標(biāo)準(zhǔn)4）GPS網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計(jì)：位置基準(zhǔn)、方位基準(zhǔn)、尺度基準(zhǔn)5）GPS高程基準(zhǔn)6）確定選點(diǎn)原則2、GPS控制網(wǎng)設(shè)計(jì)一般原則1）基準(zhǔn)設(shè)計(jì)–起算條件、數(shù)量及分布2）網(wǎng)形設(shè)計(jì)–同步觀測(cè)圖形的設(shè)置3）觀測(cè)設(shè)計(jì)–儀器要求–觀測(cè)要求–觀測(cè)時(shí)間及時(shí)段長(zhǎng)度、觀測(cè)參數(shù)設(shè)置等4）處理設(shè)計(jì)–數(shù)據(jù)處理方法3、GPS網(wǎng)設(shè)計(jì)內(nèi)容位置基準(zhǔn)： 與測(cè)區(qū)的坐標(biāo)系統(tǒng)一致，通常由給定的起算點(diǎn)坐標(biāo)確定。方位基準(zhǔn)：通過給定的起算方位角確定，或直接選用GPS基線向量的方位角。尺度基準(zhǔn)：由地面電磁波測(cè)距邊確定，或由給定的起算點(diǎn)坐標(biāo)確定，或直接選用GPS基線向量的距離。GPS網(wǎng)的基準(zhǔn)：1）依據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo)（定量分析）2）依據(jù)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則（定性分析）4、GPS網(wǎng)設(shè)計(jì)方法1）GPS網(wǎng)的設(shè)計(jì)指標(biāo)–是指導(dǎo)GPS網(wǎng)設(shè)計(jì)量化因子，是評(píng)價(jià)GPS網(wǎng)設(shè)計(jì)優(yōu)劣的數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)。2）如何評(píng)價(jià)GPS網(wǎng)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣？–質(zhì)量：精度、可靠性–效率–費(fèi)用5、GPS網(wǎng)的設(shè)計(jì)指標(biāo)（1）GPS網(wǎng)設(shè)計(jì)的精度指標(biāo)3）GPS網(wǎng)設(shè)計(jì)的質(zhì)量指標(biāo)：精度、可靠性（2）GPS網(wǎng)設(shè)計(jì)的可靠性指標(biāo)①GPS網(wǎng)的必要獨(dú)立基線數(shù)–定義：測(cè)定網(wǎng)中所有點(diǎn)的坐標(biāo)所需要的獨(dú)立基線的最少數(shù)量。–計(jì)算公式：對(duì)于一個(gè)只以已知點(diǎn)作為起算據(jù)的網(wǎng)，其必要獨(dú)立基線數(shù)，可采用下式計(jì)算：②網(wǎng)的可靠性指標(biāo)–定義：多余獨(dú)立基線數(shù)與總獨(dú)立基線數(shù)的比值。–計(jì)算公式：（1）重復(fù)設(shè)站次數(shù)–在同一測(cè)站上所進(jìn)行的觀測(cè)時(shí)段數(shù)–規(guī)范中規(guī)定了不同等級(jí)的網(wǎng)，每個(gè)測(cè)站的最少平均重復(fù)設(shè)站次數(shù)。4）GPS網(wǎng)設(shè)計(jì)的效率指標(biāo)（2）最少觀測(cè)期數(shù)–定義：根據(jù)規(guī)范要求，布設(shè)一GPS網(wǎng)需要觀測(cè)的最少時(shí)段數(shù)。–特性：最少觀測(cè)期數(shù)與網(wǎng)的等級(jí)、點(diǎn)的數(shù)量和用于觀測(cè)的接收機(jī)的數(shù)量有關(guān)。–計(jì)算公式：–指導(dǎo)作用用于估算工程進(jìn)度：最少觀測(cè)期數(shù)/單天觀測(cè)期數(shù)+機(jī)動(dòng)天數(shù)用于估算外業(yè)觀測(cè)作業(yè)成本：觀測(cè)天數(shù)×單天成本（3）效率指標(biāo)–定義：效率指標(biāo)是理論最少觀測(cè)期數(shù)與設(shè)計(jì)最少觀測(cè)期數(shù)的比值。–計(jì)算公式：–特性：

e≤1；

e越接近1，效率越高。算例：–問：某網(wǎng)由100個(gè)點(diǎn)構(gòu)成，計(jì)劃用4臺(tái)接收機(jī)進(jìn)行觀測(cè)，如果要求平均重復(fù)設(shè)站次數(shù)不得低于2.0，問至少需要觀測(cè)多少個(gè)時(shí)段，可測(cè)得多少獨(dú)立基線，可靠性指標(biāo)是多少？–答：5）GPS網(wǎng)設(shè)計(jì)的費(fèi)用指標(biāo)很簡(jiǎn)單，不再累贅1）GPS網(wǎng)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)：（1）設(shè)計(jì)內(nèi)容多

–基準(zhǔn)、網(wǎng)形、觀測(cè)和處理設(shè)計(jì)（2）設(shè)計(jì)目的多

–效率、費(fèi)用、精度、可靠性和滿足應(yīng)用要求（3）設(shè)計(jì)內(nèi)容間具有關(guān)聯(lián)性（4）設(shè)計(jì)目的間的關(guān)聯(lián)性較強(qiáng)

–效率與費(fèi)用正相關(guān)

–精度與可靠性正相關(guān)

–效率、費(fèi)用與精度、可靠性負(fù)相關(guān)（5）設(shè)計(jì)內(nèi)容與目的間的關(guān)聯(lián)性錯(cuò)綜復(fù)雜

–每一設(shè)計(jì)內(nèi)容都與多項(xiàng)設(shè)計(jì)內(nèi)容相關(guān)聯(lián)（6）不同類型的網(wǎng)設(shè)計(jì)重點(diǎn)有所不同6、GPS網(wǎng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：（1）框架基準(zhǔn)網(wǎng)

–精度(絕對(duì))、可靠性要求高

–效率、費(fèi)用要求很低（2）大地控制網(wǎng)

–精度(絕對(duì))、可靠性、效率、費(fèi)用要求較為均衡（3）工程控制網(wǎng)

–精度(相對(duì))、可靠性、效率、費(fèi)用、分布均有要求

–由于子類型多，要求各有不同（4）測(cè)圖控制網(wǎng)

–精度、可靠性要求低

–效率、費(fèi)用、分布要求較高2）不同類型網(wǎng)的設(shè)計(jì)目的要求：（1）設(shè)計(jì)內(nèi)容對(duì)精度的影響---基準(zhǔn)設(shè)計(jì)已知點(diǎn)對(duì)精度有直接影響已知邊長(zhǎng)對(duì)相對(duì)精度有直接影響已知方位對(duì)相對(duì)精度有直接影響---網(wǎng)形設(shè)計(jì)基線的數(shù)量及質(zhì)量對(duì)網(wǎng)的整體精度有直接影響基線的分布對(duì)網(wǎng)的局部精度有直接影響---觀測(cè)設(shè)計(jì)觀測(cè)方法直接影響基線的質(zhì)量---處理設(shè)計(jì)處理方法直接影響處理結(jié)果的精度3）精度設(shè)計(jì)準(zhǔn)則（2）提高精度的設(shè)計(jì)方法---基準(zhǔn)設(shè)計(jì)①適當(dāng)數(shù)量和均勻分布的已知點(diǎn)

–當(dāng)已知點(diǎn)質(zhì)量較高時(shí)，數(shù)量越多越好

–當(dāng)已知點(diǎn)質(zhì)量較差時(shí)，數(shù)量要適當(dāng)

–在使用已知點(diǎn)時(shí)，需對(duì)已知點(diǎn)的質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)②引入已知邊長(zhǎng)

–為工程網(wǎng)提供準(zhǔn)確的長(zhǎng)度基準(zhǔn)

–確保工程網(wǎng)成果投影到所需的高程面上③引入已知方位

–為城市網(wǎng)或工程網(wǎng)提供方位基準(zhǔn)---網(wǎng)形設(shè)計(jì)①網(wǎng)規(guī)模較大時(shí)，采用高一等級(jí)要求建立框架網(wǎng)②對(duì)同一網(wǎng)，基線越多，精度越高，對(duì)重復(fù)設(shè)站數(shù)、復(fù)測(cè)邊數(shù)量的最低要求以及最簡(jiǎn)異步環(huán)的最大邊數(shù)的要求，都是為了這一目的③相鄰點(diǎn)距離較近時(shí)，要保證進(jìn)行同步觀測(cè)---觀測(cè)設(shè)計(jì)①選擇合適的測(cè)站②選擇合適觀測(cè)時(shí)段和時(shí)段長(zhǎng)度③采用高性能的接收機(jī)、抗多路徑效果好的天線④采用合適的觀測(cè)參數(shù)

–截止高度角：該值越小，可觀測(cè)衛(wèi)星越多，但低高度角衛(wèi)星的觀測(cè)值數(shù)量較差

–歷元間隔：歷元間隔越小，越有利于周跳的探測(cè)修復(fù)⑤采集氣象數(shù)據(jù)---處理設(shè)計(jì)①基線

–選擇合適的軟件－商用軟件、高精度定位軟件（GAMIT，Bernese，GIPSY等）

–采用合適的觀測(cè)值－L1、Iono-free等

–采用適當(dāng)?shù)慕猓潭ń狻⒏?dòng)解

–處理方法－估算對(duì)流層參數(shù)、軌道松弛

–質(zhì)量控制指標(biāo)②網(wǎng)

–選擇合適的軟件－商用軟件、高精度軟件（GLOBK等）

–網(wǎng)平差方案

–粗差應(yīng)對(duì)方法

–質(zhì)量控制指標(biāo)---具體盡量做到：網(wǎng)中距離較近的點(diǎn)一定要進(jìn)行同步觀測(cè)，以獲得它們間的直接觀測(cè)基線建立框架網(wǎng)最小異步環(huán)邊數(shù)不大于6適當(dāng)引入高精度測(cè)距邊若要進(jìn)行高程擬合，水準(zhǔn)點(diǎn)密度要高，分布要均勻，且要將擬合區(qū)域包圍起來適當(dāng)延長(zhǎng)觀測(cè)時(shí)間，增加觀測(cè)時(shí)段選取適當(dāng)數(shù)量的已知點(diǎn)，已知點(diǎn)分布均勻（1）設(shè)計(jì)內(nèi)容對(duì)可靠性的影響---基準(zhǔn)設(shè)計(jì)①已知點(diǎn)對(duì)可靠性有直接影響②已知邊長(zhǎng)對(duì)可靠性有直接影響---網(wǎng)形設(shè)計(jì)①基線的數(shù)量及質(zhì)量對(duì)網(wǎng)的整體可靠性有直接影響②基線的分布對(duì)網(wǎng)的局部可靠性有直接影響---觀測(cè)設(shè)計(jì)觀測(cè)方案直接影響網(wǎng)的可靠性---處理設(shè)計(jì)處理方法直接影響處理結(jié)果的可靠性4）可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：（2）提高可靠性的設(shè)計(jì)方法---基準(zhǔn)設(shè)計(jì)①數(shù)量多及均勻分布的已知點(diǎn)②引入已知邊長(zhǎng)---網(wǎng)形設(shè)計(jì)①網(wǎng)規(guī)模較大時(shí)，采用高一等級(jí)要求建立框架網(wǎng)②對(duì)同一網(wǎng)，基線越多，精度越高，對(duì)重復(fù)設(shè)站數(shù)、復(fù)測(cè)邊數(shù)量的最低要求以及最簡(jiǎn)異步環(huán)的最大邊數(shù)的要求，都是為了這一目的③相鄰點(diǎn)距離較近時(shí)，要保證進(jìn)行同步觀測(cè)④某一特定點(diǎn)的可靠性與該點(diǎn)所連接的基線成正比（重復(fù)設(shè)站次數(shù)越多，連接基線越多，點(diǎn)的可靠性越高）例：右上圖中如果所有基線均只觀測(cè)了一個(gè)時(shí)段，則所有點(diǎn)的可靠性相同。---觀測(cè)設(shè)計(jì)①選擇合適的測(cè)站②選擇合適觀測(cè)時(shí)段和時(shí)段長(zhǎng)度③采用高性能的接收機(jī)、抗多路徑效果好的天線④采用合適的觀測(cè)參數(shù)

–截止高度角：該值越小，可觀測(cè)衛(wèi)星越多，但低高度角衛(wèi)星的觀測(cè)值數(shù)量較差

–歷元間隔：歷元間隔越小，越有利于周跳的探測(cè)修復(fù)⑤采集氣象數(shù)據(jù)---處理設(shè)計(jì)①基線–選擇合適的軟件－商用軟件、高精度定位軟件（GAMIT，Bernese，GIPSY等）–采用合適的觀測(cè)值－L1、Iono-free等–采用適當(dāng)?shù)慕猓潭ń?、浮?dòng)解–處理方法－估算對(duì)流層參數(shù)、軌道松弛–質(zhì)量控制指標(biāo)②網(wǎng)–選擇合適的軟件－商用軟件、高精度軟件（GLOBK等）–網(wǎng)平差方案–粗差應(yīng)對(duì)方法–質(zhì)量控制指標(biāo)---具體盡量做到：增加觀測(cè)期數(shù)（增加獨(dú)立基線數(shù)）保證一定的重復(fù)設(shè)站次數(shù)保證每點(diǎn)與三條以上的獨(dú)立基線相連最小異步環(huán)邊數(shù)不大于65）確定選點(diǎn)原則：為保證對(duì)衛(wèi)星的連續(xù)跟蹤觀測(cè)和衛(wèi)星信號(hào)的質(zhì)量，要求測(cè)站上空應(yīng)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(duì)GPS衛(wèi)星信號(hào)的干擾，在測(cè)站周圍約200m的范圍內(nèi)不能有強(qiáng)電磁波干擾源，如大功率無線電發(fā)射設(shè)施、高壓輸電線等；為避免或減少多路徑效應(yīng)的發(fā)生，測(cè)站應(yīng)遠(yuǎn)離對(duì)電磁波信號(hào)反射強(qiáng)烈的地形、地物，如高層建筑、成片水域等；為便于觀測(cè)作業(yè)和今后的應(yīng)用，測(cè)站應(yīng)選在交通便利，上點(diǎn)方便的地方，并且便于用其它測(cè)量手段聯(lián)測(cè)和擴(kuò)展；對(duì)于基線較長(zhǎng)的GPS網(wǎng)，還應(yīng)考慮觀測(cè)站附近，應(yīng)有良好的通信設(shè)施和電力供應(yīng)，以供觀測(cè)站之間的聯(lián)絡(luò)和設(shè)備用電；測(cè)站應(yīng)選擇在易于保存的地方，點(diǎn)位選定后（包括方位點(diǎn)），均應(yīng)按規(guī)定繪制點(diǎn)之記，包括點(diǎn)位及點(diǎn)位略圖、點(diǎn)位的交通情況以及選點(diǎn)情況等。二、GPS定位精度標(biāo)準(zhǔn)確定亞毫米毫米亞厘米厘米亞分米分米亞米級(jí)米級(jí)0.5~0.9mm1~4mm5~9mm1~4cm5~9cm1~4dm5~9dm1~4m5~9m>10m精密工程監(jiān)控地殼形變工程監(jiān)控精密大地定位工程與大地定位地理信息更新地理信息更新精密交通監(jiān)控交通監(jiān)控近海交通控制移動(dòng)測(cè)圖精密定軌衛(wèi)星定軌航空航天器移動(dòng)測(cè)圖精密農(nóng)業(yè)自引導(dǎo)導(dǎo)航1、GPS定位精度與用戶需求關(guān)系2、GPS相對(duì)定位精度指標(biāo)測(cè)量分級(jí)常量誤差（mm）比例誤差（ppm）相鄰點(diǎn)距離（km）AA30.01500~5000A50.1100~2000B8115~250C1055~40D10102~15E10201~10國(guó)家等級(jí)GPS控制網(wǎng)我國(guó)規(guī)范要求全球定位系統(tǒng)（GPS）測(cè)量規(guī)范（GB/T18314–2001）全球定位系統(tǒng)（GPS）測(cè)量規(guī)范（GB/T18314–2001）精度分級(jí)點(diǎn)位精度和基線長(zhǎng)度年變化率精度規(guī)定城市等級(jí)GPS控制網(wǎng)等級(jí)平均距離(km)常量誤差(mm)比例誤差(ppm)最弱邊相對(duì)中誤差二等9≤10≤21/120000三等5≤10≤51/80000四等2≤10≤101/45000一級(jí)1≤10≤101/20000二級(jí)﹤1≤15≤201/100003、美國(guó)GPS相對(duì)定位精度指標(biāo)測(cè)量類型等/級(jí)基線誤差（cm）距離相對(duì)誤差（ppm）全球和區(qū)域地球動(dòng)力學(xué)測(cè)量、變形測(cè)量AA0.30.01國(guó)家大地參考系一等網(wǎng)測(cè)量、區(qū)域和地方地球動(dòng)力學(xué)測(cè)量、變形測(cè)量A0.50.1國(guó)家大地參考系二等網(wǎng)測(cè)量、與一等網(wǎng)的聯(lián)測(cè)、局部地球動(dòng)力學(xué)測(cè)量、變形測(cè)量、高精度工程測(cè)量B0.81國(guó)家大地參考系（地面測(cè)量）、為滿足測(cè)圖、土地信息、地籍和工程要求進(jìn)行的有關(guān)控制測(cè)量C一等二等/一級(jí)二等/二級(jí)三等1.01.02.03.05.051020501001、基本網(wǎng)形：1）三角形網(wǎng)2）環(huán)形網(wǎng)（多邊形或符合導(dǎo)線）3）星形網(wǎng)三、GPS控制網(wǎng)圖形設(shè)計(jì)控制網(wǎng)形式輻射支導(dǎo)線網(wǎng)

純導(dǎo)線型網(wǎng)純點(diǎn)連式網(wǎng)混連式網(wǎng)2、GPS網(wǎng)的布網(wǎng)形式跟蹤站式會(huì)戰(zhàn)式多基準(zhǔn)站式同步圖形擴(kuò)展式單基準(zhǔn)站式1）跟蹤站式的布網(wǎng)（1）形式：若干臺(tái)接收機(jī)長(zhǎng)期固定安放在測(cè)站上，進(jìn)行常年、不間斷的觀測(cè)，即一年觀測(cè)365天，一天觀測(cè)24小時(shí)，觀測(cè)方式很象是跟蹤站，這種布網(wǎng)形式被稱為跟蹤站式，數(shù)據(jù)處理通常采用精密星歷。（2）優(yōu)點(diǎn)：精度極高，具有框架基準(zhǔn)特性。（3）缺點(diǎn)：需建立專門的永久性建筑即跟蹤站，觀測(cè)成本很高。（4）適用范圍：一般用于建立GPS跟蹤站（AA級(jí)網(wǎng)），永久性的的監(jiān)測(cè)網(wǎng)（如用于監(jiān)測(cè)地殼形變、大氣物理參數(shù)等的永久性監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)）。2）會(huì)戰(zhàn)式的布網(wǎng)（1）形式：在布設(shè)GPS網(wǎng)時(shí)，一次組織多臺(tái)GPS接收機(jī)，集中在一段不太長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，共同作業(yè)。在作業(yè)時(shí)，觀測(cè)分階段進(jìn)行，在同一階段中，所有的接收機(jī)，在若干天的時(shí)間里分別各自在同一批點(diǎn)上進(jìn)行多天、長(zhǎng)時(shí)段的同步觀測(cè)，在完成一批點(diǎn)的測(cè)量后，所有接收機(jī)又都遷移到另外一批點(diǎn)上采用相同方式，進(jìn)行另一階段的觀測(cè)，直至所有點(diǎn)觀測(cè)完畢。（2）優(yōu)點(diǎn)：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。（3）適用范圍：用于布設(shè)A、B級(jí)網(wǎng)。3）多基準(zhǔn)站式的布網(wǎng)（1）形式：若干臺(tái)接收機(jī)在一段時(shí)間里長(zhǎng)期固定在某幾個(gè)點(diǎn)上進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的觀測(cè)，這些測(cè)站稱為基準(zhǔn)站，在基準(zhǔn)站進(jìn)行觀測(cè)的同時(shí)，另外一些接收機(jī)則在這些基準(zhǔn)站周圍相互之間進(jìn)行同步觀測(cè)。（2）優(yōu)點(diǎn)：各個(gè)基準(zhǔn)站之間進(jìn)行了長(zhǎng)時(shí)間的觀測(cè)，可以獲得較高精度的定位結(jié)果，這些高精度的基線向量可以作為整個(gè)GPS網(wǎng)的骨架。其余的進(jìn)行同步觀測(cè)的接收機(jī)間除了自身間有基線向量相連外，它們與各個(gè)基準(zhǔn)站之間也存在有同步觀測(cè)，因此，也有同步觀測(cè)基線相連，這樣可以獲得更強(qiáng)的圖形結(jié)構(gòu)。（3）適用范圍：用于布設(shè)C、D級(jí)網(wǎng)。4）同步圖形擴(kuò)展式的布網(wǎng)（1）形式：多臺(tái)接收機(jī)在不同測(cè)站上進(jìn)行同步觀測(cè)，在完成一個(gè)時(shí)段的同步觀測(cè)后，又遷移到其它的測(cè)站上進(jìn)行同步觀測(cè)，每次同步觀測(cè)都可以形成一個(gè)同步圖形，在測(cè)量過程中，不同的同步圖形間一般有若干個(gè)公共點(diǎn)相連，整個(gè)GPS網(wǎng)由這些同步圖形構(gòu)成。一個(gè)由n臺(tái)儀器測(cè)定的同步圖形中：獨(dú)立基線的數(shù)量為：n-1條總的基線數(shù)量為：n(n-1)/2條（2）優(yōu)點(diǎn)：擴(kuò)展速度快，圖形強(qiáng)度較高，且作業(yè)方法簡(jiǎn)單。（3）適用范圍：用于布設(shè)C、D級(jí)網(wǎng)。同步圖形連接方式：（1）點(diǎn)連式（2）邊連式點(diǎn)連式邊連式網(wǎng)連式（3）網(wǎng)連式（4）混合式5）單基準(zhǔn)站（星形網(wǎng)）式的布網(wǎng)（1）形式：以一臺(tái)接收機(jī)作為基準(zhǔn)站，在某個(gè)測(cè)站上連續(xù)開機(jī)觀測(cè)，其余的接收機(jī)在此基準(zhǔn)站觀測(cè)期間，在其周圍流動(dòng)，每到一點(diǎn)就進(jìn)行觀測(cè)，流動(dòng)的接收機(jī)之間一般不要求同步，這樣，流動(dòng)的接收機(jī)每觀測(cè)一個(gè)時(shí)段，就與基準(zhǔn)站間測(cè)得一條同步觀測(cè)基線，所有這樣測(cè)得的同步基線就形成了一個(gè)以基準(zhǔn)站為中心得星形。（2）優(yōu)點(diǎn)：效率高（3）缺點(diǎn)：圖形強(qiáng)度弱（4）適用范圍：用于布設(shè)D、E級(jí)網(wǎng)N=4N=2N=3儀器臺(tái)數(shù)同步圖形獨(dú)立基線N=53、GPS控制網(wǎng)的網(wǎng)形構(gòu)造1）GPS同步觀測(cè)（1）單基線數(shù)：

同步圖形：二臺(tái)接收機(jī)

nk=2三臺(tái)接收機(jī)

nk=3四臺(tái)接收機(jī)

nk=4五臺(tái)接收機(jī)

nk=5（3）同步觀測(cè)環(huán)數(shù)：（2）獨(dú)立基線數(shù)：2）GPS非同步觀測(cè)3）舉例：（1）nk=4時(shí)，ng=6，np=3，nr=3

三邊形個(gè)數(shù)：?

多時(shí)段觀測(cè)時(shí)，獨(dú)立基線應(yīng)以構(gòu)成閉合圖形為優(yōu)。（2）nk=6時(shí)，ng=15，np=5，nr=10§6-3GPS測(cè)量工作一、GPS相對(duì)定位作業(yè)模式1、靜態(tài)相對(duì)定位2、快速靜態(tài)相對(duì)定位3、準(zhǔn)動(dòng)態(tài)相對(duì)定位4、動(dòng)態(tài)相對(duì)定位二、GPS測(cè)量技術(shù)規(guī)定AAABCDE衛(wèi)星截止高度角(?)101015151515同時(shí)觀測(cè)有效衛(wèi)星數(shù)≥4≥4≥4≥4≥4≥4觀測(cè)時(shí)段數(shù)≥10≥6≥4≥2≥1.6≥1.6時(shí)段長(zhǎng)度min(靜態(tài))≥720≥540≥240≥60≥45≥40快速靜態(tài)(雙頻全波)≥15≥10≥10快速靜態(tài)(單頻)≥30≥20≥15采樣間隔s(靜態(tài))30303010～3010～3010～30采樣間隔s(快速靜態(tài))5～155～155～151、國(guó)家等級(jí)GPS測(cè)量基本技術(shù)規(guī)定2、城市等級(jí)GPS測(cè)量技術(shù)規(guī)定項(xiàng)目等級(jí)

觀測(cè)方法二等三等四等一級(jí)二級(jí)衛(wèi)星高度角(°)靜態(tài)快速靜態(tài)≥15≥15≥15≥15≥15有效觀測(cè)衛(wèi)星數(shù)靜態(tài)快速靜態(tài)≥4—≥4≥5≥4≥5≥4≥5≥4≥5平均重復(fù)設(shè)站數(shù)靜態(tài)快速靜態(tài)≥2—≥2≥2≥1.6≥1.6≥1.6≥1.6≥1.6≥1.6時(shí)段長(zhǎng)度(min)靜態(tài)快速靜態(tài)≥90—≥60≥20≥45≥15≥45≥15≥45≥15數(shù)據(jù)采樣間隔(S)靜態(tài)快速靜態(tài)10～6010～6010～6010～6010～60三、建立GPS網(wǎng)的三個(gè)階段1、測(cè)前－－－設(shè)計(jì)、準(zhǔn)備階段

2、測(cè)中－－－外業(yè)作業(yè)階段3、測(cè)后－－－數(shù)據(jù)處理、分析，成果整理、驗(yàn)收階段1、測(cè)前階段1）項(xiàng)目規(guī)劃2）施工技術(shù)設(shè)計(jì)3）測(cè)繪資料收集整理4）儀器檢驗(yàn)、檢定5）實(shí)地踏勘、選點(diǎn)、埋石2、測(cè)中階段1）實(shí)地了解測(cè)區(qū)情況2）作業(yè)隊(duì)進(jìn)駐3）衛(wèi)星狀態(tài)預(yù)報(bào)4）確定觀測(cè)作業(yè)方案5）外業(yè)觀測(cè)6）數(shù)據(jù)傳輸、轉(zhuǎn)儲(chǔ)、備份7）基線處理與質(zhì)量控制GPS衛(wèi)星預(yù)報(bào)和觀測(cè)調(diào)度計(jì)劃GPS可視衛(wèi)星GPS靜態(tài)外業(yè)觀測(cè)（1）觀測(cè)儀器：采用3臺(tái)美國(guó)AshtechZ12型GPS雙頻接收機(jī)進(jìn)行觀測(cè)，其標(biāo)稱精度為5mm+1ppm×D，配備有可抑止多路徑效應(yīng)的扼流圈天線。（2）作業(yè)模式：采用靜態(tài)相對(duì)定位模式，以同步三角形連接，擴(kuò)展成空間GPS網(wǎng)。（3）觀測(cè)前的準(zhǔn)備工作：利用AshtechGPS隨機(jī)軟件(Winprism軟件)，編制測(cè)區(qū)衛(wèi)星可見性預(yù)報(bào)表、衛(wèi)星出現(xiàn)的方位等，合理選擇最佳觀測(cè)時(shí)段。（4）觀測(cè)要求：衛(wèi)星高度切割角15°，有效觀測(cè)衛(wèi)星個(gè)數(shù)4，采樣間隔為20″，時(shí)段觀測(cè)時(shí)間45分鐘，PDOP4。3、測(cè)后階段1）結(jié)果分析（網(wǎng)平差與質(zhì)量控制）2）整理成果、技術(shù)總結(jié)3）項(xiàng)目驗(yàn)收四、歸心改正對(duì)于雙維標(biāo)或復(fù)合標(biāo)等，必須進(jìn)行偏心觀測(cè)歸心元素測(cè)定歸心計(jì)算方法§6-4GPS基線向量計(jì)算一、GPS數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)采集成果輸出GPS網(wǎng)平差起算點(diǎn)兼容性分析數(shù)據(jù)預(yù)處理1、數(shù)據(jù)處理流程：2、數(shù)據(jù)下載：“download”GPS接收機(jī)采集的數(shù)據(jù)是記錄在接收機(jī)的PC卡上。數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐瑫r(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)分流，生成四個(gè)數(shù)據(jù)文件：載波相位和偽距觀測(cè)值文件、星歷參數(shù)文件、電離層參數(shù)和UTC參數(shù)文件、測(cè)站信息文件。具體為：（1）A*.day---衛(wèi)星可見性預(yù)報(bào)文件：衛(wèi)星狀態(tài)、DOP值（2）B*.day---接收機(jī)位置數(shù)據(jù)文件：衛(wèi)星個(gè)數(shù)、高度角、位置、信噪比等（3）E*.day---衛(wèi)星星歷數(shù)據(jù)文件：衛(wèi)星軌道參數(shù)等（4）S*.day---測(cè)站信息數(shù)據(jù)文件：測(cè)站號(hào)、天線高、天線半徑、氣象元素等二、空間基線解算

采用Ashtech接收機(jī)隨機(jī)提供的商用軟件Winprism進(jìn)行及時(shí)處理。對(duì)解算結(jié)果不好的基線進(jìn)行單獨(dú)解算，通過增刪衛(wèi)星、重選基星、改變時(shí)段和高度角等方法改善基線解算結(jié)果，對(duì)于單獨(dú)解算不滿意的基線作重測(cè)或刪除處理?；€解算成果中有五種文件，具體為：1）I*.*---輸入信號(hào)文件2）L*.*---基線向量文件3）O*.*---基線向量數(shù)據(jù)文件4）P*.*---衛(wèi)星殘差分布文件5）Summary.out---基線解算向量文件1、基線解算的軟件操作流程：2、基線解算結(jié)果的內(nèi)容1）解的類型（三差解、雙差解、固定解、浮動(dòng)解等）2）不同系統(tǒng)下的輸入、輸出坐標(biāo)3）接收機(jī)的相關(guān)信息（如序列號(hào)等）4）坐標(biāo)分量估值的標(biāo)準(zhǔn)偏差5）所有坐標(biāo)參數(shù)（包括整周未知數(shù)參數(shù)等）的相關(guān)矩陣或方差-協(xié)方差陣6）衛(wèi)星幾何形狀的信息（如RDOP值等）7）信號(hào)跟蹤記錄（數(shù)據(jù)記錄時(shí)間、衛(wèi)星、通道、信號(hào)質(zhì)量等）8）數(shù)據(jù)刪除率、采樣率、數(shù)據(jù)剔除準(zhǔn)則9）星歷內(nèi)容綜述，健康標(biāo)志信息10）進(jìn)行的數(shù)據(jù)預(yù)處理措施（如對(duì)流層模型）11）觀測(cè)值改正數(shù)（殘差Residual）12）結(jié)果統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)結(jié)果13）整周未知數(shù)的確定結(jié)果14）解的質(zhì)量綜述3、基線解算結(jié)果的作用1）是后續(xù)數(shù)據(jù)處理（GPS基線向量網(wǎng)平差的觀測(cè)值）2）為進(jìn)行基線向量解算結(jié)果質(zhì)量控制提供素材三、基線解算階段的質(zhì)量控制1、基線解算階段質(zhì)量控制的目的：–為后續(xù)的數(shù)據(jù)處理分析提供合格的基線向量結(jié)果。2、基線解算階段質(zhì)量控制的內(nèi)容：1）質(zhì)量評(píng)定：通過一系列的指標(biāo)，對(duì)基線向量結(jié)果的質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量差（不合格的基線）。2）質(zhì)量改善：通過數(shù)據(jù)處理手段，提高基線向量結(jié)果的質(zhì)量。1）原則（1）全面性：多角度、多方面（2）精度、可靠性（3）科學(xué)性：具有嚴(yán)格的理論根據(jù)（4）可操作性：易于使用（5）指導(dǎo)性：對(duì)工作具有指導(dǎo)作用2）評(píng)定指標(biāo)（1）相對(duì)指標(biāo)：無法確切判定質(zhì)量合格與否（2）半相對(duì)半絕對(duì)指標(biāo)：可確切判定質(zhì)量是否不合格，卻無法確切判定質(zhì)量是否合格（3）絕對(duì)指標(biāo)：可確切判定質(zhì)量合格與否3、衡量基線向量結(jié)果質(zhì)量的方法3）相對(duì)質(zhì)量指標(biāo)（1）單位權(quán)方差因子–定義：–實(shí)質(zhì)：又稱為參考因子一定程度地反映了觀測(cè)值質(zhì)量的優(yōu)劣（2）觀測(cè)值的RMS–定義：觀測(cè)值殘差的均方根（RootofMeanSquare）–實(shí)質(zhì)：一定程度地反映了觀測(cè)值質(zhì)量的優(yōu)劣一般認(rèn)為，RMS越小越好（3）數(shù)據(jù)刪除率–定義：在基線解算時(shí)，如果觀測(cè)值的改正數(shù)大于某一個(gè)閾值時(shí)，則認(rèn)為該觀測(cè)值含有粗差，則需要將其刪除。被刪除觀測(cè)值的數(shù)量與觀測(cè)值的總數(shù)的比值，就是所謂的數(shù)據(jù)刪除率。–實(shí)質(zhì)：數(shù)據(jù)刪除率從某一方面反映除了GPS原始觀測(cè)值的質(zhì)量。數(shù)據(jù)刪除率越高，說明觀測(cè)值的質(zhì)量越差。（4）RATIO–定義：

RATIO=RMS次最小/RMS最小–實(shí)質(zhì)：反映了所確定出的整周未知數(shù)參數(shù)的可靠性，該值總大于等于1，值越大，可靠性越高。這一指標(biāo)取決于多種因素，既與觀測(cè)值的質(zhì)量有關(guān)，也與觀測(cè)條件的好壞有關(guān)。（5）RDOP–定義：是指在基線解算時(shí)待定參數(shù)的協(xié)因數(shù)陣的跡（tr(Q)）的平方根，即：RDOP=(tr(Q))1/2RDOP值的大小與基線位置和衛(wèi)星在空間的幾何分布及運(yùn)行軌跡（即觀測(cè)條件）有關(guān)，當(dāng)基線位置確定后，RDOP值就只與觀測(cè)條件有關(guān)了，而觀測(cè)條件又是時(shí)間的函數(shù)，因此，實(shí)際上對(duì)與某條基線向量來講，其RDOP值的大小與觀測(cè)時(shí)間段有關(guān)。–實(shí)質(zhì)：RDOP表明了GPS衛(wèi)星的狀態(tài)對(duì)相對(duì)定位的影響，即取決于觀測(cè)條件的好壞，它不受觀測(cè)值質(zhì)量好壞的影響。4）半相對(duì)半絕對(duì)質(zhì)量指標(biāo)同步環(huán)閉合差：–定義：由同步觀測(cè)基線所組成的閉合環(huán)的閉合差。–特點(diǎn)：理論上：由于同步觀測(cè)基線間具有一定的內(nèi)在聯(lián)系，同步環(huán)閉合差在理論上應(yīng)總是為零。實(shí)踐中：只要數(shù)學(xué)模型正確、數(shù)據(jù)處理無誤，即使觀測(cè)值質(zhì)量不好，同步環(huán)閉合差將非常小。–實(shí)質(zhì)：若同步環(huán)閉合差超限，則說明組成同步環(huán)基線中至少存在一條基線向量是錯(cuò)誤的若同步環(huán)閉合差沒有超限，還不能說明組成同步環(huán)的所有基線在質(zhì)量上均合格。5）絕對(duì)質(zhì)量指標(biāo)（1）異步環(huán)閉合差：–定義：由相互獨(dú)立的基線所組成的閉合環(huán)的閉合差。–實(shí)質(zhì)：異步環(huán)閉合差滿足限差要求時(shí)，則表明組成異步環(huán)的基線向量的質(zhì)量是合格的。當(dāng)異步環(huán)閉合差不滿足限差要求時(shí)，則表明組成異步環(huán)的基線向量中至少有一條基線向量的質(zhì)量不合格。要確定出哪些基線向量的質(zhì)量不合格，可以通過多個(gè)相鄰的異步環(huán)或重復(fù)基線來判定。（2）復(fù)測(cè)基線較差（重復(fù)基線互差）–定義：不同觀測(cè)時(shí)段，對(duì)同一條基線的觀測(cè)結(jié)果，就是所謂重復(fù)基線。這些觀測(cè)結(jié)果之間的差異，就是復(fù)測(cè)基線較差。–實(shí)質(zhì)：復(fù)測(cè)基線較差滿足限差要求時(shí)，則表明基線向量的質(zhì)量是合格的。復(fù)測(cè)基線較差不滿足限差要求時(shí)，則表明復(fù)測(cè)基線中至少有一條基線向量的質(zhì)量不合格。要確定出哪些基線向量的質(zhì)量不合格，可以通過多條復(fù)測(cè)基線來判定。4、規(guī)范要求1）全球定位系統(tǒng)（GPS）測(cè)量規(guī)范GB/T18314–2001全球定位系統(tǒng)（GPS）測(cè)量規(guī)范GB/T18314–2001四、GPS基線解算結(jié)果1、影響GPS基線解算結(jié)果的幾個(gè)因素：1）基線解算時(shí)所設(shè)定的起點(diǎn)坐標(biāo)不準(zhǔn)確，會(huì)導(dǎo)致基線出現(xiàn)尺度和方向上的偏差。2）少數(shù)衛(wèi)星的觀測(cè)時(shí)間太短，會(huì)導(dǎo)致與該顆衛(wèi)星有關(guān)的整周未知數(shù)無法正確確定，而對(duì)于基線解算來講，對(duì)于參與計(jì)算的衛(wèi)星，如果與其相關(guān)的整周未知數(shù)沒有準(zhǔn)確確定的話，就影響整個(gè)基線解算結(jié)果。3）在整個(gè)觀測(cè)時(shí)段里，有個(gè)別時(shí)間段里周調(diào)太多，致使周跳修復(fù)不完善。4）在觀測(cè)時(shí)段內(nèi)，多路徑效應(yīng)比較嚴(yán)重，觀測(cè)值的改正數(shù)普遍較大。5）對(duì)流層或電離層折射影響過大。2、影響GPS基線解算結(jié)果因素的判別：1）基線起點(diǎn)坐標(biāo)不準(zhǔn)確的判別：–無明確的方法2）衛(wèi)星觀測(cè)時(shí)間短的判別：–通過衛(wèi)星可見性圖3）周跳：–通過殘差圖（殘差跳躍）雙差殘差圖表明：SV12存在周跳4）多路徑效應(yīng)嚴(yán)重：–通過殘差圖（殘差中部分區(qū)間成系統(tǒng)性變化，且呈現(xiàn)周日特征）5）對(duì)流層或電離層折射影響過大：

–通過殘差圖（殘差中部分區(qū)間成系統(tǒng)性變化，但無周日特征）受多路徑效應(yīng)影響的殘差圖3、改善GPS基線解算結(jié)果質(zhì)量的方法1）基線起點(diǎn)坐標(biāo)不準(zhǔn)確的應(yīng)對(duì)方法–使用坐標(biāo)精度高的點(diǎn)作為起算點(diǎn)2）如何獲取較為準(zhǔn)確的坐標(biāo)：與已知點(diǎn)聯(lián)測(cè)，長(zhǎng)時(shí)間單點(diǎn)定位–所有基線從一點(diǎn)或由該點(diǎn)衍生出的點(diǎn)起算3）其他提高精度的方法–刪衛(wèi)星、截時(shí)段、改變截止高度角–改變其它控制參數(shù)4）數(shù)據(jù)刪除標(biāo)準(zhǔn)–編輯因子5）RATIO之閾值6）大氣折射延遲改正方法或模型…五、空間基線向量的質(zhì)量檢核

為提高GPS測(cè)量的精度與可靠度，需要對(duì)基線解算質(zhì)量進(jìn)行檢核。

同步環(huán)閉合差是檢驗(yàn)一個(gè)時(shí)段觀測(cè)質(zhì)量好壞的標(biāo)志。同步環(huán)閉合差超限，可能是因?yàn)橥江h(huán)上各測(cè)站沒有完全同步，或是各測(cè)站周跳修復(fù)不同，也可能是軟件本身的缺陷所至。

異步環(huán)閉合差超限，可能因各種觀測(cè)條件較差（如多路徑誤差影響、強(qiáng)輻射、電離層、對(duì)流層的影響）?；€解算后，必須進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，計(jì)算同步環(huán)閉合差、非同步環(huán)閉合差以及重復(fù)基線的檢查，各環(huán)閉合差符合規(guī)范要求。1、基線解分析：1）觀測(cè)值殘差分析2）基線長(zhǎng)度的精度3）基線向量環(huán)閉合差檢核4）雙差固定解和雙差實(shí)數(shù)解AshtechSolutions數(shù)據(jù)后處理軟件3、非同步環(huán)坐標(biāo)分量及全長(zhǎng)相對(duì)閉合差4、重復(fù)基線的長(zhǎng)度較差：坐標(biāo)分量閉合差限差：坐標(biāo)分量閉合差限差：2、同步環(huán)坐標(biāo)分量及全長(zhǎng)相對(duì)閉合差全長(zhǎng)相對(duì)閉合差限差：全長(zhǎng)相對(duì)閉合差差：§6-5GPS接收機(jī)的檢定一、一般性檢視主機(jī)、天線、附件、處理軟件的完好性。二、通電檢視鍵盤按鍵、顯示系統(tǒng)和儀器自檢工作的正常性。三、接收機(jī)內(nèi)部噪聲水平測(cè)試1、接收機(jī)內(nèi)部噪聲：接收機(jī)鐘差、信號(hào)通道時(shí)延、延遲鎖相環(huán)誤差及機(jī)內(nèi)噪聲所引起的定位誤差的綜合反映。2、測(cè)試方法

1）零基線測(cè)試法：

基本原理：采用“功率分配器”將同一天線輸出的信號(hào)分成功率、相位相同的兩路或多路信號(hào)送到不同的GPS接收機(jī)中，然后對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行雙差處理，求解三維坐標(biāo)差，以檢驗(yàn)接收機(jī)的固定誤差。

2）超短基線測(cè)試法：基本原理：在平坦地區(qū)選擇長(zhǎng)度為5~10m的已知基線（或用鑒定后的鋼尺量距），同步觀測(cè)進(jìn)行靜態(tài)定位，解算基線值與已知基線值比較，求定儀器的固定誤差。四、天線相位穩(wěn)定性測(cè)試1、天線相位中心穩(wěn)定性：天線在不同方位下的實(shí)際相位中心位置與廠家提供的天線幾何中心位置的重合程度。2、相對(duì)定位法測(cè)試：旋轉(zhuǎn)天線位置：90°、180°、270°。五、GPS接收機(jī)野外作業(yè)性能和精度指標(biāo)測(cè)試1、短基線直接比較法檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)檢定場(chǎng)儀器標(biāo)稱中誤差：GPS觀測(cè)中誤差：2、野外檢定網(wǎng)上檢驗(yàn)1）解算邊長(zhǎng)與相應(yīng)已知邊長(zhǎng)之差：2）多邊形閉合環(huán)坐標(biāo)分量閉合差：3）不同時(shí)段觀測(cè)得到的重復(fù)邊的邊長(zhǎng)和坐標(biāo)分量互差：六、接收機(jī)頻標(biāo)穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)測(cè)量評(píng)價(jià)

接收機(jī)頻標(biāo)穩(wěn)定性：主要是短周期頻率穩(wěn)定特性，考核接收機(jī)性能和潛在的可能達(dá)到的精度水平的一項(xiàng)重要指標(biāo)。

檢驗(yàn)方法：通過對(duì)不同測(cè)程、分別連續(xù)觀測(cè)較長(zhǎng)時(shí)間段的觀測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行殘差統(tǒng)計(jì)分析，確定數(shù)據(jù)的平均噪聲水平、周跳出現(xiàn)頻率以及低高度角情況下觀測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量變化和多路徑效應(yīng)的影響等。七、接收機(jī)附件的檢驗(yàn)電池、電纜、接頭、基座、氣象儀表等轉(zhuǎn)到§6-6高精度GPS測(cè)控網(wǎng)的施測(cè)技術(shù)一、工程概況南京地鐵1#線工程南起小行，北至邁皋橋，西延至奧體中心，線路總長(zhǎng)度21.72公里，其中地下線14.43km，地上線7.02km，過渡段0.27km，線路貫穿主城區(qū)的中心腹地，把城市中心區(qū)商業(yè)、金融、文化、綜合服務(wù)等繁華區(qū)及對(duì)外交通口等客流集散點(diǎn)連接起來，形成主城區(qū)中軸線的快速軌道交通走廊。GPS控制網(wǎng)是地鐵工程施工的全線總控制網(wǎng)，其網(wǎng)點(diǎn)的穩(wěn)定、準(zhǔn)確直接關(guān)系到工程施工的質(zhì)量和隧道的貫通。因此，必須對(duì)全線控制網(wǎng)統(tǒng)一規(guī)劃，并進(jìn)行定期復(fù)測(cè)，以滿足工程建設(shè)的需要。南京市快速軌道線網(wǎng)規(guī)劃圖二、網(wǎng)形優(yōu)化分析1、GPS控制網(wǎng)測(cè)區(qū)：位于東經(jīng)118°42′~118°50′，北緯31°57″~32°07′，東起紫金山、土山，西至棉花堤、水佐崗，南起韓府山，北至勞山。2、測(cè)區(qū)中心線自南向北貫穿繁華市區(qū)，居民密集，高樓林立，大氣能見度差，各種電磁波干擾嚴(yán)重，對(duì)控制測(cè)量工作極為不利。3、GPS控制網(wǎng)的覆蓋范圍廣，精度要求特殊，網(wǎng)形設(shè)計(jì)時(shí)必須做到網(wǎng)點(diǎn)位布設(shè)合理、精度高且有很高的可靠性。4、GPS控制網(wǎng)既要考慮與原城市二等網(wǎng)的聯(lián)系，又要考慮地鐵網(wǎng)的獨(dú)立性，充分體現(xiàn)GPS控制網(wǎng)的高精度。5、GPS控制網(wǎng)選取在測(cè)區(qū)范圍內(nèi)可供選擇的高級(jí)聯(lián)測(cè)點(diǎn)城市二等三角點(diǎn)有6個(gè)：DT22DT27DT28DT29DT30DT31DT30紫金山DT04DT03DT02DT01小行郵校DT28韓府山DT29土山DT27棉花堤DT21DT05中華門DT06DT07

DT08DT25中山門DT09DT10DT22河海大學(xué)DT11玄武飯店DT17DT12DT16DT13DT23八字山DT18DT15塑料廠DT31勞山6、GPS控制網(wǎng)設(shè)計(jì)要求按設(shè)計(jì)要求將地鐵GPS網(wǎng)沿地鐵線路布設(shè)城市二等網(wǎng)：南起DT28，北至DT31，中間與DT29、DT27、DT22、DT30等三角點(diǎn)相連。DT30紫金山DT04DT03DT02DT01小行郵校DT28韓府山DT29土山DT27棉花堤DT21DT05中華門DT06DT07

DT08DT25中山門DT09DT10DT22河海大學(xué)DT11玄武飯店DT17DT12DT16DT13DT23八字山DT18DT15塑料廠DT31勞山地鐵GPS控制網(wǎng)共有26個(gè)控制點(diǎn)，全網(wǎng)包括起算點(diǎn)2個(gè)，檢查點(diǎn)4個(gè)（根據(jù)平差結(jié)果分析可以任選起算點(diǎn)），選取待定點(diǎn)20個(gè)，以同步三角形連接、用邊連式擴(kuò)展成空間GPS鎖網(wǎng)。