全球衛(wèi)星定位測量技術(shù)-GPS測量的技術(shù)設(shè)計(jì)

GPS控制網(wǎng)布設(shè)方案

應(yīng)用GPS定位技術(shù)建立測量控制網(wǎng)，幾乎毫無例外地均采用相對定位方法。相對定位的兩點(diǎn)間構(gòu)成獨(dú)立觀測邊，也稱基線。顯然，獨(dú)立觀測邊配置和布設(shè)的結(jié)果就形成了GPS網(wǎng)的幾何圖形，它是由投入作業(yè)的接收機(jī)臺數(shù)、觀測路線和基線連接形式所決定的，我們將它們稱為GPS測量控制網(wǎng)的測設(shè)方案。

GPS控制網(wǎng)的布設(shè)靜態(tài)相對定位快速靜態(tài)相對定位準(zhǔn)動態(tài)相對定位動態(tài)相對定位RTK模式GPS控制網(wǎng)的布設(shè)1.靜態(tài)相對定位

(1)作業(yè)方法

(2)精度

(3)適用范圍

(4)注意事項(xiàng)一、兩臺接收機(jī)相對定位的測設(shè)方案

GPS控制網(wǎng)的布設(shè)GPS控制網(wǎng)的布設(shè)作業(yè)方法：采用兩臺(或兩臺以上)接收設(shè)備，分別安置在一條或數(shù)條基線的兩個(gè)端點(diǎn)，同步觀測4顆以上衛(wèi)星，每時(shí)段長45分鐘至2小時(shí)或更多。精度：基線的相對定位精度可達(dá)5mm+1ppm·D，D為基線長度(km)。靜態(tài)相對定位GPS控制網(wǎng)的布設(shè)適用范圍：建立全球性或國家級大地控制網(wǎng)，建立地殼運(yùn)動監(jiān)測網(wǎng)、建立長距離檢校基線、進(jìn)行島嶼與大陸聯(lián)測、鉆井定位及精密工程控制網(wǎng)建立等。注意事項(xiàng)：所有已觀測基線應(yīng)組成一系列封閉圖形，以利于外業(yè)檢核，提高成果可靠度。并且可以通過平差，有助于進(jìn)一步提高定位精度。靜態(tài)相對定位GPS控制網(wǎng)的布設(shè)2.快速靜態(tài)定位

(1)作業(yè)方法

(2)精度

(3)適用范圍

(4)注意事項(xiàng)一、兩臺接收機(jī)相對定位的測設(shè)方案

GPS控制網(wǎng)的布設(shè)快速靜態(tài)定位GPS控制網(wǎng)的布設(shè)作業(yè)方法：在測區(qū)中部選擇一個(gè)基準(zhǔn)站，并安置一臺接收設(shè)備連續(xù)跟蹤所有可見衛(wèi)星;另一臺接收機(jī)依次到各點(diǎn)流動設(shè)站，每點(diǎn)觀測數(shù)分鐘。精度：流動站相對于基準(zhǔn)站的基線中誤差為5mm+1ppm·D，D為基線長度(km)。快速靜態(tài)定位GPS控制網(wǎng)的布設(shè)適用范圍：控制網(wǎng)的建立及其加密、工程測量、地籍測量、大批相距百米左右的點(diǎn)位定位。注意事項(xiàng)：在觀測時(shí)段內(nèi)應(yīng)確保有5顆以上衛(wèi)星可供觀測;流動點(diǎn)與基準(zhǔn)點(diǎn)相距應(yīng)不超過20km;流動站上的接收機(jī)在轉(zhuǎn)移時(shí)，不必保持對所測衛(wèi)星連續(xù)跟蹤，可關(guān)閉電源以降低能耗?？焖凫o態(tài)定位GPS控制網(wǎng)的布設(shè)優(yōu)點(diǎn)：作業(yè)速度快、精度高、能耗低;缺點(diǎn)：二臺接收機(jī)工作時(shí)，構(gòu)不成閉合圖形，可靠性較差。快速靜態(tài)定位GPS控制網(wǎng)的布設(shè)3.準(zhǔn)動態(tài)定位

(1)作業(yè)方法

(2)精度

(3)適用范圍

(4)注意事項(xiàng)一、兩臺接收機(jī)相對定位的測設(shè)方案

GPS控制網(wǎng)的布設(shè)作業(yè)方法：在測區(qū)選擇一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，安置接收機(jī)連續(xù)跟蹤所有可見衛(wèi)星;將另一臺流動接收機(jī)先置于1號站觀測;在保持對所測衛(wèi)星連續(xù)跟蹤而不失鎖的情況下，將流動接收機(jī)分別在2,3,4…各點(diǎn)觀測數(shù)秒鐘。準(zhǔn)動態(tài)定位GPS控制網(wǎng)的布設(shè)精度：基線的中誤差約為1～2cm應(yīng)用范圍開闊地區(qū)的加密控制測量、工程定位及碎部測量、剖面測量及線路測量等。準(zhǔn)動態(tài)定位GPS控制網(wǎng)的布設(shè)注意事項(xiàng)：應(yīng)確保在觀測時(shí)段上有5顆以上衛(wèi)星可供觀測;流動點(diǎn)與基準(zhǔn)點(diǎn)距離不超過20km;觀測過程中流動接收機(jī)不能失鎖，否則應(yīng)在失鎖的流動點(diǎn)上延長觀測時(shí)間1～2min。準(zhǔn)動態(tài)定位GPS控制網(wǎng)的布設(shè)

4.往返式重復(fù)設(shè)站

(1)作業(yè)方法

(2)精度

(3)適用范圍

(4)注意事項(xiàng)一、兩臺接收機(jī)相對定位的測設(shè)方案

GPS控制網(wǎng)的布設(shè)作業(yè)方式：建立一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)安置接收機(jī)連續(xù)跟蹤所有可見衛(wèi)星;流動接收機(jī)依次到每點(diǎn)觀測1～2min;1h后逆序返測各流動點(diǎn)1～2min。設(shè)站布置如圖8-13所示。往返式重復(fù)設(shè)站GPS控制網(wǎng)的布設(shè)精度：相對于基準(zhǔn)點(diǎn)的基線中誤差為5mm+1ppm·D。應(yīng)用范圍控制測量及控制網(wǎng)加密、取代導(dǎo)線測量及三角測量、工程測量及地籍測量等。往返式重復(fù)設(shè)站GPS控制網(wǎng)的布設(shè)注意事項(xiàng)流動點(diǎn)與基準(zhǔn)點(diǎn)相距不超過20km;基準(zhǔn)點(diǎn)上空開闊，能正常跟蹤3顆及以上的衛(wèi)星。往返式重復(fù)設(shè)站GPS控制網(wǎng)的布設(shè)

5.動態(tài)定位

(1)作業(yè)方法

(2)精度

(3)適用范圍

(4)注意事項(xiàng)一、兩臺接收機(jī)相對定位的測設(shè)方案

GPS控制網(wǎng)的布設(shè)作業(yè)方法建立一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)安置接收機(jī)連續(xù)跟蹤所有可見衛(wèi)星(如圖8-14所示);流動接收機(jī)先在出發(fā)點(diǎn)上靜態(tài)觀測數(shù)分鐘;然后流動接收機(jī)從出發(fā)點(diǎn)開始連續(xù)運(yùn)動;按指定的時(shí)間間隔自動測定運(yùn)動載體的實(shí)時(shí)位置。動態(tài)定位GPS控制網(wǎng)的布設(shè)精度相對于基準(zhǔn)點(diǎn)的瞬時(shí)點(diǎn)位精度1～2cm。應(yīng)用范圍精密測定運(yùn)動目標(biāo)的軌跡、測定道路的中心線、剖面測量、航道測量等。注意事項(xiàng)需同步觀測5顆衛(wèi)星，其中至少4顆衛(wèi)星要連續(xù)跟蹤;流動點(diǎn)與基準(zhǔn)點(diǎn)相距不超過20km。動態(tài)定位GPS控制網(wǎng)的布設(shè)

當(dāng)投入作業(yè)的接收機(jī)數(shù)目多于二臺時(shí)，就可以在同一時(shí)段內(nèi)，幾個(gè)測站上的接收機(jī)同步觀測共視衛(wèi)星。此時(shí)，由同步觀測邊所構(gòu)成的幾何圖形，稱為同步網(wǎng)，或稱作同步環(huán)路。

二、多臺接收機(jī)的同步網(wǎng)測設(shè)方案GPS控制網(wǎng)的布設(shè)

不過在S條基線中，只有m－1條獨(dú)立基線，其余基線均可由獨(dú)立多臺接收機(jī)的同步網(wǎng)測設(shè)方線推算而得，屬于非獨(dú)立基線。同一條基線，其直接解算結(jié)果與獨(dú)立基線推算所得結(jié)果之差，就產(chǎn)生了所謂坐標(biāo)閉合差條件，用它可評判同步網(wǎng)的觀測質(zhì)量。

二、多臺接收機(jī)的同步網(wǎng)測設(shè)方案GPS控制網(wǎng)的布設(shè)5臺m—同步網(wǎng)的點(diǎn)數(shù)s—網(wǎng)中同步基線總數(shù)獨(dú)立基線數(shù)：m-13臺4臺二、多臺接收機(jī)的同步網(wǎng)測設(shè)方案GPS控制網(wǎng)的布設(shè)

由多個(gè)同步網(wǎng)相互連接的GPS網(wǎng)，稱作異步網(wǎng)。同步網(wǎng)之間的連接方式有以下三種。

1．點(diǎn)連式；2．邊連式；3．混連式。在上述三種連接方案中：第1種工作量最小，但無重復(fù)基線檢核；第2種工作量最大，檢核條件亦最多；第3種比較靈活，工作量與檢核條件比較適中。

三、多臺接收機(jī)的異步網(wǎng)測設(shè)方案GPS控制網(wǎng)的布設(shè)12345678910

點(diǎn)連式異步網(wǎng):同步網(wǎng)之間僅有一點(diǎn)相連接的異步網(wǎng)稱為點(diǎn)連式異步網(wǎng)。

三、多臺接收機(jī)的異步網(wǎng)測設(shè)方案GPS控制網(wǎng)的布設(shè)

邊連式異步網(wǎng):同步網(wǎng)之間由一條基線邊相連接的異步網(wǎng)稱為邊連式異步網(wǎng)。三、多臺接收機(jī)的異步網(wǎng)測設(shè)方案GPS控制網(wǎng)的布設(shè)

混連式異步網(wǎng):點(diǎn)連式與邊連式的一種混合連接方式。三、多臺接收機(jī)的異步網(wǎng)測設(shè)方案GPS控制網(wǎng)的布設(shè)在選擇測設(shè)方案時(shí)，應(yīng)從所具備的接收機(jī)數(shù)量和精度工作量大小衛(wèi)星運(yùn)行狀態(tài)測區(qū)條件等方面進(jìn)行權(quán)衡。

GPS控制網(wǎng)的布設(shè)控制測量技術(shù)設(shè)計(jì)01GPS測量步驟目錄01GPS測量技術(shù)設(shè)計(jì)GPS測量工作可分為：外業(yè)工作選點(diǎn)（即觀測站址的選擇）建立測站標(biāo)志野外觀測作業(yè)成果質(zhì)量檢核內(nèi)業(yè)工作GPS測量的技術(shù)設(shè)計(jì)測后數(shù)據(jù)處理技術(shù)總結(jié)GPS測量工作一、GPS測量步驟及質(zhì)量要求1、GPS測量的工作步驟測前工作工程項(xiàng)目的提出測區(qū)位置及其范圍提交成果的內(nèi)容用途和精度等級點(diǎn)位分布及點(diǎn)的數(shù)量GPS測量步驟測量實(shí)施實(shí)地了解測區(qū)情況衛(wèi)星狀況預(yù)報(bào)確定作業(yè)方案外業(yè)觀測數(shù)據(jù)傳輸與轉(zhuǎn)儲基線處理與質(zhì)量評估重復(fù)“確定作業(yè)方案”、“外業(yè)觀測”、“數(shù)據(jù)傳輸轉(zhuǎn)儲”及“基線處理與質(zhì)量評估”四步，直至完成所有GPS觀測工作GPS測量步驟測后工作結(jié)果分析（網(wǎng)平差處理與質(zhì)量評估）技術(shù)總結(jié)成果驗(yàn)收GPS測量步驟2、

GPS測量質(zhì)量的評定精度指標(biāo)

：網(wǎng)中相鄰點(diǎn)間的距離中誤差(mm)；a：固定誤差(mm)；b：比例誤差(ppm)；D：相鄰點(diǎn)間的距離(km)。各等級GPS相鄰點(diǎn)間弦長精度用下式表示GPS測量步驟GPS網(wǎng)的等級GBT18314-2009全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范A、B、C、D、E五個(gè)等級GPS測量步驟二、GPS測量的技術(shù)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)意義是進(jìn)行GPS定位的最基本性工作設(shè)計(jì)依據(jù)國家有關(guān)規(guī)范（規(guī)程）GPS網(wǎng)的用途用戶的要求設(shè)計(jì)內(nèi)容對測量工作的網(wǎng)形、精度及基準(zhǔn)等的具體設(shè)計(jì)。GPS測量技術(shù)設(shè)計(jì)412024/4/11國家規(guī)范《全球定位系統(tǒng)GPS測量規(guī)范》（GBT18314-2009）（2009年國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局）《全球定位系統(tǒng)GPS測量規(guī)范》（1992年國家測繪局）行業(yè)規(guī)程《全球定位系統(tǒng)城市測量技術(shù)規(guī)程》（1997年國家建設(shè)部）《公路全球定位系統(tǒng)GPS測量技術(shù)規(guī)范》（1998年國家交通部）各部委制定的GPS測量規(guī)程和細(xì)則。測量任務(wù)書和測量合同目的、范圍、精度、密度、時(shí)間、經(jīng)費(fèi)等。GPS測量步驟GPS定位網(wǎng)設(shè)計(jì)依據(jù)GPS網(wǎng)的精度、密度設(shè)計(jì)GPS網(wǎng)的精度設(shè)計(jì)主要取決于：網(wǎng)的用途GPS測量技術(shù)設(shè)計(jì)在國標(biāo)中將GPS測量劃分為5個(gè)等級，它們分別是A級、B級、C級、D級和E級。采用英文字母來表示GPS測量的等級可避免與國家大地測量中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ等相混淆。GPS測量技術(shù)設(shè)計(jì)精度標(biāo)準(zhǔn)A級主要用于建立國家一等大地控制網(wǎng)，用于全球性的地球動力學(xué)研究、地殼形變測量和精密定軌B級主要用于建立國家二等大地控制網(wǎng)，用于建立地方或城市坐標(biāo)基準(zhǔn)框架，區(qū)域性地球動力學(xué)研究，地殼形變測量，局部變形監(jiān)測和精密工程測量等C級主要用于建立國家三等大地控制網(wǎng)，用于大中城市及工程測量的基本控制網(wǎng)D級主要用于建立國家四等大地控制網(wǎng)D、E級主要用于中小城市、城鎮(zhèn)及測圖、地籍、土地信息、房產(chǎn)、物探、勘測、建筑施工等的控制測量GPS測量技術(shù)設(shè)計(jì)對象對于國家特級(A級)基準(zhǔn)點(diǎn)及大陸地球動力學(xué)研究監(jiān)測所布設(shè)的GPS點(diǎn)用途主要用于提供國家級基準(zhǔn)、精密定軌、星歷計(jì)劃及高精度形變信息點(diǎn)密度標(biāo)準(zhǔn)所以布設(shè)時(shí)平均距離可達(dá)數(shù)百公里GBT18314-2009全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范GPS測量技術(shù)設(shè)計(jì)密度標(biāo)準(zhǔn)對象一般城市和工程測量所布設(shè)的GPS點(diǎn)用途主要滿足測圖加密和工程測量的需要點(diǎn)密度標(biāo)準(zhǔn)平均邊長往往在幾公里以內(nèi)GPS測量技術(shù)設(shè)計(jì)什么是GPS網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計(jì)？GPS測量獲得的是GPS基線向量，它屬于WGS-84坐標(biāo)系的三維坐標(biāo)差，而實(shí)際我們需要的是國家坐標(biāo)系或地方獨(dú)立坐標(biāo)系的坐標(biāo)。GPS網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計(jì)在GPS網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計(jì)時(shí)，必須明確GPS成果所采用的坐標(biāo)系統(tǒng)和起算數(shù)據(jù)，即明確GPS網(wǎng)所采用的基準(zhǔn)。我們將這項(xiàng)工作稱之為GPS網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計(jì)。GPS測量技術(shù)設(shè)計(jì)方位基準(zhǔn)一般以給定的起算方位角值確定，也可以由GPS基線向量的方位作為方位基準(zhǔn)。尺度基準(zhǔn)一般由地面的電磁波測距邊確定，同時(shí)也可由GPS基線向量的距離確定。GPS網(wǎng)的位置基準(zhǔn)，一般都是由給定的起算點(diǎn)坐標(biāo)確定。GPS網(wǎng)的基準(zhǔn)包括位置基準(zhǔn)、方位基準(zhǔn)和尺度基準(zhǔn)GPS測量技術(shù)設(shè)計(jì)在基準(zhǔn)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮以下幾個(gè)問題：1．為求定GPS點(diǎn)在地面坐標(biāo)系的坐標(biāo)，應(yīng)在地面坐標(biāo)系中選定起算數(shù)據(jù)和聯(lián)測原有地方控制點(diǎn)若干個(gè)，用以坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。2．為保證GPS網(wǎng)進(jìn)行約束平差后坐標(biāo)精度的均勻性以及減少尺度比誤差影響，對GPS網(wǎng)內(nèi)重合的高等級國家點(diǎn)或原城市等級控制網(wǎng)點(diǎn)，除未知點(diǎn)連結(jié)圖形觀測外，對它們也要適當(dāng)?shù)貥?gòu)成長邊圖形。GPS測量技術(shù)設(shè)計(jì)3．GPS網(wǎng)經(jīng)平差計(jì)算后，可以得到GPS點(diǎn)在地面參照坐標(biāo)系中的大地高，為求得GPS點(diǎn)的