公路全球定位系統(tǒng)GPS測量標準規(guī)范

1總

則1.0.1為規(guī)定運用全球定位系統(tǒng)﹙GlobalPositioningSystem，縮寫為GPS﹚建立公路工程GPS測量控制網(wǎng)原則﹑精度和作業(yè)辦法，特制定本規(guī)范。1.0.2本規(guī)范是根據(jù)《公路勘測規(guī)范》﹙JTJ061），并參照《全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范》（CH-92）關于規(guī)定，在收集﹑分析﹑研究和總結(jié)經(jīng)驗基本上制定。1.0.3本規(guī)范合用于新建和改建公路工程項目各級GPS控制網(wǎng)布設與測量。1.0.4采用全球定位系統(tǒng)測量技術建立公路平面控制網(wǎng)時，應依照《公路勘測規(guī)范》（JTJ061）中規(guī)定平面控制測量級別﹑精度等擬定相應GPS控制網(wǎng)級別。1.0.5GPS測量采用WGS-84大地坐標系。當公路工程GPS控制網(wǎng)依照實際狀況采用1954年北京坐標系﹑1980西安坐標系或抵償坐標系時，應進行坐標轉(zhuǎn)換。各坐標系地球橢球基本參數(shù)﹑重要幾何和物理常數(shù)見附錄A.高程系統(tǒng)依照實際狀況可采用1956年黃海高程系或1985國家高程基準.1.0.6GPS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"中開﹑關機時間可采用北京時間記錄.1.0.7GPS接受機及附屬設備均按關于規(guī)定定期檢測.1.0.8GPS控制測量應按關于規(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,應執(zhí)行保密制度中關于規(guī)定.2術

語2.0.1基線Baseline兩測量標志中心幾何連線。2.0.2觀測時段ObservationsessionGPS接受機在測站上從開始接受衛(wèi)星信號進行觀測到停止觀測時間長度。2.0.3同步觀測Simultaneousobservation兩臺或兩臺以上GPS接受機同步對一衛(wèi)星進行觀測。2.0.4同步觀測環(huán)Simultaneousobservation三臺或三臺以上GPS接受機同步觀測所獲得基線向量構(gòu)成閉合環(huán)。2.0.5獨立基線Independentbaseline由獨立觀測時段所擬定基線。2.0.6獨立觀測環(huán)Independentobservableloop由獨立基線向量構(gòu)成閉合環(huán)。2.0.7自由基線Freebaseline不屬于任何非同步圖形閉合條件基線。2.0.8復測基線Duplicatemeasurebaseline觀測兩個或兩個以上觀測時段基線。2.0.9邊連式Linkmethodbyabaseline相鄰圖形之間以一條基線邊相連接布網(wǎng)方式。2.0.10無約束平差Non-constrainedadjustment在一種控制網(wǎng)中，不引入外部基準，或雖引入外部基準但并不產(chǎn)生控制網(wǎng)非觀測誤差引起變形和改正平差辦法。2.0.11公路抵償坐標系Compensationcoordinatesystemforhighway在建立公路控制網(wǎng)時，依照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一種直角坐標系。2.0.12首級控制網(wǎng)Firstclasscontrolnetwork為一種公路工程項目而建立精度級別最高，并同國家控制點聯(lián)測能控制整個路線控制網(wǎng)。2.0.13主控制網(wǎng)Maincontrolnetwork為滿足公路測設放線或施工放樣，在首級控制網(wǎng)基本上加密并貫通整條公路控制網(wǎng)。2.0.14天線高Antennaheight觀測時天線平均相位中心標志面高度。3GPS控制網(wǎng)分級與設計3.1GPS控制網(wǎng)分級3.1.1依照公路及橋梁﹑隧道等構(gòu)造特點及不同規(guī)定，GPS控制網(wǎng)分為一級﹑二級﹑三級﹑四級共四個級別。各級GPS控制網(wǎng)重要技術指標規(guī)定見表功3﹒1﹒1表3﹒1﹒1GPS控制網(wǎng)重要技術指標級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)造物一級4.0≤105≤215010二級2.0≤105≤525010三級1.0≤105≤1025010四級0.5≤10≤2050注：①各級GPS控制網(wǎng)每對相鄰點間最小距離應不不大于平均距離1/2，最大距離不適當不不大于平均距離兩倍；②特殊構(gòu)造物指對施工測量精度有特殊規(guī)定橋梁﹑隧道等構(gòu)造物。3.1.2GPS控制網(wǎng)相鄰點間弦長精度應按下式計算擬定：σ=√[a2+(bd)](3.1.2)式中：σ—弦長原則差（mm）；a—固定誤差(mm)；b—比例誤差(ppm)；d—相鄰點間距離(km)。3.2GPS控制網(wǎng)設計3.2.1GPS控制網(wǎng)布設應依照公路級別﹑線地形地物﹑作業(yè)時衛(wèi)星狀況﹑精度規(guī)定等因素進行綜合設計，并編制技術設計書（或大綱）。3.2.2GPSWGS-84大地坐標系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到所選平面坐標系時，應使測區(qū)內(nèi)投影長度變形值不不不大于2.5cm/km.依照測區(qū)所處地理位置及平均高程狀況，可按下列辦法選定坐標系統(tǒng)：3.2.2.1當投影長度變形值不不不大于2.5cm/km時，采用高斯正形投影3°帶平面直角坐標系。3.2.2.2當投影長度變形值不不大于2.5cm/km時，可采用公路抵償坐標系，并可選用下列方式：(1)投影于1954年北京坐標系或者1980西安坐標系橢球面上高斯正形投影任意帶平面直角坐標系。(2)投影于抵償高程面上高斯正形投影3°帶平面直角坐標系。(3)投影于抵償高程面上高斯正形投影任意帶平面直角坐標系。3.2.3GPS控制網(wǎng)采用公路抵償坐標系進行坐標轉(zhuǎn)換時，應擬定如下技術參數(shù)；--參照橢球及其相應基本參數(shù)；--中央子午線經(jīng)度值；--縱橫坐標加常數(shù)值；--投影面正常高；--測區(qū)平均高程異常值；--起算點坐標及起算方位角。公路抵償坐標系所采用橢球中心、軸向和扁率應與國家參照橢球相似。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布設一對互相通視GPS點。3.2.5同一公路工程項目中特殊構(gòu)造物測量控制網(wǎng)應同項目測量控制網(wǎng)一次完畢設計、施測與平差。當特殊構(gòu)造物測量控制網(wǎng)級別規(guī)定高時，宜以其作為首級控制網(wǎng)，并據(jù)以擴展其他測量控制網(wǎng)。3.2.6當GPS控制網(wǎng)作為公路首控制網(wǎng)，且需采用其他測量辦法進行加密時，應每隔離5km設立一對互相到通視GPS點。當GPS首級控制網(wǎng)直接作為施工控制網(wǎng)時，每個GPS點至少應與一種相鄰點通視3.2.7設計GPS控制網(wǎng)時，應由一種或若干個獨立觀測環(huán)構(gòu)成，并包括較多閉合條件。3.2.8GPS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)應符合下列規(guī)定：--一級GPS控制網(wǎng)應不超過去5條；--二級GPS控制網(wǎng)應不超過去6條；--三級GPS控制、網(wǎng)應不超過去7條；--四級GPS控制網(wǎng)應不超過去8條；3.2.9一、二級GPS控制網(wǎng)應采用網(wǎng)連式、邊連式布網(wǎng)；三、四級GPS控制網(wǎng)宜采用鉸鏈導線式或點連式布網(wǎng)。GPS控制網(wǎng)中不應浮現(xiàn)自由基線。3.2.10GPS控制網(wǎng)應同附近級別高國家平面控制網(wǎng)點聯(lián)測，聯(lián)測點數(shù)應不少于3個，并力求分布均勻，且能控制本控制網(wǎng)。當GPS控制網(wǎng)較長時，應增長聯(lián)測點數(shù)量。路線附近具備級別高GPS點時，應予以聯(lián)測。同一公路工程項目GPS控制網(wǎng)分為各種投影帶時，在分帶交界附近應同國家平面控制點聯(lián)測。3.2.11GPS點需要進行高程聯(lián)測時，可采用使GPS點與水準點重疊，或GPS點與水準點聯(lián)測辦法。平原、微丘地形聯(lián)測點數(shù)量不適當少于6個，必要不不大于3個；聯(lián)測點間距不適當不不大于20km，且應均勻分布。重丘、山嶺地形聯(lián)測點數(shù)量不適當少于是10個。各級GPS控制網(wǎng)高程聯(lián)測應不低于四等水準測量精度規(guī)定。4選點與埋石4.1準備4.1.1在編制技術設計書（或大綱）前應收集與公路工程關于如下資料：--測區(qū)劃1：10000-1：150000地形圖；--既有各類控制測量資料，涉及控制點平面坐標、高程、坐標系統(tǒng)、技術總結(jié)等；--測區(qū)氣象、地質(zhì)、地形、地貌、交通、通信及供電等資料；--路線走向、線位布設、路線設計數(shù)據(jù)及大型構(gòu)造物位置等資料。4.1.2按技術設計書（或大綱）規(guī)定，進行GPS控制網(wǎng)技術設計。4.2選點4.2.1選點員應按技術規(guī)定進行踏勘，并實地核對、調(diào)節(jié)、擬定點位。點位應有助于采用其他測量辦法擴展和聯(lián)測。對需做水準聯(lián)測點位還應踏勘水準路線。4.2.2點位應選在基本穩(wěn)定，并易于長期保存地點。4.2.3點位應便于安頓接受設備和操作，視野開闊，視場內(nèi)不應有高度角不不大于15°成片障礙物，否則應繪制點位環(huán)顧圖。4.2.4點位附近不應有強烈干擾衛(wèi)星信號接受物體。點位距大功率無線電發(fā)射源（如電視臺、微波站等）距離應不不大于400m;距220Kv以上電力線路距離應不不大于50m。4.2.5點位應利于公路勘測放線與施工放樣，且距路線中心線不適當不大于50m,并不不不大于300m。對于大型橋梁、互通式立交、隧道等還應考慮加密布設控制網(wǎng)規(guī)定。4.2.6GPS控制點需要設方位點時，其目的應明顯，便于觀測；與GPS點距離不適當不大于500m，且與路線垂直。4.2.7GPS控制網(wǎng)點名應沿公路邁進方向順序編號，并非編號前冠以“GPS”字樣和級別。當新點同原有點重疊時，應采用原有點名。同一種GPS控制網(wǎng)中禁有相似點名。4.2.8選定點位應標注于1：10000或1：50000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。4.3埋石4.3.1各級GPS點標石均應有中心標志。中心標志用直徑不不大于14mm鋼筋制作，并用清晰、精細十字線刻成直徑不大于1mm中心點。標石表面應有GPS點名及施測單位名稱。4.3.2GPS點標石可按附錄C預制，亦可現(xiàn)場澆制。埋設時坑底應填以砂石并固密實，或現(xiàn)澆20cm厚混凝土。埋設GPS點應待沉降穩(wěn)定后方可使用。4.3.3GPS點位于山區(qū)巖石地段時，可運用基巖鑿成坑穴，埋入中心標志并灌溉混凝土。標石頂端外形尺寸應符合附錄C規(guī)定。4.3.4GPS點位于耕作地區(qū)時，應埋設于非耕種地上，并露出地面少量；當必要埋設于耕地時，標石頂面應埋設于耕種表土層如下。對冰凍地區(qū)，其埋設深度應不不大于該地區(qū)冰凍深度。4.3.5GPS點位于沙丘或土層疏松地區(qū)，應恰當增大標石尺寸和基坑底層現(xiàn)澆混凝土面積與厚度。4.3.6當有牢固永久性建筑物可用以設立標石時，可在建筑物上鑿孔埋入中心標志并灌溉混凝土，其頂端外形尺寸應符合附錄C規(guī)定。4.3.7運用原有平面控制點時，應確認該點標石完好，并符合同級GPS點觀測與埋石規(guī)定，且能長期保存。4.3.8為特殊構(gòu)造物而設計一、二級GPS控制網(wǎng)可視需要埋設有強制對中裝置觀測墩。4.3.9所有GPS點在埋石處應設立明顯指向標志，并現(xiàn)場繪制交通路線略圖，填寫點之記。5觀

測5.1技術指標5.1.1GPS控制網(wǎng)觀測基本技術指標規(guī)定見表5.1.1。表5.1.1GPS控制網(wǎng)觀測基本技術指標。級別項目一級二級三級四級衛(wèi)星高度角（°）≥15≥15≥15≥15數(shù)據(jù)采集間隔（s）≥15≥15≥15≥15觀測時間靜態(tài)定位(min)≥90≥60≥45≥40迅速靜態(tài)(min)≥20≥15≥40點位幾何圖形強度因子(GDOP)≤6≤6≤8≤8重復測量至少基線(0/0)≥5≥5≥5≥5施測時段數(shù)≥2≥2≥1≥1有效觀測衛(wèi)星總數(shù)66445.2觀測籌劃5.2.1進入測區(qū)前，應事先編制GPS衛(wèi)星可見性預報表。預報表應涉及可見衛(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﹑預報歷元﹑星歷齡期等。5.2.2觀測作業(yè)前，應依照接受機臺數(shù)﹑GPS圖形﹑衛(wèi)星可見性預報表編制觀測籌劃。在實行中，應依照實際作業(yè)狀況，及時作出調(diào)節(jié)。5.2.3觀測作業(yè)后，應及時繪制聯(lián)測草圖以備后續(xù)作業(yè)調(diào)度使用。5.3作業(yè)規(guī)定5.3.1觀測組必要執(zhí)行調(diào)度籌劃，按規(guī)定期間進行同步觀測作業(yè)。5.3.2觀測人員必要按照GPS接受機操作手冊規(guī)定進行觀測作業(yè)。5.3.3天線安頓在腳架上直接對中整平時，對中精度為1mm.5.3.4天線安頓在覘標上時，應將標志中心投影至基板上，然后在基板上對中整平。如覘標頂部對信號和信息有干擾，則應卸去。5.3.5每時段觀測應在測前﹑測后分別量取天線高。兩次天線高之差應不不不大于3mm，并取平均值作為天線高。5.3.6觀測時應防止人員或其他物體觸動天線或遮擋信號。5.3.7接受機開始記錄數(shù)據(jù)后，應隨時注意衛(wèi)星信號和信息存儲狀況。當接受或存儲浮現(xiàn)異常時，應隨時進行調(diào)節(jié)，必要時應及時告知其他接受機以調(diào)節(jié)觀測籌劃。5.3.8在現(xiàn)場應按規(guī)定作業(yè)順序填寫觀測手簿，不得事后補記。觀測手簿格式見附錄D。5.3.9經(jīng)檢查所有規(guī)定作業(yè)項目所有完畢，且記錄完整無誤后方可遷站。5.3.10每日觀測結(jié)束后，應將外業(yè)數(shù)據(jù)文獻及時轉(zhuǎn)存到磁盤上，不得作任何剔除或刪改。磁盤應貼好標簽，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)解決和質(zhì)量分析，檢查其與否符合規(guī)范或技術設計規(guī)定。6.0.2基線解算中所需起算點坐標，可按下列順序選用：--國家或其他級別高GPS控制網(wǎng)點既有WGS--84坐標值；--國家或其他級別高控制點轉(zhuǎn)換至WGS—84坐標值；--GPS單點定位觀測2h以上平差值提供WGS--84坐標值。6.0.3當GPS控制網(wǎng)點間距離不大于20km時，可不考慮對流層和電離層修正；當不不大于20km時，每時段應于始﹑中﹑終各觀測一次氣象元素，并采用原則模型加入對流層和電離層修正。6.0.4采用M臺接受機同步觀測時，每一時段應解算出M（M-1）/2條GPS基線向量邊，并計算出該觀測時間段同步環(huán)坐標分量閉合差。當各基線同步觀測時間超過觀測時間80/100時，其閉合差值應符合式(6.0.4-1)-(6.0.4-4)規(guī)定。Wx≤(√n/5)·σ（6﹒0﹒4-1）Wy≤(√n/5)·σ（6﹒0﹒4-2）Wz≤(√n/5)·σ（6﹒0﹒4-3）W=√Wx2+Wy2+Wz2≤(√3n/5)·σ（6﹒0﹒4-4）式中：W—同步環(huán)坐標分量閉合差（mm）;σ—弦長原則差（mm）;n--同步環(huán)中邊數(shù)。當各基線同步觀測時間為觀測時間性段40/100-80/100時，其同步環(huán)坐標分量閉合差可恰當放寬。當各基線同步觀測時間少于觀測時間段40/100時，應按異步環(huán)解決。6.0.5由獨立觀測邊構(gòu)成異步環(huán)坐標分量閉合差應符合式（6﹒0﹒5-1）-（6﹒0﹒5-4）規(guī)定：Vx≤3√n·σ（6﹒0﹒5-1）Vy≤3√n·σ（6﹒0﹒5-2）Vz≤3√n·σ（6﹒0﹒5-3）V≤3√3n·σ（6﹒0﹒5-4）式中：V—異步環(huán)坐標分量閉合差（mm）;σ—弦長原則差（mm）;n–異步環(huán)中邊數(shù)。6.0.6同一條邊任意兩個時段成果互差，應不大于GPS接受機原則精度2√2倍。6.0.7當網(wǎng)中有兩個或兩個以上已知點時，應按本規(guī)范第6﹒0﹒5條規(guī)定計算已知點之間附合閉合差。6.0.8當檢查或數(shù)據(jù)解決時發(fā)現(xiàn)觀測數(shù)據(jù)不能滿足規(guī)定，應對成果進行全面分析，并對其中某些數(shù)據(jù)進行補測或重測，必要時所有數(shù)據(jù)應重測。7GPS控制網(wǎng)平差計算7.0.1平差時應一方面以一種點WGS-84系坐標作為起算根據(jù)進行無約束平差，檢查GPS基線向量網(wǎng)自身內(nèi)符合精度、基線向量間有無明顯系統(tǒng)誤差，并剔除具有粗差基線邊。7.0.2當用M臺接受機同步觀測時，應從計算出M（M-1）/2條GPS觀測邊中選用（M-1）條邊參加GPS網(wǎng)平差計算。選用原則是：--獨立觀測邊；--網(wǎng)形構(gòu)成非同步閉合環(huán)，不應存在自由基線；--必要不含明顯系統(tǒng)誤差；--構(gòu)成閉合環(huán)基線數(shù)和異步環(huán)長度應盡量小。7.0.3在進行GPS控制網(wǎng)平差前，應依照實際需要選定起算數(shù)據(jù)和相應地面坐標，并應對起算數(shù)據(jù)可靠性及精度進行檢查分析。7.0.4GPS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，約束點坐標、距離或方位角可作為強制約束固定值，也可作為加權觀測值。當采用三維約束平差時，可只假定一種點大地作為高程起算數(shù)據(jù)。當采用二維約束平差時，應先將三維GPS基線向量轉(zhuǎn)換為二維基線向量。7.0.5當GPS控制網(wǎng)分為各種投影帶，且在分差交界附近聯(lián)測國家控制點時，可分片進行平差。平差時應有一定數(shù)量重疊點，重疊點位互差不得不不大于兩倍點位中誤差。7.0.6平差成果應輸出所選直角坐標三維或二維坐標、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，并同步輸出單位權中誤差及其他規(guī)定輸出內(nèi)容。7.0.7為計算GPS控制網(wǎng)點正常高，先運用已聯(lián)測高程GPS點正常高和經(jīng)GPS控制網(wǎng)平差得到大地高，求其高程異常值，然后采用擬合或插值等辦法求其他GPS點高程異常值和正常高。7.0.8計算結(jié)束后，應對所解決數(shù)據(jù)及成果進行分析，并寫入總結(jié)報告。8成果驗收與資料提交8.0.1GPS測量工作結(jié)束后應編寫技術總結(jié)，并按《測繪產(chǎn)品檢查驗收規(guī)定》（CH1002—95）和《測繪產(chǎn)品質(zhì)量評估原則》（CH1003—95）規(guī)定進行驗收。8.0.2GPS測量工作技術總結(jié)應涉及：--任務來源、項目名稱、施測目、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；--作業(yè)根據(jù)及技術精度規(guī)定；--測區(qū)范疇與位置、測區(qū)概況，測區(qū)已有測量資料狀況及檢核、采用狀況；--GPS接受機型號、數(shù)量及相應技術參數(shù)，儀器檢查狀況等；--坐標系統(tǒng)與起算數(shù)據(jù)選定及相應參數(shù)；--選點、埋石狀況；--野外觀測方案、作業(yè)中問題、觀測成果檢查以及執(zhí)行技術規(guī)定狀況；--觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量分析與野外檢核計算狀況；--數(shù)據(jù)解決軟件以及解決過程闡明；--平差計算和精度分析；--存在問題和需要闡明問題；--各種附表和附圖。8.0.3成果驗收重點：--接受機檢查辦法和成果；--GPS控制網(wǎng)網(wǎng)形設計與聯(lián)測圖；--GPS控制網(wǎng)布設應滿足公路路線及大型構(gòu)造物勘察設計與施工放樣規(guī)定；--起算數(shù)據(jù)和坐標系統(tǒng)選?。?-野外資料檢核與計算；--數(shù)據(jù)解決、平差過程及其成果精度。8.0.4提交資料應涉及：--測量任務書和技術設計書（或大綱）；--GPS接受機檢查資料；--衛(wèi)星可見性預報和觀測籌劃；--GPS坐標成果表；--點之記；--觀測手簿和存儲介質(zhì)（涉及數(shù)據(jù)解決過程中生成文獻）；--平差計算資料和成果磁盤；--GPS聯(lián)測示意圖；--標注有GPS點位1：10000或者1：50000地形圖；--所使用原始資料；--技術總結(jié)和成果驗收報告。附錄A大地坐標系關于資料A1WGS-84大地坐標系地球橢球基本參數(shù)、重要幾何和物理常數(shù)A1.1地球橢球基本參數(shù)長半徑a=6378137m地球引力常數(shù)（含大氣層）GM=3986005×108m3s-2正?；A帶諧系數(shù)C2.0=-484.16685×10-6地球自轉(zhuǎn)角速度w=7292115×10-11rads-1A1.2重要幾何和物理常數(shù)短半徑b=6356752.3142m扁率a=1/298.第一偏心率平方e2=0.13第二偏心率平方e2=0.227橢球正常重力位u0=62636860.8497m2s-2赤道正常重力ye=9.ms-2A21980西安坐標系參照橢球基本參數(shù)、重要幾何和物理常數(shù)A2.1參照橢球基本參數(shù)長半徑a=6378140m地球引力常數(shù)（含大氣層）GM=3986005×108m3s-2二階帶諧系數(shù)J2=1082.63×10-6地球自轉(zhuǎn)角速度w=7292115×10-11rads-1A2.2重要幾何和物理常數(shù)短半徑b=6356755.2882m扁率a=1/298.257第一偏偏心率平方e2=0.59第二偏偏心率平方e2=0.47橢球正常重力位u0=62636830m2s-2赤道正常重力y0=9.780318ms-2A31954年北京坐標系參照橢球基本幾何參數(shù)長半徑a=6378245m短半徑b=6356863.0188m扁率a=1/298.3第一偏心率平方e2=0.966第二偏心率平方e2=0.683

附錄BGPS點之記工程名稱：點名級別所在地地類土質(zhì)凍土深度交通情概述況交通路線略圖點位略圖埋石斷面及類型圖選點狀況單位選點員日期與否需聯(lián)測高程建議聯(lián)測級別埋石狀況單位埋石員日期保管人及地址備注調(diào)制：校核：

附錄DGPS觀測手簿工程名稱：點名等級觀測者記錄者接受機名稱接受機編號定位模式開機時間hmin關機時間hmin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)編號及數(shù)據(jù)文獻名時間跟蹤衛(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)范用詞闡明一、本規(guī)范條文，規(guī)定執(zhí)行嚴格限度用詞，闡明如下：1.表達很嚴格，非這樣做不可用詞：正面詞普通采用“必要”；反面詞普通采用“禁止”。2.表達嚴格，在正常狀況下均應這樣做用詞：正面詞普通采用“應”；反面詞普通采用“不應”或“不得”。3.表達容許稍有選取，在條件可時一方面應這樣做用詞：正面詞普通采用“宜”或“可”；反面詞普通采用“不適當”。二、條文中指明應按其她關于原則、規(guī)范執(zhí)行寫法為：“應按……執(zhí)行”或“應符合……規(guī)定或規(guī)定”。非必要按所指定原則、規(guī)范或其她規(guī)定執(zhí)行寫法為：“可參照……”。附件《公路全球定位系統(tǒng)(GPS)測量規(guī)范》

（JTJ/T066-98）

條文闡明1﹒總則1.0.1自1980年第一臺商ET用GPS接受機問世以來，隨著GPS工作衛(wèi)星不斷入軌和GPS接受機性能不斷提高和改進，GPS測量技術已廣泛應用于國內(nèi)國民經(jīng)濟建設各個部門。公路測設部門是80年代后期開始運用GPS測量技術。由于公路建設特點，無論是在測量原則，還是在測量精度和作業(yè)辦法等方面均有別于其他行業(yè)。因而，為了將GPS商量技術更好地應用于公路工程建設，有必要制定本規(guī)范。當前GPS測量技術在公路測設中重要用于建立公路工程測量控制網(wǎng)。近來推出RTK辦法后雖可使運用范疇擴大，但由于尚處在推廣階段，故本規(guī)范規(guī)定應用范疇是公路測量控制網(wǎng)布設與測量。作為建立公路測量控制網(wǎng)重要手段之一，GPS定位技術應用于公路建設重要辦法是靜態(tài)相對定位及迅速靜態(tài)定位。由于這兩種辦法可以獲得高精度定位，故本規(guī)范規(guī)定了按靜態(tài)相對定位及迅速靜態(tài)定位建立測量控制網(wǎng)辦法。1.0.4《公路勘測規(guī)范》（JTJ061）中依照公路級別及所需測量精度等規(guī)定了相應控制測量級別。GPS測量作為建立公路測量控制網(wǎng)有效手段之一，為保證各規(guī)范間銜接和一致，GPS控制網(wǎng)級別是依照《公路勘測規(guī)范》（JTJ061）中相相應詳細規(guī)定擬定。1.0.6GPS測量時間系統(tǒng)采用協(xié)調(diào)世界時（UTC），而實際作業(yè)人員為調(diào)度以便起見，普通在記錄時采用北京原則時（BST）。因而本規(guī)范規(guī)定在“GPS觀測手簿”中關于觀測作業(yè)籌劃及開關機時間可采用北京原則時（BST）。兩者可用BST=UTC＋8h式進行換算。3GPS控制網(wǎng)分極與設計3.1.1GPS控制網(wǎng)分級GPS測量技術具備精度高、靈活性強等特點，各級別觀測辦法和觀測時間沒有很大差別,但為了和《公路勘測規(guī)范》（JTJ061）相適應，依照公路勘測特點，將GPS控制網(wǎng)分為一、二、三、四級共四個級別。GPS控制網(wǎng)與《公路勘測規(guī)范》（JTJ061）中公路平面控制測量級別關系見表3.1.1。表3.1.1GPS控制網(wǎng)與公路平面控制測量級別關系GPS控制網(wǎng)公路平面控制測量GPS控制網(wǎng)公路平面控制測量一級二等三角三級四等三角、導線二級三等三角、導線四級一級小三角、導線GPS控制網(wǎng)級別與重要技術指標中關于每對相鄰點間平均距離，是依照公路勘測中實際狀況擬定。如四級GPS控制網(wǎng)重要是直接作為高速公路施工控制網(wǎng)，其平均距離規(guī)定為500m較為適當；三級GPS控制網(wǎng)重要是作為高速公路首級控制網(wǎng)，測設時還需在此基本上加密低一級控制網(wǎng)，GPS控制網(wǎng)中點作為加密低一級控制網(wǎng)起算數(shù)據(jù)，其每對相鄰點間平均距離規(guī)定為1km較為適當；一、二級GPS控制網(wǎng)，重要應用于大型橋梁、隧道等測量控制網(wǎng)建立，其實際作業(yè)中規(guī)定相鄰點間平均距離較長。表中固定誤差和比例誤差規(guī)定是既考慮到施測控制網(wǎng)級別，又結(jié)合當前接受機發(fā)展狀況而擬定。點位中誤差是指GPS控制網(wǎng)中點相對于聯(lián)測高級別控制點相對點位誤差。3.2GPS控制網(wǎng)設計3.2.2為了使GPS控制網(wǎng)投影長度變形值不大于2.5cm/km，必要時可采用公路抵償坐標系。公路低償坐標系除可移動中央子午線外，亦可選取自己參照橢球。普通狀況下該橢球中心、軸向和扁率與國家參照橢球相似，只但是其長半徑有一改正量。設某公路抵償坐標系位于海拔高程為h曲面上，該地大地水準面差距為ξ，則該曲面離國家參照橢球高度（hn）為：hn=h+ξ(3.2.2-1)長半徑改正量為：da=(a/N)hn(3.2.2-2)式中：da——橢球長半徑改正量（m）a——國家參照橢球長半徑（m）N——抵償坐標系控制網(wǎng)原點在國家參照橢球中卯圈曲率半徑（m）則公路抵償坐標系參照橢球長半徑aL為：aL=a+da(3.2.2-3)GPS定位成果是相對于WGS-84橢球而言，地方抵償坐標系坐標是相對于某一地方橢球而言，因而必要將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)原點重疊，起始方位一致，這樣使兩者在方向和尺度上均具備可比性。兩者在起始方向上偏差可運用地面網(wǎng)原點至起始方位點大地方位角A0和GPS控制網(wǎng)相應方位上大地方位角A求得。顯然，兩坐標系在起始方向上偏差對轉(zhuǎn)換精度具備直接影響。坐標系轉(zhuǎn)換關系擬定+是依照兩坐標系公共點坐標來擬定，其公式如下：XisXitYis=Yit+CT(3.2.2-4)ZisZit式中：T=[△X△Y△ZKεxεyεz]100Xit0-ZitYiC=010YitZ0-Xit001Zit-YitXit0Xit,Yit,Zit,;Xit,Yit,Zit—公共點在兩坐標系中坐標；εx,εy,εz—兩坐標系間旋轉(zhuǎn)參數(shù)；K—兩坐標系間尺度比。影響轉(zhuǎn)換參數(shù)求定精度重要因素有：（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)坐標精度和衛(wèi)星網(wǎng)精度；（3）公共點分布狀況等。3.2.4“必要時”是指東西方向路線過長時，雖然采用抵償坐標系，依然難以保證其投影長度變形值不大于2.5cm/km，為此，可將整個路線提成各種投影帶。在分帶附近布設一對互相通視GPS點，是為使采用其他測量辦法進行加密和擴展時兩分帶在該處坐標能統(tǒng)一和唯一。3.2.5一項公路工程中往往分布著各種大型構(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，無論其級別如何，應一次設計、布設、平差。而對于特殊構(gòu)造物，由于它們對測量精度規(guī)定高，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)精度，也可將兩級網(wǎng)聯(lián)合進行統(tǒng)一平差。3.2.6GPS控制網(wǎng)作為公路工程項目首級控制網(wǎng)時，每隔5km應布設一對互相通視GPS點，是為在采用其他測量辦法進行加密時可布設成附合導線形式。當GPS控制網(wǎng)直接作為施工控制網(wǎng)時，每一點至少與一種相鄰點通視，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)量高低重要指標與其他測量辦法同樣，同樣是精度和可靠性。采用不同布網(wǎng)辦法，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)閉合條件亦不相似，因而控制網(wǎng)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，因而在布網(wǎng)時應盡量使整個網(wǎng)中包括較多閉合條件。3.2.8評估基線解決成果質(zhì)量重要根據(jù)之一是非同步環(huán)閉合差。為避免基線過多時誤差也許互相掩蓋，因此構(gòu)成非同步環(huán)基線數(shù)不適當過多；依照經(jīng)驗與測算，對不同級別基線數(shù)作了詳細規(guī)定。3.2.9所謂網(wǎng)連式布網(wǎng)，是指相鄰同步圖形之間有兩個以上公共點相連接布網(wǎng)辦法；所謂邊連式布網(wǎng)，是指相鄰同步圖形之間僅有兩個公共點相連布網(wǎng)辦法；所謂鉸鏈導線式布網(wǎng)是指沿路線方向，布設成具備各種結(jié)點且同步環(huán)與同步環(huán)相套布網(wǎng)辦法；所謂點連式布網(wǎng)，是指相鄰同步圖形之間僅有一種公共點連接布網(wǎng)辦法。顯然依圖形幾何強度和可靠性指標由強到弱布網(wǎng)方式分別為網(wǎng)連式、邊連式、鉸鏈導線式和點連式，據(jù)此規(guī)定了各級網(wǎng)布網(wǎng)方式。3.2.10規(guī)定GPS控制網(wǎng)應同附近國家平面控制點聯(lián)測，是將國家平面控制點坐標作為GPS控制網(wǎng)成果轉(zhuǎn)換起算數(shù)據(jù)，因而規(guī)定聯(lián)測點應具備高精度、一定數(shù)量和密度。聯(lián)測點數(shù)必要是兩個以上，其中一種作為GPS控制網(wǎng)在地面坐標系中定位起算點，兩個點間方位和長度作為GPS控制網(wǎng)在地面坐標系內(nèi)定向、長度起算數(shù)據(jù)；為保證地面點對的性和可靠性，至少還需一種點作為檢核點，因此規(guī)定聯(lián)測國家平面控制點應不少于3個。當測區(qū)較大時，還應恰當增長聯(lián)測點數(shù)量。依照國內(nèi)外研究和實踐證明，應聯(lián)測3-5個精度高、分布均勻點；為了能使各個投影帶平差，在分帶附近還應聯(lián)測一種平面控制點。3.2.11GPS控制網(wǎng)進行高程聯(lián)測目是使GPS控制網(wǎng)所測大地高有效地轉(zhuǎn)化為海拔高程。GPS控制網(wǎng)所測高程是大地高，它是相對于數(shù)字表面—橢球面高程，而咱們實際使用是正常高，是相對于大地水準面高程。大地水準面和參照橢球面之間存在著一種差值，稱之為大地水準面差距。該差距是一種變化量，隨處點不同而不同。求大地水準面差距有兩種辦法，一是大地水準面模型法，當前使用較多模型有美國RappOsu91A、英國osu91A等；二是運用GPS網(wǎng)中水準點，求其正常高與GPS大地高之差，然后對其他各點求出改正數(shù)。普通進行二次多項式擬合:Dh=a0+a1x+a2y+a3xy+a4x2+a5y2(3.2.11)式中：Dh—GPS點正常高與大地高之差（mm）;ai(I=0,…,5)—二次多項式系數(shù)；x,y—GPS點縱橫坐標（m）。為了使求得正常高精確，至少應聯(lián)測6個以上水準點，如少于6個則只能進行線性改正。此外，水準點分布應均勻并在測區(qū)周邊，以盡量避免外推和保證內(nèi)插精度。依照國內(nèi)對GPS高程聯(lián)測經(jīng)驗，當水準點間距在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．當測區(qū)內(nèi)地形復雜時，則聯(lián)測點數(shù)量和分布規(guī)定較高，這是由于需要詳細大地水準面才干有效地解決GPS大地高往海拔高程轉(zhuǎn)換問題。至于聯(lián)測點高程精度問題，只規(guī)定達到不對求定大地水準面差距產(chǎn)生明顯影響限度即可。此外理論和實驗表白，大地高誤差除使高程方向產(chǎn)生變形最大外，還使平面路線方向產(chǎn)生較大變形。當高程基準誤差等于0.5m時，進行三維約束平差導致GPS控制網(wǎng)變形已不不大于網(wǎng)觀測誤差，因而，對作為基準點高程聯(lián)測點精度也應引起足夠注重。四等水準測量可達到規(guī)定并且較易施測，因而規(guī)定應以不低于四等水準測量辦法進行聯(lián)測。4選點與埋石4.2.4GPS衛(wèi)星定位誤差重要有三種因素：（1）GPS信號自身誤差（涉及SA技術帶來人為干涉誤差），簡稱衛(wèi)星誤差；（2）GPS信號傳播誤差；（3）GPS信號接受機誤差。對于GPS相對定位而言；核心在于傳播誤差，它是由電離層和對流層時延誤差以及多途徑誤差所致。對于前者在觀測和數(shù)據(jù)解決時采用一定辦法可有所削弱，而多途徑誤差則與點位選取有關，因而選取點位附近不應有強烈干擾衛(wèi)星信號接受物體。點位離開高壓輸電線路距離除與輸電線路電壓高低關于外，還與輸電線路走向、衛(wèi)星分布象限等因素關于，比較復雜，實際作業(yè)過程中應量遠離高壓輸電線路。4.3.2GPS點埋設后，均需等待一段時間后方可以為“穩(wěn)定”。時間長短與點級別、點位埋設位置等狀況關于，普通對冰凍地區(qū)至少要通過一種解凍期；位于軟土地區(qū)至少要通過一種雨季。4.3.4GPS標石埋設于非耕地時應露出地面少量，是為便于尋找；當埋設于耕種地時應埋設于耕種表土層如下，是為利于標石保存。5觀測5.1.1一種完整載波相位觀測值應由整未知數(shù)NO、整周數(shù)某些Int(β)和局限性一整周某些Fr(β)等構(gòu)成。其中局限性一整周某些可以通過相位差法精確擬定，整周數(shù)某些亦可運用衛(wèi)星間求差等辦法對周跳進行探測及修復而得出對的數(shù)值，因而能否對的擬定整周未知數(shù)是定位精度核心所在。表態(tài)定位中之因此要觀測較長時間，其重要目就是為了對的擬定整周未知數(shù)。迅速靜態(tài)定位是運用初次平差中所提供所有信息，如解矢量、相應協(xié)因數(shù)陣、單位權方差等采用假設檢查辦法進行基線解算。在短基線上進行迅速靜態(tài)定位時，采用雙頻接受機只需觀測1min便能成功地擬定整周未知數(shù)，單頻接受機觀測7-8顆衛(wèi)星也能在幾分鐘內(nèi)擬定整周未知數(shù)。普通迅速靜態(tài)定位在已解出整周未知數(shù)狀況下觀測1min-2min就可達到厘米級精度，但為保險起見，予以一定精度儲存，對各級GPS控制網(wǎng)仍規(guī)定了較長觀測時間。當單頻接受機采用迅速靜態(tài)定位辦法施測GPS控制網(wǎng)時，其觀測時間均應不不大于15min。一級GPS控制測量重要應用于跨江河、海峽等施工時對測量精度具備特殊規(guī)定橋梁、隧道等特殊構(gòu)造物測量控制網(wǎng)，可靠性及精度規(guī)定較高，而迅速靜態(tài)定位辦法對直接觀測基線不構(gòu)成閉合圖形，因而本規(guī)范不倡導使用迅速靜態(tài)定位辦法建立類似測量控制網(wǎng)。6基線解算與檢核6.0.2基線解算