GPS測量的設(shè)計(jì)與實(shí)施

1、第八章GPS測量的設(shè)計(jì)與實(shí)施8.1GPS測量的技術(shù)設(shè)計(jì)網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)的依據(jù)1. GPS測量規(guī)范（規(guī)程）（1）全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范（以下簡稱規(guī)范）（2） 全球定位系統(tǒng)城市測量技術(shù)規(guī)程（以下簡稱規(guī)程）（3）各行業(yè)部門的其他 GPS測量規(guī)程或細(xì)則2. 測量任務(wù)書網(wǎng)的精度，密度設(shè)計(jì)1. GPS測量精度標(biāo)準(zhǔn)及分類（1）GPS測量精度分類對于各類GPS網(wǎng)的精度設(shè)計(jì)主要取決于網(wǎng)的用途。用于地殼形變及國家基本大地測 量的GPS控制網(wǎng)可按表8-1分級。表8-1GPS測量精度分級（一）氓I粘峨甘細(xì)周庫iW益：numLLW說厲眾故A AwmuiAgwo. iMw剋w 1L w呂號1)玉lo% IO20我國GP

2、S測量規(guī)范所規(guī)定的網(wǎng)的等級級別用途實(shí)例AA全球序廉架、傘坪It地竦動力供胡兀、地殼形變 測雖和特啻定斬1GS水久加毎他網(wǎng)A國家辭芳權(quán)架、忸域性地坤型力愕研定靱地殼闿變國家A般網(wǎng)B國家大地拎制r地方蕃爭極SB、血灤時(shí)變府側(cè)和祎 科惴幣匸穫測屋國V 13繼網(wǎng)C大吊城市及【&的扯木控制PSD屮小城市+城氛肚測RU地_LHM言©.虜產(chǎn)* 鉤揮、助測*建螺箱工等的控制網(wǎng)E用于城市或工程的 GPS控制網(wǎng)可按表8-2分級。表8-2GPS測量精度分級（二）等級平均距離（km）a ( mm)b (mm)最弱邊相對中誤差-二二9w 10w 21/12 萬三5w 10w 51/8萬四2w 10w

3、101/4.5 萬一級1w 10w 101/2萬二級1w 15w 201/1萬> X 2.1衛(wèi)靈定也測橙制網(wǎng)的主鼻捷術(shù)求平均邊Kckm）固皇供盔A（muml比例課羞辜敢R（mm/km）為束點(diǎn)阿的 邊悅擁窮中謀琴旳電平芾后二等910<1/2500001/1200004.5Cio51/700002<10<1/100000<1/400001101/40000<1/200000. 53<40Q/20000|/K000（2）GPS測量的精度標(biāo)準(zhǔn)GPS測量的精度標(biāo)準(zhǔn)通常用網(wǎng)中相鄰點(diǎn)之間的距離中誤差表示，其形式為： a2 （bd）2 （8-1）式中距離中誤差（毫米）

4、 ； a固定誤差（mm）;b比例誤差系數(shù)（ppm）;d相鄰點(diǎn)之間的距離（km ）。實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)根據(jù)測區(qū)大小、GPS網(wǎng)的用途，來設(shè)計(jì)網(wǎng)的等級和精度標(biāo)準(zhǔn)。2. GPS點(diǎn)的密度標(biāo)準(zhǔn)制定GPS網(wǎng)的密度標(biāo)準(zhǔn)，主要考慮任務(wù)要求和服務(wù)對象，密度可參照表8-3的規(guī)定執(zhí)行。表8-3GPS網(wǎng)中相鄰點(diǎn)間距離（單位：km）項(xiàng)目ABCDE相鄰點(diǎn)最小距10015521相鄰點(diǎn)最大距2000250401510相鄰點(diǎn)平均距3007015 1010552最大者23倍。最小者1/2-1/3。網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計(jì)1基準(zhǔn)設(shè)計(jì)的定義：在GPS網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計(jì)中，必須明確GPS網(wǎng)的成果所采用的坐標(biāo)系統(tǒng)和起算數(shù)據(jù)的工 作，稱為GPS網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計(jì)。GP

5、S網(wǎng)的基準(zhǔn)包括位置基準(zhǔn)、方位基準(zhǔn)和尺度基準(zhǔn)。在GPS網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計(jì)中，必須明確GPS網(wǎng)的成果所采用的坐標(biāo)系統(tǒng)和起算數(shù)據(jù)的工 作，稱為GPS網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計(jì)。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)。1、位置基準(zhǔn)：起算點(diǎn)坐標(biāo)。采用：（1）高等級控制網(wǎng)點(diǎn)的 WGS84坐標(biāo)。（2）或（1）高等級的點(diǎn)轉(zhuǎn)換到 WGS84后的坐標(biāo)。（3）單點(diǎn)定位的WGS84坐標(biāo)2、方位基準(zhǔn)3、尺度基準(zhǔn)兩種方法：（1） 外部尺度基準(zhǔn)：測距儀、SLR、VLBI（2）內(nèi)部尺度基準(zhǔn)：選擇一條邊，長時(shí)間多次觀測2.基準(zhǔn)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的幾個(gè)問題：（1）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)，用以轉(zhuǎn)換坐標(biāo)。（2）對GPS網(wǎng)

6、內(nèi)重合的高等級國家點(diǎn)或原城市等級控制點(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。（3）聯(lián)測的高程點(diǎn)需均勻分布于網(wǎng)中，對丘陵或山區(qū)聯(lián)測高程點(diǎn)應(yīng)按高程擬合曲面的要 求進(jìn)行布設(shè)。（4）新建GPS網(wǎng)的坐標(biāo)應(yīng)盡可能與測區(qū)過去采用的坐標(biāo)一致。網(wǎng)構(gòu)成的幾個(gè)基本概念及網(wǎng)特征條件1. GPS網(wǎng)圖形構(gòu)成的幾個(gè)基本概念觀測時(shí)斷：測站上開始接收衛(wèi)星信號到觀測停止，連續(xù)工作的時(shí)間段，簡稱時(shí)段。同步觀測：兩臺或兩臺以上接收機(jī)同時(shí)對同一組衛(wèi)星進(jìn)行的觀測。同步觀測環(huán)：三臺或三臺以上接收機(jī)同步觀測獲得的基線向量所構(gòu)成的閉合環(huán)，簡稱同 步環(huán)。獨(dú)立觀測環(huán)：由獨(dú)立觀測所獲得的基線向量構(gòu)成的閉合環(huán)，簡稱獨(dú)立環(huán)。異步觀測

7、環(huán)：在構(gòu)成多邊形環(huán)路的所有基線向量中，只要有非同步觀測基線向量，則該 多邊形環(huán)路叫異步觀測環(huán)，簡稱異步環(huán)。獨(dú)立基線：對于 N臺GPS接收機(jī)的同步觀測環(huán)，有 J條同步觀測基線，其中獨(dú)立基線數(shù) 為 N-1。非獨(dú)立基線：除獨(dú)立基線外的其它基線叫非獨(dú)立基線，總基線數(shù)與獨(dú)立基線之差即為非 獨(dú)立基線數(shù)。2. GPS網(wǎng)特征條件的計(jì)算觀測時(shí)斷數(shù)：C n m/N （ 8-2）式中：n為網(wǎng)點(diǎn)數(shù)，m為每點(diǎn)設(shè)站數(shù)，N為接收機(jī)數(shù)。總基線數(shù)：J總 CN（N-1）/2（ 8-3）必要基線數(shù)：J必n1(8-4)獨(dú)立基線數(shù)：J獨(dú)C(N1)（8-5）多余基線數(shù)：J多C(N1)(n 1) (8-6)3. GPS網(wǎng)同步圖形構(gòu)成及獨(dú)立

8、邊的選擇GPS基線數(shù)根據(jù)（8-3）式，對于由N臺GPS接收機(jī)構(gòu)成的同步圖形中一個(gè)時(shí)斷包含的為:N（N-1）/2（ 8-7）但其中僅有N-1條是獨(dú)立的GPS邊，其余為非獨(dú)立邊。當(dāng)接收機(jī)數(shù)N=25時(shí)所構(gòu)成的同步圖形見圖8-1。(a)圖8-1 N臺接收機(jī)同少觀酗所構(gòu)成的同步圖形對應(yīng)于圖8-1的獨(dú)立GPS邊可以有如圖8-2所示的不同選擇。圖£ 2 GK 碩立邊的不同選揮當(dāng)同步觀測的 GPS接收機(jī)數(shù)N > 3時(shí)，同步閉合環(huán)的最少數(shù)應(yīng)為:T J (N 1) (N 1)(N2)/2(8-8)N與J、T的關(guān)系見下表： 表8-4N與J、T的關(guān)系表N23456J1361015T013610網(wǎng)的圖形

9、設(shè)計(jì)1. GPS網(wǎng)的圖形設(shè)計(jì)根據(jù)對所布設(shè)的 GPS網(wǎng)的精度要求和其它方面的要求，設(shè)計(jì)出獨(dú)立的GPS邊構(gòu)成的多邊形網(wǎng)，稱為 GPS網(wǎng)的圖形設(shè)計(jì)。2. GPS網(wǎng)的圖形(1)點(diǎn)連式：如圖8-3，相鄰?fù)綀D形之間僅有一個(gè)公共點(diǎn)的連接。£1崔弓!* YHDO 嵐'(BG'1洲沁焦山處園 諾遼；W港起口點(diǎn)風(fēng)點(diǎn)名(2) 邊連式：如圖8-4,同步圖形之間由一條公共基線連接。(3) 網(wǎng)連式：指相鄰?fù)綀D形之間有兩個(gè)以上公共點(diǎn)相連接。(4) 邊點(diǎn)混合連接式：如圖8-5，把點(diǎn)連式與邊連式有機(jī)地結(jié)合起來，組成GPS網(wǎng)的方式。(5) 三角鎖連接：如圖8-6，用點(diǎn)連式或邊連式組成連續(xù)發(fā)展的三角鎖

10、同步圖形。(6) 導(dǎo)線網(wǎng)形連接：如圖 8-7。(7) 星形布設(shè)：如圖 8-8 3、布設(shè)GPS基線向量網(wǎng)時(shí)的設(shè)計(jì)指標(biāo)在布設(shè)GPS網(wǎng)時(shí)，我們除了遵循一定的設(shè)計(jì)原則外，還需要一些定量的指標(biāo)來指導(dǎo) 我們的工作。在我們進(jìn)行 GPS網(wǎng)的設(shè)計(jì)時(shí)經(jīng)常需要采用效率指標(biāo)、可靠性指標(biāo)和精度指 標(biāo)等。1) 效率指標(biāo)在進(jìn)行GPS網(wǎng)的設(shè)計(jì)時(shí)，我們經(jīng)常采用效率指標(biāo)來衡量某種網(wǎng)設(shè)計(jì)方案的效率，以 及在采用某種布網(wǎng)方案作業(yè)時(shí)所需要的作業(yè)時(shí)間、消耗等。在布設(shè)一個(gè)GPS網(wǎng)時(shí)，在點(diǎn)數(shù)、接收機(jī)數(shù)和平均重復(fù)設(shè)站次數(shù)確定后，則完成該網(wǎng) 測設(shè)所需的理論最少觀測期數(shù)（同步觀測的時(shí)段數(shù)）就可以確定。但是，當(dāng)按照某個(gè)具 體的布網(wǎng)方式和觀測作業(yè)方式

11、進(jìn)行作業(yè)時(shí)，要按要求完成整網(wǎng)的測設(shè)，所需的觀測期數(shù) 與理論上的最少觀測期數(shù)會有所差異，理論最少觀測期數(shù)與設(shè)計(jì)的觀測期數(shù)的比值，稱 之為效率指標(biāo)（e），即eS m inSd其中：Smin為理論最少觀測期數(shù)；理論最少觀測期數(shù)R n、SminINT()mR為平均重復(fù)設(shè)站次數(shù)； m為接收機(jī)數(shù)；n為GPS網(wǎng)的點(diǎn)數(shù);INT（）為湊整函數(shù)，INT（ X） XSd為設(shè)計(jì)觀測期數(shù)。該指標(biāo)可用來衡量 GPS網(wǎng)設(shè)計(jì)的效率。2）可靠性指標(biāo)GPS網(wǎng)可靠性，可以分為內(nèi)可靠性和外可靠性。所謂GPS網(wǎng)的內(nèi)可靠性就是指所布設(shè)的GPS網(wǎng)發(fā)現(xiàn)粗差的能力，即可發(fā)現(xiàn)的最小粗差的大?。凰^GPS網(wǎng)的外可靠性就是指GPS網(wǎng)抵御粗差的能力，

12、即未剔除的粗差對GPS網(wǎng)所造成的不良影響的大小。由于內(nèi)、外可靠性指標(biāo)在計(jì)算上過于煩瑣，因此，在實(shí)際的GPS網(wǎng)的設(shè)計(jì)中采用一個(gè)計(jì)算較為簡單的反映GPS網(wǎng)可靠性的數(shù)量指標(biāo)，該指標(biāo)就是整網(wǎng)的多余獨(dú)立基線數(shù)與總的獨(dú)立基線數(shù)的比值，稱為整網(wǎng)的平均可靠性指標(biāo)（），即：h其中：丨為多余的獨(dú)立基線數(shù)；lr h In，In為必要的獨(dú)立基線數(shù)，ln n 1h為總的獨(dú)立基線數(shù)，lt S （m 1），s為觀測期數(shù)，m為同步觀測接收機(jī)的臺數(shù)。3）精度指標(biāo)當(dāng)GPS網(wǎng)布網(wǎng)方式和觀測作業(yè)方式確定后，GPS網(wǎng)的網(wǎng)形就確定了，根據(jù)已確定的Q （BPB），在GPS網(wǎng)的設(shè)計(jì)階段可以采用tr（Q）作為衡量GPS網(wǎng)精度的指標(biāo)。該指標(biāo)可通

13、過相關(guān)軟件（如武漢大學(xué)測繪學(xué)院開發(fā)的 COSA 軟件）計(jì)算得到。4、網(wǎng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則GPS 網(wǎng)設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)是在保證質(zhì)量的前提下，盡可能地提高效率，努力降低成本。 因此，在進(jìn)行 GPS的設(shè)計(jì)和測量時(shí)，既不能脫離實(shí)際的應(yīng)用需求，盲目地最求不必要的 高精度和高可靠性；也不能為追求高效率和低成本，而放棄對質(zhì)量的要求。提高 GPS 網(wǎng)可靠性的方法（ 1）增加觀測期數(shù)（增加獨(dú)立基線數(shù)） 。在布設(shè)GPS網(wǎng)時(shí)，適當(dāng)增加觀測期數(shù)（時(shí)段數(shù)）對于提高GPS網(wǎng)的可靠性非常有效。 因?yàn)椋S著觀測期數(shù)的增加，所測得的獨(dú)立基線數(shù)就會增加，而獨(dú)立基線數(shù)的增加，對 網(wǎng)的可靠性的提高是非常有益的。（ 2）保證一定的重復(fù)設(shè)站次數(shù)。保證

14、一定的重復(fù)設(shè)站次數(shù)，可確保GPS網(wǎng)的可靠性。一方面，通過在同一測站上的多次觀測，可有效地發(fā)現(xiàn)設(shè)站、對中、整平、量測天線高等人為錯(cuò)誤；另一方面，重復(fù) 設(shè)站次數(shù)的增加，也意味著觀測期數(shù)的增加。不過，需要注意的是，當(dāng)同一臺接收機(jī)在 同一測站上連續(xù)進(jìn)行多個(gè)時(shí)段的觀測時(shí)，各個(gè)時(shí)段間必須重新安置儀器，以更好地消除 各種人為操作誤差和錯(cuò)誤。（ 3）保證每個(gè)測站至少與三條以上的獨(dú)立基線相連，這樣可以使得測站具有較高的可靠 性。在布設(shè)GPS網(wǎng)時(shí)，各個(gè)點(diǎn)的可靠性與點(diǎn)位無直接關(guān)系，而與該點(diǎn)上所連接的基線數(shù) 有關(guān)，點(diǎn)上所連接的基線數(shù)越多，點(diǎn)的可靠性則越高。（4）在布網(wǎng)時(shí)要使網(wǎng)中所有最小異步環(huán)的邊數(shù)不大于6 條。在布設(shè)

15、GPS網(wǎng)時(shí)，檢查GPS觀測值（基線向量）質(zhì)量的最佳方法是異步環(huán)閉合差， 而隨著組成異步環(huán)的基線向量數(shù)的增加，其檢驗(yàn)質(zhì)量的能力將逐漸下降。提高 GPS 網(wǎng)精度的方法（ 1）為保證 GPS 網(wǎng)中各相鄰點(diǎn)具有較高的相對精度，對網(wǎng)中距離較近的點(diǎn)一定要進(jìn)行同步觀測，以獲得它們間的直接觀測基線。（ 2）為提高整個(gè) GPS 網(wǎng)的精度， 可以在全面網(wǎng)之上布設(shè)框架網(wǎng)， 以框架網(wǎng)作為整個(gè) GPS 網(wǎng)的骨架。（3） 在布網(wǎng)時(shí)要使網(wǎng)中所有最小異步環(huán)的邊數(shù)不大于6 條。（4） 在布設(shè)GPS網(wǎng)時(shí)，引入高精度激光測距邊，作為觀測值與GPS觀測值（基線向量） 一同進(jìn)行聯(lián)合平差，或?qū)⑺鼈冏鳛槠鹚氵呴L。（ 5）若要采用高程擬合的

16、方法，測定網(wǎng)中各點(diǎn)的正常高 /正高，則需在布網(wǎng)時(shí)，選定一定數(shù)量的水準(zhǔn)點(diǎn)，水準(zhǔn)點(diǎn)的數(shù)量應(yīng)盡可能的多，且應(yīng)在網(wǎng)中均勻分布，還要保證有部分點(diǎn) 分布在網(wǎng)中的四周，將整個(gè)網(wǎng)包含在其中。(6)為提高GPS網(wǎng)的尺度精度，可采用如下方法：增設(shè)長時(shí)間、多時(shí)段的基線向量。布設(shè)GPS網(wǎng)時(shí)起算點(diǎn)的選取與分布若要求所布設(shè)的 GPS網(wǎng)的成果與舊成果吻合最好，則起算點(diǎn)數(shù)量越多越好，若不要 求所布設(shè)的GPS網(wǎng)的成果完全與舊成果吻合，則一般可選35個(gè)起算點(diǎn)，這樣既可以保證新老坐標(biāo)成果的一致性，也可以保持GPS網(wǎng)的原有精度。為保證整網(wǎng)的點(diǎn)位精度均勻，起算點(diǎn)一般應(yīng)均勻地分布在GPS網(wǎng)的周圍。要避免所有的起算點(diǎn)分布在網(wǎng)中一側(cè)的情況。

17、布設(shè)GPS網(wǎng)時(shí)起算邊長的選取與分布在布設(shè)GPS網(wǎng)時(shí)，可以采用高精度激光測距邊作為起算邊長，激光測距邊的數(shù)量可 在35條左右，可設(shè)置在 GPS網(wǎng)中的任意位置。但激光測距邊兩端點(diǎn)的高差不應(yīng)過分懸 殊。圖形設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)：1、考慮加密需要、至少一個(gè)方向通視。2、盡量利用原有滿足需要的資料和坐標(biāo)系統(tǒng)3、閉合環(huán)或符合線路的邊數(shù)滿足規(guī)范。表3最簡獨(dú)立閉仟環(huán)或附合路線邊數(shù)的規(guī)定AD<34、平面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換聯(lián)測和高程聯(lián)測。8.2GPS測量的外業(yè)準(zhǔn)備及技術(shù)設(shè)計(jì)書編寫測區(qū)踏勘測區(qū)踏勘主要了解下列情況：交通情況；水系分布情況；植被情況；控制點(diǎn)分布情況；居民點(diǎn)分布情況； 當(dāng)?shù)仫L(fēng)俗民情。資料收集1、各類圖件；2、各類

18、控制點(diǎn)成果；3、測區(qū)有關(guān)的地質(zhì)、氣象、交通、通訊等方面的資料;4、城市及鄉(xiāng)、村行政區(qū)劃表。設(shè)備、器材籌備及人員組織 設(shè)備、器材籌備及人員組織包括以下內(nèi)容： 籌備儀器、計(jì)算機(jī)及配套設(shè)備； 籌備機(jī)動設(shè)備及通訊設(shè)備； 籌備施工器材，計(jì)劃油料，材料的消耗； 組建施工隊(duì)伍，擬定施工人員名單及崗位； 進(jìn)行詳細(xì)的投資預(yù)算。擬定外業(yè)觀測計(jì)劃1擬定觀測計(jì)劃的主要依據(jù)：（1）GPS網(wǎng)的規(guī)模大?。唬?）GPS衛(wèi)星星座幾何圖形強(qiáng)度；（4）參加作業(yè)的接收機(jī)數(shù)量；（5）交通、通訊及后勤保障。2觀測計(jì)劃的主要內(nèi)容：（1） 編制GPS衛(wèi)星的可見性預(yù)報(bào)圖；【軟件】（2）選擇衛(wèi)星的幾何圖形強(qiáng)度；（3）選擇最佳觀測時(shí)斷；（4）觀測

19、區(qū)域的設(shè)計(jì)與劃分；（5） 編排作業(yè)調(diào)度表；作業(yè)調(diào)整度表見表8-6。表8-6GPS作業(yè)調(diào)度表時(shí)段 編號觀測 時(shí)間觀測者觀測者觀測者機(jī)號:機(jī)號機(jī)號點(diǎn)名備注點(diǎn)名備注點(diǎn)名備注點(diǎn)號點(diǎn)號點(diǎn)號123410起點(diǎn)一上_/11圖1網(wǎng)形結(jié)構(gòu)陽本網(wǎng)采用4 臺（；PS XX頻接收機(jī)，每大觀測3個(gè)時(shí)段，共觀測 3d,每時(shí)段觀測1.51u共9個(gè)時(shí)段.設(shè)站32次，其 中 4,7.10.13 號點(diǎn)各 設(shè)站 3 次,3、5、6、8、9、11、 12、15號點(diǎn)各設(shè)站2次，其余點(diǎn)各設(shè)站1次。觀測 由東向西推進(jìn)，具體安排見表1。& 1觀測調(diào)度計(jì)劃衣時(shí)的現(xiàn)測時(shí)段ABC1)1時(shí)段1734第一天二時(shí)段345三時(shí)段4567一時(shí)段67K

20、第二沢二時(shí)段78910三時(shí)段91011-時(shí)段1()111213第三天二時(shí)段121315三時(shí)段13141516圖丨所示"采用四臺GPS接收機(jī)構(gòu)成一同步壞路 共構(gòu)成五個(gè)同步環(huán)路，環(huán)路ZMJ采取邊聯(lián)接方式。 圖屮展仃11個(gè)待定點(diǎn)d個(gè)已知點(diǎn)，點(diǎn)平均距離6.12k葉 連接處采用三臺（；PS接收機(jī)構(gòu)成一同步 壞路構(gòu)成4乍三邊同步壞垢.人仃34牛甚線 向駅計(jì)設(shè)站32次.井且要求1號與2號點(diǎn)，6號 與7號點(diǎn)，10號與11號點(diǎn)* 14號與16號必通視.（6）采用規(guī)定格式 GPS測量外業(yè)觀測通知（見表 8-7）單進(jìn)行調(diào)度。表8-7GPS測量外業(yè)觀測通知單觀測日期年月日組別：操作員：點(diǎn)位所在圖幅：測站編號

21、/名：觀測時(shí)斷：1： 2 :3： 4:5： 6:安排人：年月日825設(shè)計(jì)GPS網(wǎng)與地面網(wǎng)的聯(lián)測方案GPS網(wǎng)與地面網(wǎng)的聯(lián)測，可根據(jù)測區(qū)地形變化和地面控制點(diǎn)的分布而定，一般在GPS網(wǎng)中至少要重合觀測三個(gè)以上的地面控制點(diǎn)作為約束點(diǎn)。接收機(jī)選型及檢驗(yàn)1接收機(jī)的選用接收機(jī)的選用可參考下表：、等級項(xiàng)二存三F四卩五盧A*0單頻恐頻戶單頻或孜頻7單頻或収頻羊單頻或單頻或股僅頁4單頻或收頻心W lOniin * +2pp(ni D 匸+3ppn 1 DpW lOiwv+3ppjn 2+3ppnt WWlQmnv3ppm 如和測量載波相位廠載漩相位.載波相位載濺相位*戟波相位"同歩觀測推 收機(jī)皺>

22、2p2. 接收機(jī)的檢驗(yàn) 接收機(jī)全面檢驗(yàn)的內(nèi)容，包括一般性檢視、通電檢驗(yàn)和實(shí)測檢驗(yàn)。（1）一般檢驗(yàn)：主要檢查接收機(jī)設(shè)備各部件及其附件是否齊全、完好，緊固部分是否松 動與脫落，使用手冊及資料是否齊全等。（2）通電檢驗(yàn)：接收機(jī)通電后有關(guān)信號燈、按鍵、顯示系統(tǒng)和儀表的工作情況，以及自 測試系統(tǒng)的工作情況，當(dāng)自測正常后，按鍵作步驟檢驗(yàn)儀器的工作情況。（ 3）實(shí)測檢驗(yàn)： 測試檢驗(yàn)是 GPS 接收機(jī)檢驗(yàn)的主要內(nèi)容。 其檢驗(yàn)方法有： 用標(biāo)準(zhǔn)基線檢 驗(yàn)；已知坐標(biāo)、邊長檢驗(yàn)；零基線檢驗(yàn)；相位中心偏移量檢驗(yàn)等。 用零基線檢驗(yàn)接收機(jī)內(nèi)部噪聲水平。 基線測試方法如下：選擇周圍高度角 10O以上無障礙物的地方安放天線，按

23、圖8-9連天線、功分器和接收機(jī)。連接電源，二臺 GPS接收機(jī)同步接收四顆以上衛(wèi)星11.5h。交換功分器與接收機(jī)接口，再觀察一個(gè)時(shí)段。用隨機(jī)軟件計(jì)算基線坐標(biāo)增量和基線長度。基線誤差應(yīng)少于1mm。否則應(yīng)送廠檢修或降低級別使用。 天線相位中心穩(wěn)定性檢驗(yàn)該項(xiàng)檢驗(yàn)可在標(biāo)準(zhǔn)基線、比較基線或 GPS 檢測場上進(jìn)行。 檢測時(shí)可以將 GPS 接收機(jī)帶天線兩兩配對，置于基線的兩端點(diǎn)。按上述方法在與該基線垂直的基線中（不具備此條件，可將一個(gè)接收機(jī)天線固定指北， 其它接收機(jī)天線繞軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動90°， 180°， 270°）進(jìn)行同樣觀察。觀測結(jié)束，用隨機(jī)軟件解算各時(shí)段三維坐標(biāo)。 GPS接收

24、機(jī)不同測程精度指標(biāo)的測試。該項(xiàng)測試應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)檢定場進(jìn)行。檢定場應(yīng)含有短邊和中長邊。基線精度應(yīng)達(dá)到1*10 5。檢驗(yàn)時(shí)天線應(yīng)嚴(yán)格整平對中，對中誤差小于土 1mm。天線指向正北，天線高量至 1mm。 測試結(jié)果與基線長度比較，應(yīng)優(yōu)于儀器標(biāo)稱精度。 儀器的高度低溫試驗(yàn)：對于有特殊要求時(shí)需對GPS接收機(jī)進(jìn)行高、低溫測試。 對于雙頻 GPS 接收機(jī)應(yīng)通過野外測試，檢查在美國執(zhí)行SA 技術(shù)時(shí)其定位精度。 用于天線基座的光學(xué)對點(diǎn)器在作業(yè)中應(yīng)經(jīng)常檢驗(yàn)，確保對中的準(zhǔn)確性，其檢校參照控 制測量中光學(xué)對點(diǎn)器核校方法。8.2.7 技術(shù)設(shè)計(jì)書編寫 資料收集全后，編寫技術(shù)設(shè)計(jì)，主要編寫內(nèi)容如下：1. 任務(wù)來源及工作量包括GP

25、S項(xiàng)目的來源、下達(dá)任務(wù)的項(xiàng)目 用途及意義；GPS測量點(diǎn)的數(shù)量（包括新定點(diǎn)數(shù)、約束點(diǎn)數(shù)、水準(zhǔn)點(diǎn)數(shù)、檢查點(diǎn)數(shù)）；GPS點(diǎn)的精度指標(biāo)及坐標(biāo)、高程系統(tǒng)。2. 測區(qū)概況測區(qū)隸屬的行政管轄；測區(qū)范圍的地理坐標(biāo)，控制面積；測區(qū)的交通狀況和人文地 理；測區(qū)的地形及氣候狀況；測區(qū)控制點(diǎn)的分布及對控制點(diǎn)分析、利用和評價(jià)。3. 布網(wǎng)方案GPS網(wǎng)點(diǎn)的圖形及基本連接方法；GPS網(wǎng)結(jié)構(gòu)特征的測算；點(diǎn)位布設(shè)圖的繪制。4. 選點(diǎn)與埋標(biāo)GPS點(diǎn)位的基本要求；點(diǎn)位標(biāo)志的選用及埋設(shè)方法；點(diǎn)位的編號等。5. 觀測對觀測工作的基本要求；觀測綱要的制定；對數(shù)據(jù)采集提出注意的問題6. 數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理的基本方法及使用的軟件；起算點(diǎn)坐標(biāo)的決

26、定方法，閉合差檢驗(yàn)及點(diǎn)位精度的評定指標(biāo)。7. 完成任務(wù)的措施 要求措施具體，方法可靠，能在實(shí)際工作中貫徹執(zhí)行。8.3GPS 測量的外業(yè)實(shí)施GPS 測量外業(yè)實(shí)施包括： GPS 點(diǎn)的選埋、觀測、數(shù)據(jù)傳輸及數(shù)據(jù)預(yù)處理等工作。8.3.1 選點(diǎn)選點(diǎn)工作應(yīng)遵守以下原則：1. 點(diǎn)位應(yīng)設(shè)在易于安裝接收設(shè)備。視野開闊的較高點(diǎn)上。2點(diǎn)位目標(biāo)要顯著，視場周圍15°以上不應(yīng)有障礙物，以減少GPS信號被遮擋或障礙物吸收。3點(diǎn)位應(yīng)遠(yuǎn)離在功率無線電發(fā)射源（如電視機(jī)、微波爐等）其距離不少于200m ;遠(yuǎn)離高壓輸電線，其距離不得少于50m。以避免電磁場對 GPS信號的干擾。4點(diǎn)位附近不應(yīng)有在面積水域或不應(yīng)有強(qiáng)烈干擾衛(wèi)

27、星信號接收的物體，以減弱多路徑效應(yīng)的影響。5點(diǎn)位應(yīng)選在交通方便，有利于其它觀測手段擴(kuò)展與聯(lián)測的地方。6地面基礎(chǔ)穩(wěn)定，易于點(diǎn)的保存。7選點(diǎn)人員應(yīng)按技術(shù)設(shè)計(jì)進(jìn)行踏勘，在實(shí)地按要求選定點(diǎn)位。8網(wǎng)形應(yīng)有利于同步觀測邊、點(diǎn)聯(lián)結(jié)。9當(dāng)所選點(diǎn)位需要進(jìn)行水準(zhǔn)聯(lián)測時(shí)，選點(diǎn)人員應(yīng)實(shí)地踏勘水準(zhǔn)路線，提出有關(guān)建議。10.當(dāng)利用舊點(diǎn)時(shí)，應(yīng)對舊點(diǎn)的穩(wěn)定性、完好性以及覘標(biāo)是否安全可用作一檢查，符合 要求方可利用。標(biāo)志埋設(shè)參見：標(biāo)石類型每個(gè)點(diǎn)標(biāo)石埋設(shè)結(jié)束后，應(yīng)填寫點(diǎn)之記并提交以下資料：1. 點(diǎn)之記2GPS網(wǎng)的選取點(diǎn)網(wǎng)圖；3. 土地占用批準(zhǔn)文件與測量標(biāo)志委托保管書；4. 選點(diǎn)與埋石工作技術(shù)總結(jié)。833觀測工作1觀測工作依據(jù)的主

28、要技術(shù)指標(biāo)表8-10各級GPS測量作業(yè)的基本技術(shù)要求項(xiàng)目等級方法-二二三四一級二級衛(wèi)星高度角（°）相對快速> 15> 15> 15> 15> 15有效觀測衛(wèi)星數(shù)相對快速> 4> 4> 5> 4> 5> 4> 5> 4> 5觀測時(shí)段數(shù)相對> 2> 2> 2> 2> 1重復(fù)設(shè)點(diǎn)數(shù)快速> 2> 2> 2> 2時(shí)段長度（）相對快速> 90> 60> 20> 45> 15> 45> 15> 45> 15數(shù)

29、據(jù)采樣間隔（）相對快速10-6010-6010-6010-6010、60PDOP相對快速V 6V 6V 8V 8V 82天線安置 在正常點(diǎn)位，天線應(yīng)架設(shè)在三腳架上，并安置在標(biāo)志中心的上方直接對中，天線基座 上的圓水準(zhǔn)氣泡必須整平。殊點(diǎn)位，當(dāng)天線需要安置在三角點(diǎn)覘標(biāo)的觀測臺或回光臺上 時(shí)應(yīng)先將覘頂拆除，防止對 GPS信號的遮擋。 天線的定向標(biāo)志應(yīng)指向正北，并顧及當(dāng)?shù)卮牌堑挠绊?，以減弱相位中心偏差的影響。天線定向誤差依定位精度不同而異，一般不應(yīng)超過土3o50。 刮風(fēng)天氣安置天線時(shí)，應(yīng)將天線進(jìn)行三向固定，以防倒地碰壞。雷雨天氣安置時(shí)，應(yīng) 該注意將其底盤接地，以防雷擊天線。 架設(shè)天線不宜過低，一般應(yīng)

30、距地1m以上。天線架設(shè)好后，在圓盤天線間隔120O的三個(gè)方向分別量取天線高，三次測量結(jié)果之差不應(yīng)超過3mm，取其三次結(jié)果的平均值記入測量手薄中，天線高記錄取值0.001m。 測量氣象參數(shù)：在高精度GPS測量中，要求測定氣象元素。每時(shí)段氣象觀測應(yīng)不少于3次（時(shí)段開始、中間、結(jié)束。）氣壓讀至0.1mbar，氣溫讀至0.1oC，對一般城市及工程 測量只記錄天氣狀況。 復(fù)查點(diǎn)名并記入測量手薄中，將天線電纜與儀器進(jìn)行聯(lián)接，經(jīng)檢查無誤后，方能通電 啟動儀器。3. 開機(jī)觀測觀測作業(yè)的主要目的是捕獲 GPS衛(wèi)星信號，并對其進(jìn)行跟蹤、處理和量測，以獲得 所需要的定位信息和觀測數(shù)據(jù)。天線安置完成后，在離開天線適當(dāng)

31、位置的地面上安放GPS接收機(jī)，接通接收機(jī)與電源、天線、控制器的聯(lián)接電纜，并經(jīng)過預(yù)熱和靜置，即可啟動接收機(jī)進(jìn)行觀測。通常來說，在外業(yè)觀測工作中，儀器操作人員應(yīng)注意以下事項(xiàng)： 當(dāng)確認(rèn)外接電源電纜及天線等各項(xiàng)連接完全無誤后，方可接通電源，啟動接收機(jī)。 開機(jī)后接收機(jī)有關(guān)指示顯示正常并通過自測后，方能輸入有關(guān)測站和時(shí)段控制信息。 接收機(jī)在開始記錄數(shù)據(jù)后，應(yīng)注意查看有關(guān)觀測衛(wèi)星數(shù)量、衛(wèi)星號、相位測量殘差、 實(shí)時(shí)定位結(jié)果及其變化、存儲介質(zhì)記錄等情況。 一個(gè)時(shí)段觀測過程中，不允許進(jìn)行以下操作：關(guān)閉又重新啟動；進(jìn)行自測試（發(fā)現(xiàn)故 障除外）；改變衛(wèi)星高度角；改變天線位置；改變數(shù)據(jù)采樣間隔；按動關(guān)閉文件和刪除文 件

32、等功能鍵。 每一觀測時(shí)段中，氣象元素一般應(yīng)在始、中、末各觀測記錄一次，當(dāng)時(shí)段較長時(shí)可適 當(dāng)增加觀測次數(shù)。 在觀測過程中要特別注意供電情況，除在出測前認(rèn)真檢查電池容量是否充足外，作業(yè) 中觀測人員不要遠(yuǎn)離接收機(jī)，聽到儀器的低電報(bào)警要及時(shí)予以處理，否則可能會造成儀 器內(nèi)部數(shù)據(jù)的破壞或丟失。對觀測時(shí)段較長的觀測工作，建議盡量采用太陽能電池或汽 車瓶進(jìn)行供電。 儀器高一定要按規(guī)定始、末各測一次，并及時(shí)輸入及記入測量手薄之中。 接收機(jī)在觀測過程中不要靠近接收機(jī)使用對講機(jī)；雷雨季節(jié)架設(shè)天線要防止雷擊，雷 雨過境時(shí)應(yīng)關(guān)機(jī)停測，并卸下天線。 觀測站的全部預(yù)定作業(yè)項(xiàng)目，經(jīng)檢查均已按規(guī)定完成，且記錄與資料完整無誤后

33、方可 遷站。 觀測過程中要隨時(shí)查看儀器內(nèi)存或硬盤容量，每日觀測結(jié)束后，應(yīng)及時(shí)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存至 計(jì)算機(jī)硬、軟盤上，確保觀測數(shù)據(jù)不丟失。目前接收機(jī)的自動化程度較高，操作人員只需作好以下工作即可：1）各測站的觀測員應(yīng)按計(jì)劃規(guī)定的時(shí)間作業(yè)，確保同步觀測。2）確保接收機(jī)存儲器（目前常用 CF卡）有足夠存儲空間。3）開始觀測后，正確輸入高度角，天線高及天線高量取方式。4）觀測過程中應(yīng)注意查看測站信息、接收到的衛(wèi)星數(shù)量、衛(wèi)星號、各通道信噪比、 相位測量殘差、實(shí)時(shí)定位的結(jié)果及其變化和存儲介質(zhì)記錄等情況。一般來講，主要注意 DOP直的變化，女口 DOP直偏高（GDOf一般不應(yīng)高于6），應(yīng)及時(shí)與其他測站觀測員取得聯(lián)

34、系，適當(dāng)延長觀測時(shí)間。5 ）同一觀測時(shí)段中，接收機(jī)不得關(guān)閉或重啟；將每測段信息如實(shí)記錄在GPS1量手簿上。6）進(jìn)行長距離高等級 GPS1量時(shí)，要將氣象元素，空氣濕度等如實(shí)記錄，每隔一小 時(shí)或兩小時(shí)記錄一次。4. 觀測記錄 觀測記錄觀測記錄由 GPS 接收機(jī)自動進(jìn)行， 均記錄在存儲介質(zhì) （如硬盤、 硬卡或記憶卡等） 上。 測量手薄測量手薄是在接收機(jī)啟動前及觀測過程中，由觀測者隨時(shí)填寫的。其記錄格式在現(xiàn) 行規(guī)范和規(guī)程中略有差別，視具體工作內(nèi)容選擇。觀測記錄和測量手薄必須認(rèn)真、及時(shí)填寫，堅(jiān)決杜絕事后補(bǔ)記或追記。參見：GPS測量觀測手簿8.4GPS測量的作業(yè)模式經(jīng)典靜態(tài)定位模式圖&I0靜態(tài)宜位

35、1作業(yè)方式采用兩臺（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個(gè)小時(shí)或更多。作業(yè)布置如圖8-10所示。2. 精度基線的相對定位精度可達(dá)5mm+1ppm D , D為 基線長度（KM ）。3. 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?；€、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。4. 注意事項(xiàng)所有已觀測基線應(yīng)組成一系列封閉圖形（如圖8-10）,以利于外業(yè)檢核，提高成果可靠度。并且可觀酬齊i緝ii汕路圧RJ 8-1 i 快噸脖態(tài)定位以通過平差，有助于進(jìn)一步提高定位精度?？焖凫o態(tài)定位1. 作業(yè)方

36、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。作業(yè)布置如圖8-11所示。2. 精度流動站相對于基準(zhǔn)站的基線中誤差為5mm ±1ppm D。3. 應(yīng)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。4. 注意事項(xiàng)在測量時(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。5. 優(yōu)缺點(diǎn)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（如 圖8-11）,可靠性差。準(zhǔn)動態(tài)定位

37、1. 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)工 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（如圖8-12）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。2. 精度基線的中誤差約為12 cm。3. 應(yīng)用范圍開闊地區(qū)的加密控制測量、工程測量及8 8-12準(zhǔn)動瘡宦位圖8J3往返式甫復(fù)設(shè)站碎部測量及線路測量等。注意事項(xiàng)應(yīng)確保在觀測時(shí)斷上有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。844往返式重復(fù)設(shè)站1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

38、有 可見衛(wèi)星；流動接收機(jī)依次到每點(diǎn)觀測12min ; 1h后逆序返測各流動點(diǎn) 12min。設(shè)站布置如圖 8-13所 示。2精度相對于基準(zhǔn)點(diǎn)的基線中誤差為5mm+1ppm.D。3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、工程測量機(jī)地籍測量。4注意事項(xiàng)流動點(diǎn)與基準(zhǔn)點(diǎn)距離不超過15km ;基準(zhǔn)點(diǎn)上空開闊，能正常跟蹤 3顆及以上衛(wèi)星。動態(tài)定位1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；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) 間間隔自動運(yùn)動載體的實(shí)時(shí)位置。作業(yè)布置如圖8-14所示2. 精度相對于基準(zhǔn)點(diǎn)的瞬時(shí)點(diǎn)位精度12cm。3.

39、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。4. 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)距離不超過20km。 實(shí)時(shí)動態(tài)測量的作業(yè)模式與應(yīng)用1. 實(shí)時(shí)動態(tài)(RTK)定位技術(shù)簡介實(shí)時(shí)動態(tài)(RealTimeKinematic-RTB )測量技術(shù)，是以載波相位觀測量為根據(jù)的實(shí)時(shí) 差分GPS ( RTDGPS)測量技術(shù)，它是 GPS測量技術(shù)發(fā)展中的一個(gè)新突破。實(shí)時(shí)動態(tài)測量的基本思想是：在基線上安置一臺 GPS接收機(jī)，對所有可見GPS衛(wèi)星進(jìn)行連續(xù)地測量，并將其觀測數(shù)據(jù)，通過無線電傳輸設(shè)備，實(shí)時(shí)地發(fā)送給用戶觀測站。在用戶站上，GPS接收機(jī)在接

40、收 GPS衛(wèi)星信號的同時(shí)，通過無線電接收設(shè)備，接收基準(zhǔn)站傳 輸?shù)挠^測數(shù)據(jù)，然后根據(jù)相對定位的原理，實(shí)時(shí)地計(jì)算并顯示用戶站的三維坐標(biāo)及其精 度。電&X4IAA電鬥薛r站縄仃洗動站墓堆姑GFSKTKjRS 示意 El2. RTK作業(yè)模式與應(yīng)用根據(jù)用戶的要求，目前實(shí)時(shí)動態(tài)測量采用的作業(yè)模式，主要有: 快速靜態(tài)測量采用這種測量模式，要求 GPS接收機(jī)在每一用戶站上，靜止地進(jìn)行觀測。在觀測過 程中，連同接收到的基準(zhǔn)站的同步觀測數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)地解算整周末知數(shù)和用戶站的三維坐 標(biāo)。如果解算結(jié)果的變化趨于穩(wěn)定，且其精度已滿足設(shè)計(jì)要求，便可適時(shí)的結(jié)束觀測。 采用這種模式作業(yè)時(shí)，用戶站的接收機(jī)在流動過程中，可以不必保持對GPS衛(wèi)星的連續(xù)跟蹤，其定位精度可達(dá) 12cm。這種方法可應(yīng)用于城市、礦山等區(qū)域性的控制測量，工 程測量和地籍測量等。 準(zhǔn)動態(tài)測量同一般的準(zhǔn)動測量一樣，這種測量模式，通常要求流動的接收機(jī)在觀測工作開始之 前