GS定位技術(shù)在工程控制網(wǎng)中的應(yīng)用

GPS定位技術(shù)在工程控制網(wǎng)中的應(yīng)用***大學(xué)目錄HYPERLINK\l"_Toc185664346"概述3HYPERLINK\l"_Toc185664347"第一章項(xiàng)目名稱及設(shè)計(jì)依據(jù)4HYPERLINK\l"_Toc185664348"第二章GPS網(wǎng)方案設(shè)計(jì)5HYPERLINK\l"_Toc185664349"第一節(jié)GPS網(wǎng)的圖形設(shè)計(jì)（E級）5HYPERLINK\l"_Toc185664350"第二節(jié)網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計(jì)6HYPERLINK\l"_Toc185664351"第三節(jié)網(wǎng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)設(shè)計(jì)7HYPERLINK\l"_Toc185664352"第四節(jié)選點(diǎn)與埋石9HYPERLINK\l"_Toc185664353"第五節(jié)觀測綱要10HYPERLINK\l"_Toc185664354"第三章數(shù)據(jù)處理11HYPERLINK\l"_Toc185664355"第一節(jié)觀測成果外業(yè)檢核11HYPERLINK\l"_Toc185664356"5.0實(shí)測分析與比較13HYPERLINK\l"_Toc185664357"5.1某鎮(zhèn)RTK測量13HYPERLINK\l"_Toc185664358"5.2某路RTK測量14HYPERLINK\l"_Toc185664359"5.3RTK高程測量15HYPERLINK\l"_Toc185664360"第二節(jié)數(shù)據(jù)預(yù)處理18HYPERLINK\l"_Toc185664361"結(jié)論19HYPERLINK\l"_Toc185664362"參考文獻(xiàn)20摘要:本文是關(guān)于***縣GPS控制網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計(jì)書。作者是根據(jù)***縣近期規(guī)劃和遠(yuǎn)景發(fā)展的需要，在綜合分析測區(qū)實(shí)際情況，考慮設(shè)計(jì)目的的基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮GPS技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，提出一種技術(shù)上可行，經(jīng)濟(jì)上合理的網(wǎng)形結(jié)構(gòu)及施測方案。關(guān)鍵詞：GPS控制網(wǎng)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換基線向量技術(shù)設(shè)計(jì)可靠性檢驗(yàn)概述眾所周知，過去測角、量邊的傳統(tǒng)方法建立的地面控制網(wǎng)，依據(jù)分級建立，逐級控制的原則將國家原點(diǎn)的坐標(biāo)逐級地傳遞到需要確定位置的標(biāo)志上，為當(dāng)時的城市建設(shè)的發(fā)展起到了重要的作用，但隨著科技的進(jìn)步，工程建設(shè)的不斷發(fā)展，有的控制網(wǎng)已在很大程度上不相適應(yīng)。其主要表現(xiàn)在以下幾個方面;由于過去受到技術(shù)、設(shè)備，手段等方面的制約，控制網(wǎng)覆蓋范圍小，擴(kuò)展欠合理，滿足不了現(xiàn)代城市及工程建設(shè)發(fā)展的需要有的控制網(wǎng)施測年代較久，現(xiàn)勢性差，并有相當(dāng)數(shù)量的控制點(diǎn)已被破壞，同時由于地下水或礦藏的過度開采等外部環(huán)境影響，使某些點(diǎn)相對位置發(fā)生扭曲，因而不利于工程建設(shè)。原有城市控制網(wǎng)所引用的平面基準(zhǔn)點(diǎn)，大多屬五、六十年代施測的國家大地點(diǎn)，由于當(dāng)時客觀條件的限制，并且依據(jù)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不一，其精度較現(xiàn)行規(guī)范有很大的差異。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，測繪行業(yè)的自動化也取得了長足進(jìn)步，GPS的出現(xiàn)大大的提高了測量的效率。全球定位系統(tǒng)（GPS），是隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，而建立起來的新一代精密衛(wèi)星定位系統(tǒng)。1957年10月，世界上第一顆人造衛(wèi)星的成功發(fā)射，使得空間科學(xué)得以迅速發(fā)展，人類進(jìn)入了一個嶄新的時代。為了滿足軍事部門和民用部門，對連續(xù)實(shí)施和三維導(dǎo)航的迫切要求，1973年美國國防部便開始組織海陸空三軍，共同研究建立了新一代衛(wèi)星系統(tǒng)的計(jì)劃。這就是目前所稱的“（navigationsystemtimingandranging/globalpositoningsystem-navstar/gps），通常稱為“全球定位系統(tǒng)”（GPS）。經(jīng)近10年我國測繪等部門的使用表明，GPS以高精度、全天候、自動化，高覆蓋能力、方便靈活、質(zhì)優(yōu)價廉等顯著特點(diǎn)，贏得了廣大測繪工作者的信賴，并成功的應(yīng)用于大地測量，工程測量，航空攝影測量，運(yùn)載工具導(dǎo)航于管制，地殼運(yùn)動監(jiān)測，工程變形監(jiān)測，資源勘察，地球動力學(xué)等多種學(xué)科，從而給測繪領(lǐng)域帶來一場深刻的技術(shù)革命，可以說，GPS的出現(xiàn)將使人們的測量工作變得象走路一樣簡單。它必將成為未來測量工作的一種發(fā)展方向。我國的GPS應(yīng)用發(fā)展勢頭猛進(jìn)，在短短幾年內(nèi)，GPS在我國的應(yīng)用以由少數(shù)的幾家科研單位和軍用部門擴(kuò)展到民用領(lǐng)域，GPS的廣泛應(yīng)用以改變了人類的生活方式，提高了工作效率，帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益?？梢哉fGPS應(yīng)用前景是廣泛的，市場是巨大的。對于經(jīng)典的測量技術(shù)來說，用GPS進(jìn)行測量的主要特點(diǎn)如下；觀測站之間無需通視。既要保持良好的同視，又要有良好的網(wǎng)形，這一直是在經(jīng)典測量中時間上難以實(shí)現(xiàn)的困難之一。用GPS測量不要求測站之間相互通視，所以不再需要建標(biāo),這一技術(shù)可大大的減少所需的人力和物力，同時也使點(diǎn)位的選擇變的靈活。定位精度高。具有關(guān)資料顯示，目前在小于50km的基線上，其相對精度可達(dá)1-2ppm。觀測時間短。目前，利用經(jīng)典的靜態(tài)定位方法，完成一條基線的觀測時間根據(jù)精度的不用要求，一般需要1—3個小時，而現(xiàn)在的快速定位方法的觀測時間僅需幾分鐘。提供三維坐標(biāo)。GPS測量，在精確測定觀測站平面位置的同時，還可以精確測定觀測站的大地高程。操作簡單。GPS測量的自動化很高。在觀測中測量員的工作只是安裝并開關(guān)儀器、量取儀器高等簡單的工作，大大簡化了工作程序。目前我國GPS的A級和B級網(wǎng)均已步設(shè)完畢，很多城市已經(jīng)用GPS技術(shù)建立了城市工程控制網(wǎng)，取得了良好的社會、經(jīng)濟(jì)效益，GPS技術(shù)先進(jìn)，操作簡單，GPS接收機(jī)也向小型化、低價位、多功能方向發(fā)展，可以肯定，在未來幾年內(nèi)，我國的GPS工程控制網(wǎng)將全面代替常規(guī)的，經(jīng)典的工程控制網(wǎng)。因而，深刻的掌握GPS原理，熟練地應(yīng)用該技術(shù)，是整個測繪行業(yè)發(fā)展的必然要求，本次設(shè)計(jì)的目的就是為了能夠掌握GPS的基本原理，及對GPS控制網(wǎng)的設(shè)計(jì)有個前期的了解。并綜合的運(yùn)用三年來所學(xué)的有關(guān)測量知識，使之能夠在大腦里形成一種清晰的，連貫的模式。為以后工作中對GPS的運(yùn)用打下基礎(chǔ)。本次設(shè)計(jì)主要是對***縣及其周邊77km2的面積進(jìn)行GPS控制。為了適應(yīng)未來工程建設(shè)的需要，需在***縣及其周邊地區(qū)布設(shè)控制網(wǎng)，由于常規(guī)的三角網(wǎng)，三邊網(wǎng)或?qū)Ь€網(wǎng)等，既費(fèi)時、費(fèi)力，而且布設(shè)時受地形及通視的限制很大。而GPS控制以其方便、快捷、不受通視限制及精度高等特點(diǎn)勝出，因此應(yīng)用GPS進(jìn)行控制是首選方案。用GPS建立測量控制網(wǎng)的一般過程為網(wǎng)上選點(diǎn)，構(gòu)網(wǎng)實(shí)地定點(diǎn)、埋點(diǎn)GPS觀測設(shè)計(jì)準(zhǔn)準(zhǔn)備野外定位觀測計(jì)劃劃及紀(jì)錄數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)預(yù)處理（求基基線向量）質(zhì)量合格數(shù)據(jù)后處理（網(wǎng)平平差、坐標(biāo)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換）結(jié)果輸出項(xiàng)目名稱及設(shè)計(jì)依據(jù)本次工程項(xiàng)目名稱為“廣西***縣GPS控制網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)”此技術(shù)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)依據(jù)有：國家測繪局1992年6月8日發(fā)布的《全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范》。CH2001——92199800年建設(shè)部發(fā)布的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《全球定位系統(tǒng)城市測量技術(shù)規(guī)程》。GPS網(wǎng)方案設(shè)計(jì)第一節(jié)GPS網(wǎng)的圖形設(shè)計(jì)（E級）本網(wǎng)的設(shè)計(jì)是在滿足一下設(shè)計(jì)原則的基礎(chǔ)進(jìn)行的。①GPS網(wǎng)一般采用獨(dú)立觀測邊構(gòu)成閉合圖形，如三角形，多邊形或附和線路，以增加檢核條件，提高網(wǎng)的可靠性②GPS網(wǎng)作為測量控制網(wǎng)，其相鄰點(diǎn)間基線向量的精度，應(yīng)分布均勻③GPS網(wǎng)點(diǎn)應(yīng)盡量與原有地面控制網(wǎng)點(diǎn)相結(jié)合。重合點(diǎn)一般不少于3個（不足時應(yīng)聯(lián)測），且在網(wǎng)中應(yīng)分布均勻，以利于可靠地確定GPS網(wǎng)與地面網(wǎng)之間的轉(zhuǎn)換參數(shù)。④GPS網(wǎng)點(diǎn)應(yīng)考慮于水準(zhǔn)點(diǎn)相重合，而非重合點(diǎn)，一般應(yīng)根據(jù)要求以水準(zhǔn)測量（或相當(dāng)精度的方法）進(jìn)行聯(lián)測，或在網(wǎng)中布設(shè)一定密度的水準(zhǔn)聯(lián)測點(diǎn)。⑤為了便于GPS的測量觀測和水準(zhǔn)聯(lián)測，GPS網(wǎng)點(diǎn)一般應(yīng)設(shè)在視野開闊和交通便利的地方。⑥為了便于用靜電方法聯(lián)測或擴(kuò)展，可在GPS網(wǎng)點(diǎn)附近布設(shè)一通視良好的的方位點(diǎn)，以建立聯(lián)測方向。方向點(diǎn)于觀測站距離一般大于300m。結(jié)合本地的實(shí)際情況及任務(wù)要求，在滿足GPS網(wǎng)應(yīng)有非同步獨(dú)立邊構(gòu)成多邊形閉合環(huán)的前提下，要求網(wǎng)中每個閉合環(huán)的邊數(shù)不超過三條。為加強(qiáng)GPS網(wǎng)的精度采用邊點(diǎn)連接式布網(wǎng)，提高幾何強(qiáng)度及可靠性。根據(jù)不同的用途，GPS網(wǎng)的圖形布設(shè)通常有點(diǎn)連式，邊連式，網(wǎng)連式及邊點(diǎn)混合連接四種基本方法，也有布設(shè)成星形連接，符合導(dǎo)向連接，三角鎖形連接等，選擇什么樣的網(wǎng)形，取決于工程所要求得精度，野外觀測條件及GPS接收機(jī)臺數(shù)等因素。其基本圖形主要有一以下幾種，其特點(diǎn)分別為；三角形網(wǎng)優(yōu)點(diǎn)：圖形結(jié)構(gòu)強(qiáng)，具有良好的自檢能力，能夠有效地發(fā)現(xiàn)觀測成果的粗差，以保障網(wǎng)的可靠性；平差后網(wǎng)中相鄰點(diǎn)間基線向量的精度分布均勻。缺點(diǎn)：觀測工作量大適用：網(wǎng)的精度和可靠性要求高時環(huán)形網(wǎng)（閉合線路和符合線路）優(yōu)點(diǎn)：觀測工作量小，且具有較好的自檢性和可靠性缺點(diǎn)：圖形結(jié)構(gòu)較差，非直接觀測的基線邊（或間接邊）精度較觀測邊低，平差后網(wǎng)中相鄰點(diǎn)間基線向量的精度分布布均勻。適用：觀測點(diǎn)較多，工作量較大，網(wǎng)的精度和可靠性要求一般。星形網(wǎng)優(yōu)點(diǎn)：幾何圖形結(jié)構(gòu)簡單，觀測中通常只需要兩臺GPS接收機(jī)，作業(yè)簡單。缺點(diǎn)：檢查和發(fā)現(xiàn)粗差的能力差。適用：快速靜態(tài)定位和準(zhǔn)動態(tài)定位等快速作業(yè)模式，工程測量、邊界測量、地籍測量和碎部測量等。以上都是網(wǎng)的連接方式和網(wǎng)形結(jié)構(gòu)，本次設(shè)計(jì)因?yàn)榭紤]到工程的需求進(jìn)度以及只有三臺GPS接收機(jī)，因此采用邊點(diǎn)混合連接將各個三角形連接起來，不僅提高了精度，又減少了工作量。在滿足以上原則的基礎(chǔ)上，對測區(qū)進(jìn)行了兩個圖形方案的設(shè)計(jì)，將兩個方案進(jìn)行比較，得出較優(yōu)的方案，比較見網(wǎng)的技術(shù)分析。第二節(jié)網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計(jì)網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計(jì)包括網(wǎng)的位置基準(zhǔn)、放行基準(zhǔn)和尺度基準(zhǔn)，時確定網(wǎng)的基準(zhǔn)，是過網(wǎng)的整體平差來實(shí)現(xiàn)的。在GPS網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)網(wǎng)的用途提出確定網(wǎng)的基準(zhǔn)方法和原則。一般來說，在GPS網(wǎng)的整體平差中，可能含有兩類觀測量，即相對觀測和絕對觀測量（如點(diǎn)在wps——84中的坐標(biāo)值）。在僅含有相對觀測量的GPS網(wǎng)中，網(wǎng)的方向基準(zhǔn)和尺度基準(zhǔn)，由在平差計(jì)算中作為相關(guān)觀測量的基線向唯一地確定；而網(wǎng)的位置基準(zhǔn)，則決定于所取網(wǎng)點(diǎn)坐標(biāo)的近似值系統(tǒng)和平差方法。在GPS網(wǎng)包含點(diǎn)的坐標(biāo)觀測量的情況下，網(wǎng)的位置基準(zhǔn)，將取決取這些網(wǎng)的坐標(biāo)值以及精度。GPS網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計(jì)，一般主要是指確定網(wǎng)的基準(zhǔn)位置的問題。確定網(wǎng)的位置，通?？筛鶕?jù)情況，選取如下方法：選取網(wǎng)中一點(diǎn)的坐標(biāo)值并加以固定，或給以適當(dāng)?shù)臋?quán)；網(wǎng)中的點(diǎn)均不固定，通常自由網(wǎng)偽逆平差或擬穩(wěn)平差，確定網(wǎng)的基準(zhǔn)；在網(wǎng)中選若干點(diǎn)的坐標(biāo)值并加以固定；選取網(wǎng)若干點(diǎn)（直至全部點(diǎn)）的坐標(biāo)值并給以適當(dāng)?shù)臋?quán)；前兩種方法，對GPS網(wǎng)定位的約束條件最少，所以，通常稱為最小約束法；而后兩種方法對平差計(jì)算則存在若干約束條件，其約束條件的是、多少，取決于在網(wǎng)中所選點(diǎn)的數(shù)量，這種方法，通常稱為約束法。以最小約束法進(jìn)行GPS網(wǎng)的平差，對網(wǎng)的定向與尺度沒有影響，也就是說，不管采用上述那種最小約束法，平差后網(wǎng)的位置和尺度，以及網(wǎng)中元素（邊長、方位或坐標(biāo)差）的相對精度都是相同的，但網(wǎng)的位置及點(diǎn)位精度卻不同。約束平差法，在確定網(wǎng)的基準(zhǔn)位置的同時，對GPS網(wǎng)的定向與尺度也會產(chǎn)生影響，其影響程度，與約束條件的多少，及所取觀測值的精度有關(guān)。當(dāng)網(wǎng)中已知點(diǎn)的坐標(biāo)含有較大的誤差，或其權(quán)、難以可靠地確定時，將會對網(wǎng)的定向與尺度產(chǎn)生不利影響。雖然從理論上說，在網(wǎng)的平差計(jì)算中，給所有的已知位置以適當(dāng)?shù)臋?quán)，是最為嚴(yán)格的方法，但是，如何適當(dāng)?shù)拇_定已知位置的權(quán)，及其與網(wǎng)中其他觀測量的比例關(guān)系，則是一個需要慎重考慮的問題。所以，一般只有對于一個大范圍的GPS網(wǎng)，而且要求精確地WPS—84協(xié)議地球坐標(biāo)系時，或者在具有一組分布適宜的，高精度的已知點(diǎn)時，為完善GPS網(wǎng)的定向與尺度，約束平差法才具有重要意義。在一般情況下，對于一些區(qū)域性GPS網(wǎng)，如城市、礦山和工程GPS網(wǎng)，其是否精確位于地心坐標(biāo)系統(tǒng)，并不特別重要，因此，這時多采用最小約束平差法。而且，為了與經(jīng)典地面網(wǎng)相聯(lián)合，通常以采用固定一點(diǎn)的經(jīng)典自由網(wǎng)平差法為宜。本網(wǎng)選擇太平殿，寶塔嶺和水晶崗三個三等已知點(diǎn)作為地面約束點(diǎn)。第三節(jié)網(wǎng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)設(shè)計(jì)技術(shù)分析GPS測量按其精度劃分為A、B、C、D、E五級（各級網(wǎng)的精度指標(biāo)見表3—1）。其中，A、B級為國家首級控制網(wǎng)，我們所用的一般城市或工程控制網(wǎng)用D級或E級。本網(wǎng)為E級。GPS網(wǎng)的精度要求，主要取決于網(wǎng)的用途。精度指標(biāo)，通常均以網(wǎng)中相鄰之間的距離誤差來表示，其形式為：其中，ó——網(wǎng)中相鄰點(diǎn)的距離誤差（mm）；ａ——與接受設(shè)備有關(guān)的常數(shù)誤差（mm）；b——比例誤差（ppm）或10秒；D——相鄰點(diǎn)間的距離（Km）；根據(jù)我國1992年頒布的GPS測量規(guī)范的要求，GPS相對定位的精度，劃分為如表3-1所列的標(biāo)準(zhǔn)。GPS相對定位的精度指標(biāo)表3-1測量分級常數(shù)誤差a（mmm）比例誤差b（100）相鄰點(diǎn)距離（Kmm）A≤5≤0.1100—20000B≤8≤115—250C≤10≤55—40D≤10≤102—15E≤10≤201—10上表所列的精度指標(biāo)，主要是對GPS網(wǎng)的平面位置而言，而考慮到垂直分量的精度，一般較水平分量為差，所以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)在GPS網(wǎng)中對垂直分量的要求，可將上表所列的比例誤差部分增大一倍，精度指標(biāo)，是GPS網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的一個重要量，它的大小將直接影響GPS網(wǎng)的布設(shè)方案，觀測計(jì)劃、觀測數(shù)據(jù)的處理方法以及作業(yè)的時間和經(jīng)費(fèi)。對以上圖形設(shè)計(jì)的兩個方案進(jìn)行比較，得出最優(yōu)方案，先要計(jì)算兩個網(wǎng)的特征條件值，其計(jì)算公式如下：按R?Asany提出的觀時段數(shù)計(jì)算公式：C=n?m/N式中：C為觀測時段數(shù)；n為網(wǎng)點(diǎn)數(shù)；m為每點(diǎn)設(shè)站次數(shù)；N為接收機(jī)數(shù)。故在GPS網(wǎng)中：總基線數(shù)：J總=C?N?（N-1）/2必要基線數(shù)：J必=n-1獨(dú)立基線數(shù)：J獨(dú)=C?（N-1）多余基線數(shù)：J多=C?（N-1）-（n-1）將兩個方案的特征值代入上面的公式，得到兩個方案的特征條件值（表3-2）。經(jīng)濟(jì)分析方案一方案一的觀測時段數(shù)為12，總設(shè)站數(shù)為36，以時段數(shù)長度為60min計(jì)算，則其采集數(shù)據(jù)的時間至少需要12小時，一般地區(qū)每站的花費(fèi)為500元，困難地區(qū)700元，平均取為600元計(jì)算，則總的費(fèi)用大約為：36×600=21600元。方案二方案二的時段數(shù)為14，總設(shè)站數(shù)為42，以每站花費(fèi)為600計(jì)算，則總的費(fèi)用大約為42×600=25200元。由以上分析知，方案二的總設(shè)站費(fèi)用比反那個案一多3600元，且消耗的時間長，雖然其總的可靠性指標(biāo)較高，但其重復(fù)觀測基線多于方案一，對于E級網(wǎng)來說造成一定的精度過剩，且它的觀測工作需在一些山頭上多次重復(fù)設(shè)站，增加了工作量。而方案一的經(jīng)濟(jì)消費(fèi)低，技術(shù)上的可靠性指標(biāo)達(dá)到了E級網(wǎng)的要求。因此，從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上分析來看，方案一是最有優(yōu)方案。特征條件值表3-2方案項(xiàng)目方案一方案二總點(diǎn)數(shù)1717總基線向量數(shù)3541必要基線向量數(shù)1616獨(dú)立基線向量數(shù)2428多于觀測基線向量量數(shù)812重負(fù)觀測基線向量量數(shù)49同步圖形個數(shù)1113非同步環(huán)個數(shù)43最弱邊距離誤差5.645.64總體可靠性指標(biāo)0.3330.428總設(shè)站數(shù)3642第四節(jié)選點(diǎn)與埋石由于GPS控制有著觀測站之間不要求相互通視的優(yōu)越性，而且網(wǎng)的圖形選擇也比較靈活，所以選點(diǎn)工作，遠(yuǎn)較經(jīng)典控制測量的選點(diǎn)工作簡單。但由于點(diǎn)位的選擇，對于保證觀測工作的順利進(jìn)行和可靠地保持測量結(jié)果，具有重要意義，所以在選點(diǎn)工作開始前，應(yīng)充分收集和了解有關(guān)測區(qū)的地理情況，以及原有測量標(biāo)志點(diǎn)的分布及保存情況，以便確定適宜的觀測站位置。選點(diǎn)工作通常應(yīng)遵循的原則是：觀測站應(yīng)遠(yuǎn)離大功率的無線電發(fā)射臺貨物高壓輸電線，以避免其周圍磁場對GPS衛(wèi)星信號的干擾。接收機(jī)天線與其距離，一般不的小于200m。觀測站附近不應(yīng)有大面積的水域，或?qū)﹄姶欧瓷洌ɑ蛭眨?qiáng)烈物體，以減弱多路徑效應(yīng)的影響。觀測站應(yīng)設(shè)在易安置接收設(shè)備的地方，且視場開闊。在視場內(nèi)周圍周圍障礙物的高度角，根據(jù)情況一般應(yīng)小于10~15度。觀測站應(yīng)設(shè)在交通方便的地方，并且便于用其他測量手段聯(lián)測和擴(kuò)展。對于基線較長的GPS網(wǎng)，還應(yīng)考慮觀測站附近，應(yīng)具有良好的通訊設(shè)施（電話與電報(bào)、郵電）和電力供應(yīng)，以供觀測站間的聯(lián)絡(luò)和設(shè)備用電。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，其主要內(nèi)容包括點(diǎn)位及點(diǎn)位略圖，點(diǎn)位的交通情況及選點(diǎn)情況等。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。圖形應(yīng)有利于同步觀測邊，點(diǎn)聯(lián)結(jié)。當(dāng)所選點(diǎn)位需要進(jìn)行水準(zhǔn)連測時，選點(diǎn)人員應(yīng)實(shí)地踏勘水準(zhǔn)路線，提出有關(guān)建議。當(dāng)利用舊點(diǎn)時，應(yīng)對舊點(diǎn)的穩(wěn)定性，完好性，以及戰(zhàn)標(biāo)是否安全可用性作一檢查，符合要求方可利用。在選好點(diǎn)以后就要進(jìn)行埋石作業(yè)，埋石應(yīng)遵循以下原則；各級GPS網(wǎng)點(diǎn)標(biāo)石一般用混凝土灌制。埋設(shè)基巖標(biāo)石，基本標(biāo)石時，應(yīng)現(xiàn)場澆灌混凝土。普通標(biāo)石可預(yù)先制作，然后運(yùn)往各地埋設(shè)。埋設(shè)標(biāo)石時，須使各層標(biāo)志中心嚴(yán)格在同一鉛垂線上，對于天線墩其偏差不的大于2mm。強(qiáng)制對中裝置的水平盤面最傾斜不得大于1mm。當(dāng)利用舊點(diǎn)時，應(yīng)首先確定該點(diǎn)標(biāo)石完好，并符合同級GPS點(diǎn)埋石要求，且能長期保存。輔助點(diǎn)與方位點(diǎn)應(yīng)埋設(shè)普通標(biāo)石，并加適合標(biāo)注，以便與GPS點(diǎn)相區(qū)分。GPS點(diǎn)埋石所占土地，應(yīng)經(jīng)土地使用者或管理部門同意，并依法辦理征地手續(xù)。第五節(jié)觀測綱要GPS觀測與常規(guī)測量在技術(shù)要求上有很大差別，對于城市及工程GPS控制在作業(yè)中應(yīng)按照以下技術(shù)指標(biāo)執(zhí)行。觀測技術(shù)表3-3E級網(wǎng)衛(wèi)星高度角（1°）有效觀測衛(wèi)星總數(shù)時段中衛(wèi)星有效觀測時間(mm）觀測時段數(shù)時段長度(min）數(shù)據(jù)采樣間隔衛(wèi)星觀測值象限分布規(guī)定值≥15≥3≥15≥2≥6015～60（25+20）％（-25）％設(shè)計(jì)值≥20≥4≥20≥3≥6010～60（25+20）％（-25）％第三章數(shù)據(jù)處理第一節(jié)觀測成果外業(yè)檢核觀測成果外業(yè)檢核，是確保外業(yè)觀測質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)預(yù)期定位精度的重要環(huán)節(jié)，所以當(dāng)外業(yè)工作觀測任務(wù)結(jié)束后，必須在測區(qū)及時對外業(yè)的觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量進(jìn)行檢核和評價，以便及時發(fā)現(xiàn)不合格的成果，并根據(jù)情況采取淘汰或重測，補(bǔ)救措施。外業(yè)觀測成果檢核的主要內(nèi)容有：1.同步邊觀測數(shù)據(jù)的檢核同步邊是指接受機(jī)設(shè)于基線兩端，通過多歷元同步觀測，經(jīng)平差計(jì)算的基線邊。對其檢核內(nèi)容包括：觀測數(shù)據(jù)的剔除率由于不合格而剔除的觀測值個數(shù)與參加同步邊平差計(jì)算的觀測值總數(shù)之比，稱為數(shù)據(jù)剔除率。根據(jù)不同精度要求，剔除率一般不應(yīng)超過5%~10%。觀測值的殘差分析觀測值的殘差，即各觀測值與其平差值之差。殘差主要由觀測值的偶然誤差和系統(tǒng)誤差殘余部分的影響而產(chǎn)生的。殘差分析，主要是試圖將觀測值中的偶然誤差分離出來，并判定其大小。若設(shè)觀測值的殘差為Ni,I=1,2,…,n-1,n為觀測值個數(shù)，則其分析方法大致如下：計(jì)算殘差的一次差和二次差：計(jì)算觀測值偶然誤差的中誤差:一般規(guī)定δ應(yīng)小于1cm。c）計(jì)算同步邊平差差值的中誤差差和相對中誤誤差。同步邊每一一時段平差值值的中誤差應(yīng)應(yīng)小于0.11m，而其相相對中誤差應(yīng)應(yīng)不超過相應(yīng)應(yīng)精度類別的的要求。2．重復(fù)觀測邊的檢檢核同一條基線線邊若觀測了了多個時段（≥2）則可得到到多個邊長結(jié)結(jié)果。這種具具有多個獨(dú)立立觀測結(jié)果的的邊稱為重復(fù)復(fù)邊。其檢核核內(nèi)容包括：：計(jì)算不同時段觀測測結(jié)果的互差差，該差值應(yīng)應(yīng)該小于相應(yīng)應(yīng)類級規(guī)定精精度的√2倍；同一條邊若有三個個時段以上的的觀測結(jié)果，則則應(yīng)計(jì)算各時時段結(jié)果的平平均值其中仍仍和時段的結(jié)結(jié)果與其平均均值之差，應(yīng)應(yīng)不超過相應(yīng)應(yīng)類級得規(guī)定定精度。3．環(huán)閉合差的檢核核當(dāng)觀測基線線邊構(gòu)成某種種圖形（如三三角形，多變變形）時，圖圖形的閉合差差理論上應(yīng)為為零。但是，由由于各種觀測測量誤差以及及數(shù)據(jù)處理模模型誤差等因因素的綜合影影響，致使該該閉合差一般般均不為零。假設(shè)，環(huán)中中各獨(dú)立觀測測邊的坐標(biāo)分分量差之和為為其中（）為第II條基線邊的的坐標(biāo)分量差差，n為環(huán)中的基基線邊數(shù)，則則環(huán)線閉合差差的定義為：：環(huán)閉合差的大小是是評價觀測質(zhì)質(zhì)量的重要標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)之一。為為了達(dá)到預(yù)定定的精度要求求，環(huán)閉合差差不超過一定定的限值。一一般要求：其中，為閉合合差的限值，m為相應(yīng)的坐坐標(biāo)分量精度度。4．同步環(huán)閉合差的的檢驗(yàn)當(dāng)環(huán)中各邊為多臺臺接收機(jī)同步步觀測的結(jié)果果時（例如3臺接收機(jī)同同步觀測結(jié)果果所構(gòu)成的三三角形邊），由由于各邊不是是獨(dú)立的，所所以其閉合差差應(yīng)恒為零。但但是由于處理理軟件模型的的不完善，或或計(jì)算各同步步邊時數(shù)據(jù)取取舍的差異，致致使這種同步步環(huán)的閉合差差實(shí)際上仍不不為零。這種種閉合差的數(shù)數(shù)值一般很小小，應(yīng)不致對對定位產(chǎn)生明明顯的影響，因因此也可把它它作為成果質(zhì)質(zhì)量的一種檢檢核標(biāo)準(zhǔn)。假設(shè)，分別為上述述同步環(huán)坐標(biāo)標(biāo)分量的閉合合差，則按規(guī)規(guī)定應(yīng)滿足：：5.實(shí)測分析與與比較5.1某鎮(zhèn)RTKK測量在市某鎮(zhèn)26平方方公里1：500地形測量中中，采用RTK技術(shù)來代替替常規(guī)二級導(dǎo)導(dǎo)線測量。本本次基準(zhǔn)站設(shè)設(shè)置在測區(qū)中中部的農(nóng)田中中，符合基準(zhǔn)準(zhǔn)站的架設(shè)條條件，與已知知點(diǎn)的距離在在3.4～4.0km之間。聯(lián)測測四個C、D級GPS點(diǎn)和三個三三、四等水準(zhǔn)準(zhǔn)點(diǎn)，解算出出兩坐標(biāo)系之之間的轉(zhuǎn)換參參數(shù)，水平殘殘差最大為±±3.1cm，垂直殘差差最大為±0.7cm。為了提高高待測點(diǎn)的觀觀測精度，將將天線設(shè)置在在對點(diǎn)器上，觀觀測時間大于于20秒，采用不不同的時間段段進(jìn)行兩次觀觀測取平均值值；機(jī)內(nèi)精度度指標(biāo)預(yù)設(shè)為為點(diǎn)位中誤差差±1.5cm，高程中誤誤差±2.0cm；觀測中，取取平面和高程程中誤差均小小于±1.0cm時進(jìn)行記錄錄。觀測后RTK點(diǎn)兩兩次觀測值坐坐標(biāo)比較表如如下：表一序號點(diǎn)名較差（cm）序號點(diǎn)名較差（cm）1A0011.624A0240.12A002025A0250.23A0031.126A0262.44A0040.627A0271.05A0051.328A0280.96A0061.729A0290.37A0070.930A0310.78A0081.631A0322.79A0092.832A0331.410A0101.133A0342.411A0110.734A0351.712A0121.235A0360.713A0131.336A0370.514A0142.637A0381.515A0150.638A0390.916A0161.239A0401.017A0170.940A0410.918A0180.641A0420.319A0191.142A0430.120A0200.343A0441.421A0211.544A0451.122A0220.945A0461.823A0230.246A0472.2通過表一可以看出出，RTK點(diǎn)兩次觀測測值坐標(biāo)較差差最大值為±±2.8cm，最小值為0cm?？紤]到兩兩次觀測采用用了同一基準(zhǔn)準(zhǔn)站，觀測條條件基本相同同，可以將其其視為同精度度雙觀測值的的情況，進(jìn)而而求得觀測值值中誤差和平平均值中誤差差。觀測值中中誤差為：==±0.9cmm平均值中誤差為：：mp=±0.9/√2=±0.6cmm在測量二級導(dǎo)線精精度RTK點(diǎn)的同時，我我們采用相同同方法測量了了測區(qū)附近的的一級導(dǎo)線點(diǎn)點(diǎn)和二級GPS已知點(diǎn)，一一方面作為已已知點(diǎn)進(jìn)行檢檢核，另一方方面可以間接接說明RTK的測量精度度（見表二）。表二序號點(diǎn)號較差（cm）序號點(diǎn)號較差（cm）1I1260.87I1661.62I1280.98I1671.83I1291.79I1682.54I1301.310I1691.65I1640.611F0331.16I1651.612F0343.1表二中坐標(biāo)較差值值最大為±3.1cm，最小為±0.6cm。坐標(biāo)較差差值的中誤差差為±1.7cm，這說明RTK技術(shù)能滿足足《城市測量量規(guī)范》中最最弱點(diǎn)的點(diǎn)位位中誤差（相相對于起算點(diǎn)點(diǎn)）不大于±±5cm的要求。5.2某路RTTK測量在****縣某路1：500竣工地形圖圖測繪工程中中，因帶狀圖圖較長，附近近一、二級導(dǎo)導(dǎo)線點(diǎn)均遭到到破壞，如果果采用常規(guī)控控制測量方法法無法滿足甲甲方對工期的的要求，故使使用RTK技術(shù)進(jìn)行了了控制加密。本本次測量分別別取C區(qū)一級導(dǎo)線線點(diǎn)C065、C126為基準(zhǔn)站，進(jìn)進(jìn)行了兩次測測量。觀測后后的RTK點(diǎn)坐標(biāo)比較較表如表三所所示。表三序號點(diǎn)名較差（cm）序號點(diǎn)名較差（cm）1B9012.87B9072.92B9022.38B9080.23B9032.89B9092.54B9043.010B9102.75B9052.411B9112.26B9062.412B9120.2表三中坐標(biāo)較差值值最大為±3.0cm，最小為±0.2cm，坐標(biāo)較差差值的中誤差差為±2.4cm。我們使用2″級全全站儀對RTK控制成果進(jìn)進(jìn)行了角度和和邊長（按照照二級導(dǎo)線精精度）的檢測測，檢測結(jié)果果如表四所示示。表四序號測站零方向反算夾角(°′″″)實(shí)測夾角(°′″″)夾角差值(″)待測點(diǎn)反算邊長(m)((RTK)實(shí)測邊長(m)((全站儀)邊長差值(mm))1B901B902294.482294.480+22B902B901190°18′009″190°18′118″-9″B903317.674317.672+23B903B902182°21′553″182°21′556″-3″B904187.396187.390+64B904B903182°01′009″182°01′009″0″B905346.274346.280-65B905B904175°22′445″175°22′440″+5″B906256.012256.015-36B906B905184°35′114″184°35′005″+9″B907308.728308.718+107B907B906175°32′225″175°32′224″+1″B908316.609316.620-118B908B907185°27′223″185°27′110″+13″B909242.698242.69809B909B908174°35′554″174°35′557″-3″B910322.402322.407-510B910B909181°59′229″181°59′330″-1″B911313.658313.646+1211B911B910153°58′113″153°58′228″-15″B912285.846285.847-1注：夾角差值=反反算夾角(RTK)－實(shí)測夾角(全站儀)邊長差值=反算邊邊長(RTK)－實(shí)實(shí)測邊長(全站儀)表四中夾角差值中中誤差為±7.8″，邊長差值值中誤差為±±6.6mm。邊長差值值最大為+12mm，邊長差值值相對誤差最最大為1/260000，以上均滿滿足《城市測測量規(guī)范》中中對二級導(dǎo)線線的要求。5.3RTK高高程測量在某鎮(zhèn)1：5000地形測量項(xiàng)項(xiàng)目中，我們們采用常規(guī)手手段對RTK控制點(diǎn)進(jìn)行行了四等水準(zhǔn)準(zhǔn)測量。平差差后，每公里里高差中誤差差為±4.2mmm，最弱點(diǎn)高高程中誤差為為±6.5mm。在進(jìn)行RTK平面控制測測量的同時，我我們也利用RTK技術(shù)進(jìn)行了了高程測量。兩兩次RTK高程測量的的成果較差如如表五所示。表五序號點(diǎn)名二次高程較差（mm）序號點(diǎn)名二次高程較差（mm）1A015-0.01624A0350.0042A0140.00125A038-0.0253A013-0.02226A039-0.0364A0120.03927A031-0.0165A011-0.00228A0170.016A0100.02429A006-0.0477A018-0.00430A0050.0428A0190.00431A004-0.0069A0200.02232A0030.00510A0220.00533A0020.00811A021-0.00634A0010.01512A023-0.00135A016-0.01213A0240.00436A025-0.0214A026-0.01537A0080.03815A0270.00738A009016A0280.02239A0070.00717A0290.01640A032-0.00818A0430.00741A033-0.02519A042042A0340.04520A0410.0243A0460.01721A040-0.03144A047-0.00222A037-0.0145A0450.01923A036-0.01146A0440.016表五中高程較差最最大為-4.7ccm，最小為0cm。觀測值中中誤差為±1.4cm，平均值中中誤差為±1.0cm。四等水準(zhǔn)測量與RRTK高程測量成成果較差如表表六所示。表六序號點(diǎn)名高程（CM）序號點(diǎn)名高程（CM）1A001-2.124A024-2.82A002-4.625A025-1.43A003-2.126A0263.14A004-2.627A027-2.25A005-4.828A028-1.16A006-2.329A029-2.87A007-2.830A031-1.58A008-4.631A032-3.39A009-2.832A033-1.910A010-3.433A034-0.111A011-3.234A035-0.112A012-2.935A036-1.013A013-2.136A037-0.414A014-2.337A038-0.515A015-2.038A039-1.216A016-3.039A040-1.517A017-3.040A041-0.418A018-1.341A042-1.019A019-0.242A043-2.420A020-0.243A044-0.221A021-2.544A045+0.522A022-1.745A046-1.623A023-2.646A047-2.0表六中高程較差最最大為-4.8ccm，最小為-0.1ccm，高程較差差中誤差為±±2.3cm。如果四等水準(zhǔn)網(wǎng)高高程中誤差取取±2.0cm，RTK高程測量的的中誤差采用用其預(yù)設(shè)精度度±2.0cm，則利用誤誤差傳播定律律可以得到高高程較差理論論中誤差為±±2.8cm，高程較差差允許誤差為為±5.6cm?？梢姳砹蟮玫母叱坛梯^差中誤差差小于高程較較差理論中誤誤差。利用RTK點(diǎn)高程反算算高差并與相相應(yīng)四等水準(zhǔn)準(zhǔn)觀測高差比比較，可以得得到下表：表七序號測段高差較差（cmm）測段長度（Km）序號測段高差較差（cm）測段長度（Km）1S04～A0400-1.501.4129A013～A0114-0.400.432S03～A0466-1.001.1830A014～A0115+0.200.393S02～A0399-1.450.5231A035～A0336-0.750.434S02～A0311-1.450.2432A036～A0337+0.700.405S01～A0100-3.550.4633A037～A0338-0.050.486A031～A0117-1.300.5434A038～A0339-0.500.587A017～A0116+0.050.6035A025～A0228+0.300.798A016～A0115+1.150.5336A028～A0335+1.001.489A017～A0006+0.700.3237A046～A0447-0.400.3510A025～A0223-1.350.7338A047～A0334+2.151.1811A023～A0224-0.250.5339A043～A0444+2.150.2912A024～A0221+0.051.5440A044～A0445+0.600.3813A021～A0222+0.700.5041A045～A0446-2.250.4314A022～A0220+1.350.8642A039～A0443-1.250.6515A020～A0119-0.050.5043A040～A0441+1.050.3616A019～A0118-1.200.4744A041～A0442-0.650.3517A018～A0110-2.451.9945A042～A0443-1.550.4318A015～A0229-0.950.5746A035～A0440-1.801.4819A029～A0227+0.450.4247A006～A0005-1.450.6620A026～A0225+1.650.2848A005～A0004+2.250.4921A009～A0334+2.651.4349A004～A0003+0.450.4922A034～A0333-1.700.5550A003～A0002+2.551.3423A033～A0332-1.300.5151A002～A0001+2.500.4824A032～A0339+2.200.5552A001～A0009-0.700.8525A010～A0003+1.151.8753A009～A0008+1.750.3326A010～A011100.5754A008～A0007+1.750.5927A011～A0112+0.050.6455A007～A0006+0.500.8628A012～A0113+0.500.6256表七中，高差較差差平均值為+0.022cm。根據(jù)實(shí)際際經(jīng)驗(yàn)，由RTK測量的高程程計(jì)算出的相相鄰高差受相相鄰點(diǎn)間的長長度影響較小小，高差精度度主要與四等等水準(zhǔn)測段長長度有關(guān)。利利用高差較差差參照不同精精度雙觀測值值情況計(jì)算出出高差較差單單位（每公里里）中誤差為為±1.899cm。根據(jù)高差較差公式式：hj=hR-hs利用誤差傳播定律律，得：Mhj2=MhR2+Mhs2（1）其中，hR為根據(jù)據(jù)RTK高程計(jì)算的的高差，hs為四等水準(zhǔn)準(zhǔn)觀測的高差差。hR＝HR1-HR2，HHR1、HR2分別為相相鄰兩RTK點(diǎn)的高程MhR2=MMHR12+MHR222即Mhj22=MHR112+MHR222+Mhhs2（2）如果RTK高程測量的的中誤差采用用其預(yù)設(shè)精度度±2.0cm，四等水準(zhǔn)準(zhǔn)高差中誤差差取±1.0cm，分別代入入公式（2），得高差差較差理論單單位中誤差Mhj為±3.0ccm。顯然，表表七計(jì)算的高高差較差單位位中誤差小于于高差較差理理論單位中誤誤差，證明RTK高程測量能能夠滿足《城城市測量規(guī)范范》對四等水水準(zhǔn)網(wǎng)的精度度要求。同時由表六可以看看出，除A045外，其它點(diǎn)點(diǎn)的較差均為為負(fù)值，我們們分析認(rèn)為這這與基準(zhǔn)站架架設(shè)在未知點(diǎn)點(diǎn)上有關(guān)，由由此對觀測結(jié)結(jié)果產(chǎn)生了系系統(tǒng)性影響。如如果基準(zhǔn)站架架設(shè)在已知點(diǎn)點(diǎn)上，求得的的高程中誤差差可能會小于于±2.3cm。由于時間間較緊，未來來得及做基準(zhǔn)準(zhǔn)站架設(shè)在已已知點(diǎn)的試驗(yàn)驗(yàn)，該影響有有待今后進(jìn)一一步的試驗(yàn)證證明。第二節(jié)數(shù)據(jù)預(yù)處理理所謂觀測數(shù)據(jù)預(yù)處