第6章 GNSS控制網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)《GNSS測(cè)量技術(shù)》教學(xué)課件

《GNSS測(cè)量技術(shù)》?精品課件合集6.1GNSS控制網(wǎng)作業(yè)流程6.2專業(yè)術(shù)語6.3技術(shù)設(shè)計(jì)的依據(jù)6.4GNSS控制網(wǎng)的級(jí)別和用途6.5GNSS控制網(wǎng)的布網(wǎng)原則6.6GNSS控制網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計(jì)6.7GNSS網(wǎng)的網(wǎng)特征條件6.8GNSS控制網(wǎng)的圖形設(shè)計(jì)及原則6.9GNSS控制網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)書的編寫第6章GNSS控制網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)GNSS控制網(wǎng)測(cè)量又稱為GNSS經(jīng)典靜態(tài)相對(duì)定位測(cè)量（以下簡(jiǎn)稱“GNSS靜態(tài)”），即通過在多個(gè)測(cè)站上進(jìn)行若干時(shí)段同步觀測(cè)，確定測(cè)站之間相對(duì)位置。在多個(gè)觀測(cè)站同步觀測(cè)相同衛(wèi)星的情況下，衛(wèi)星軌道誤差、衛(wèi)星鐘差、接收機(jī)鐘差、電離層延遲誤差和對(duì)流層延遲等誤差對(duì)觀測(cè)量的影響具有一定的相關(guān)性，GNSS靜態(tài)可有效地消除或削弱上述誤差的影響，從而可獲得高精度的定位結(jié)果。GNSS靜態(tài)是目前GNSS定位中精度最高的一種方法，廣泛應(yīng)用于大地測(cè)量、精密工程測(cè)量、地球動(dòng)力學(xué)研究等領(lǐng)域。第6章GNSS控制網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)GNSS靜態(tài)測(cè)量工作與傳統(tǒng)的常規(guī)測(cè)量類似，其實(shí)施過程可劃分為三個(gè)階段：第一階段為項(xiàng)目準(zhǔn)備，主要工作為測(cè)量方案設(shè)計(jì)；第二階段為項(xiàng)目生產(chǎn)，包括野外觀測(cè)數(shù)據(jù)采集和內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理兩部分；第三階段為項(xiàng)目驗(yàn)收，包括資料整理歸檔和成果質(zhì)檢與項(xiàng)目驗(yàn)收。其中外業(yè)觀測(cè)主要包括選擇站址(選點(diǎn))、建立觀測(cè)標(biāo)志（埋石）和野外觀測(cè)作業(yè)及質(zhì)量檢核等，內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理主要包括觀測(cè)數(shù)據(jù)處理、成果質(zhì)量檢核和技術(shù)總結(jié)等。詳見圖6-1。6.1GNSS控制網(wǎng)作業(yè)流程圖6-1GNSS靜態(tài)測(cè)量流程GNSS靜態(tài)相對(duì)定位技術(shù)復(fù)雜、要求嚴(yán)格、耗費(fèi)較大，對(duì)其項(xiàng)目實(shí)施的全過程均需要精心設(shè)計(jì)、嚴(yán)密組織、認(rèn)真落實(shí)，以避免造成人力、經(jīng)費(fèi)等資源的浪費(fèi)。技術(shù)設(shè)計(jì)是依據(jù)GNSS網(wǎng)的用途及用戶的要求，按照國(guó)家及行業(yè)主管部門頒布的GNSS測(cè)量規(guī)范(規(guī)程)，對(duì)精度、密度、基準(zhǔn)及作業(yè)要求（如觀測(cè)的時(shí)段數(shù)，每個(gè)觀測(cè)時(shí)段的長(zhǎng)度、采樣間隔、截止高度角、接收機(jī)的類型及數(shù)量、數(shù)據(jù)處理的方案）等作出的具體規(guī)定和要求。技術(shù)設(shè)計(jì)是建立GNSS網(wǎng)的首要工作，它提供了建立GNSS網(wǎng)的技術(shù)準(zhǔn)則，是項(xiàng)目實(shí)施過程中以及成果檢查驗(yàn)收時(shí)的技術(shù)依據(jù)，編制技術(shù)設(shè)計(jì)書是GNSS靜態(tài)定位中重要的基礎(chǔ)工作。6.1GNSS控制網(wǎng)作業(yè)流程為了理解和敘述方便，這里先對(duì)GNSS測(cè)量中的一些專用術(shù)語加以介紹。(1)觀測(cè)時(shí)段Observationsession：測(cè)站上開始接收衛(wèi)星信號(hào)到停止接收，連續(xù)觀測(cè)的時(shí)間間隔稱為觀測(cè)時(shí)段，簡(jiǎn)稱時(shí)段。(2)同步觀測(cè)Simultaneousobservation：同步觀測(cè)是指使用兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的GNSS接收機(jī)，同時(shí)在相同的時(shí)間段內(nèi)連續(xù)跟蹤接收相同的衛(wèi)星組的信號(hào)。(3)同步觀測(cè)環(huán)Simultaneousobservationloop：三臺(tái)或三臺(tái)以上接收機(jī)同步觀測(cè)所獲得的基線向量構(gòu)成的閉合環(huán)。(4)異步觀測(cè)環(huán)Independentobservationloop：在GNSS測(cè)量中，由數(shù)條獨(dú)立邊構(gòu)成的閉合多邊形。(5)數(shù)據(jù)剔除率Percentageofdatarejection：同一時(shí)段中，刪除的觀測(cè)值個(gè)數(shù)與獲取的觀測(cè)值總數(shù)的比值。6.2專用術(shù)語(6)GNSS靜態(tài)定位StaticGNSSpositioning：通過在多個(gè)測(cè)站上進(jìn)行同步觀測(cè)，確定測(cè)站之間相對(duì)位置的GNSS定位測(cè)量。(7)衛(wèi)星定位連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站Continuouslyoperatingreferencestation，CORS：由衛(wèi)星定位系統(tǒng)接收機(jī)(含天線)、計(jì)算機(jī)、氣象設(shè)備、通訊設(shè)備及電源設(shè)備、觀測(cè)墩等構(gòu)成的觀測(cè)系統(tǒng)。它長(zhǎng)期連續(xù)跟蹤觀測(cè)衛(wèi)星信號(hào)，通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)定時(shí)、實(shí)時(shí)或按數(shù)據(jù)中心的要求將觀測(cè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心。它可獨(dú)立或組網(wǎng)提供實(shí)時(shí)、快速或事后的數(shù)據(jù)服務(wù)。(8)單基線解Singlebaselinesolution：在多臺(tái)GNSS接收機(jī)同步觀測(cè)中，每次選取兩臺(tái)接收機(jī)的GNSS觀測(cè)數(shù)據(jù)解算相應(yīng)的基線向量。(9)多基線解Multi-baselinesolution：從m(m≥3)臺(tái)GNSS接收機(jī)同步觀測(cè)值中，由m-1條獨(dú)立基線構(gòu)成觀測(cè)方程，統(tǒng)一解算出m-1條基線向量。多基線解顧及了同步觀測(cè)基線間的誤差相關(guān)特性，它在理論上是嚴(yán)密的。6.2專用術(shù)語（10）國(guó)際導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)服務(wù)InternationalGNSSservice，IGS：提供全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)，包括GPS、GLONASS、GALILEO等衛(wèi)星星歷，衛(wèi)星鐘差以及相應(yīng)衛(wèi)星系統(tǒng)的地面基準(zhǔn)站坐標(biāo)等方面信息的國(guó)際組織。（11）天線高Antennaheight：觀測(cè)時(shí)接收機(jī)天線相位中心至測(cè)站中心標(biāo)志面的高度。（12）參考站ReferenceStation：在一定的觀測(cè)時(shí)間內(nèi)，一臺(tái)或幾臺(tái)接收機(jī)分別固定一個(gè)或幾個(gè)測(cè)站上，一直保持跟蹤觀測(cè)衛(wèi)星，其余接收機(jī)在這些測(cè)站的一定范圍內(nèi)流動(dòng)設(shè)站作業(yè)，這些固定站就稱為參考站。（13）流動(dòng)站Mobilestation：在參考站一定范圍內(nèi)流動(dòng)設(shè)站作業(yè)的接收機(jī)所設(shè)測(cè)站。（14）GNSS快速靜態(tài)定位測(cè)量GNSSFaststaticpositioningmeasurement：利用快速整周模糊解算法原理所進(jìn)行的GNSS靜態(tài)定位測(cè)量。（15）永久性跟蹤站Permanenttrackingstation：長(zhǎng)期連續(xù)跟蹤接收衛(wèi)星信號(hào)的永久性地面觀測(cè)站。在測(cè)量方案的準(zhǔn)備階段，應(yīng)根據(jù)測(cè)量任務(wù)書/測(cè)量合同書、現(xiàn)行的測(cè)量規(guī)范和測(cè)區(qū)已有的資料進(jìn)行技術(shù)設(shè)計(jì)。1.測(cè)量任務(wù)書/測(cè)量合同書是成果驗(yàn)收的重要參考文件，測(cè)量單位必須根據(jù)這些測(cè)量文件所規(guī)定的工作要求和精度指標(biāo)進(jìn)行施工測(cè)量。2.GNSS控制網(wǎng)測(cè)量相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范是國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局或有關(guān)行業(yè)主管部門制定的測(cè)量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，是測(cè)量工作必須遵守的指令性法規(guī)。3.測(cè)區(qū)已有的資料測(cè)區(qū)已有資料是指測(cè)區(qū)內(nèi)及其測(cè)區(qū)周圍地區(qū)的現(xiàn)有的測(cè)繪成果資料，包括高等級(jí)控制點(diǎn)、測(cè)區(qū)的地形圖、測(cè)區(qū)交通路線圖和測(cè)區(qū)遙感影像圖等，其中上述圖件資料主要用于布網(wǎng)工作。6.3技術(shù)設(shè)計(jì)的依據(jù)GNSS控制網(wǎng)的用途主要取決于服務(wù)對(duì)象的具體行業(yè)。在實(shí)踐中，不同項(xiàng)目應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際選擇相應(yīng)技術(shù)規(guī)范。如服務(wù)行業(yè)有行業(yè)規(guī)范，通常選擇行業(yè)規(guī)范，否則，可選用國(guó)家規(guī)范。下面以《全球定位系統(tǒng)（GPS）測(cè)量規(guī)范》（GB/T18314-2009）和《工程測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB50026-2020）為例介紹控制網(wǎng)級(jí)別和用途。不同規(guī)范因其用途不同，控制網(wǎng)級(jí)別的劃分也不相同。6.4.1GNSS控制網(wǎng)的級(jí)別1.《全球定位系統(tǒng)（GPS）測(cè)量規(guī)范》（GB/T18314-2009）根據(jù)控制網(wǎng)實(shí)際用途和測(cè)量精度共分為A、B、C、D和E等5個(gè)級(jí)別。A級(jí)網(wǎng)由衛(wèi)星定位連續(xù)運(yùn)行基站構(gòu)成，其精度應(yīng)不低于表6-1的要求，B、C、D和E級(jí)的精度應(yīng)不低于表6-2的要求。6.4GNSS控制網(wǎng)的級(jí)別和用途級(jí)別坐標(biāo)年變化率中誤差相對(duì)精度地心坐標(biāo)各分量年平均中誤差/（mm/a）水平分量/(mm/a)垂直分量/(mm/a)A231×10-80.5表

6-1A級(jí)GNSS網(wǎng)精度要求等級(jí)相鄰點(diǎn)基線分量中誤差相鄰點(diǎn)間平均距離/km水平分量/(mm)垂直分量/(mm)B51050C102020D20405E20403表6-2B、C、D和E級(jí)GNSS網(wǎng)精度要求用于建立國(guó)家二等大地控制網(wǎng)和三、四等大地控制網(wǎng)的GNSS測(cè)量，在滿足表6-2規(guī)定的B、C和D級(jí)精度要求的基礎(chǔ)上，其相對(duì)精度應(yīng)分別不低于1×10-7、1×10-6和1×10-5。6.4GNSS控制網(wǎng)的級(jí)別和用途2.《工程測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB50026-2020）工程測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)適應(yīng)于工程建設(shè)領(lǐng)域通用性測(cè)量工作，平面控制網(wǎng)可按精度劃分為等與級(jí)兩種規(guī)格，由高向低依次宜為二、三、四等和一、二級(jí)。工程用平面控制網(wǎng)，可采用衛(wèi)星定位測(cè)量的方法建立。衛(wèi)星定位測(cè)量可用于二、三、四等和一、二級(jí)控制網(wǎng)的建立，各等級(jí)的主要技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合表6-3的規(guī)定。等級(jí)基線平均長(zhǎng)度(km)固定誤差a(mm)比例誤差系數(shù)b(mm/km)約束點(diǎn)間的邊長(zhǎng)相對(duì)中誤差約束平差后最弱邊相對(duì)中誤差二等9≤10≤2≤1/250000≤120000三等4.5≤10≤5≤1/150000≤70000四等2≤10≤10≤1/40000≤40000一級(jí)1≤10≤20≤1/20000≤20000二級(jí)0.5≤10≤401/20000≤10000表6-3各等級(jí)衛(wèi)星定位測(cè)量控制網(wǎng)的主要技術(shù)指標(biāo)6.4.2GNSS控制網(wǎng)的用途（1）用于建立國(guó)家一等大地控制網(wǎng)，進(jìn)行全球性的地球動(dòng)力學(xué)研究、地殼形變測(cè)量和精密定軌等，應(yīng)滿足A級(jí)GNSS測(cè)量的精度要求。（2）用于建立國(guó)家二等大地控制網(wǎng)，建立地方或城市坐標(biāo)基準(zhǔn)框架、區(qū)域性的地球動(dòng)力學(xué)研究、地殼形變測(cè)量、局部形變監(jiān)測(cè)和各種精密工程測(cè)量等的GNSS測(cè)量，應(yīng)滿足B級(jí)GNSS測(cè)量的精度要求。（3）用于建立三等大地控制網(wǎng)，以及建立區(qū)域、城市及工程測(cè)量的基本控制網(wǎng)等的GNSS測(cè)量，應(yīng)滿足C級(jí)GNSS測(cè)量的精度要求。（4）用于建立四等大地控制網(wǎng)的GNSS測(cè)量應(yīng)滿足D級(jí)GNSS測(cè)量的精度要求。（5）用于中小城市、城鎮(zhèn)以及測(cè)圖、地籍、土地信息、房產(chǎn)、物探、勘測(cè)、建筑施工等的控制測(cè)量等的GNSS測(cè)量，應(yīng)滿足D、E級(jí)GNSS測(cè)量的精度要求。6.4GNSS控制網(wǎng)的級(jí)別和用途6.5.1基本原則（1）各級(jí)GNSS網(wǎng)一般逐級(jí)布設(shè)，在保證精度、密度等技術(shù)要求時(shí)可跨級(jí)布設(shè)。（2）各級(jí)GNSS網(wǎng)的布設(shè)應(yīng)根據(jù)其布設(shè)目的、精度要求、衛(wèi)星狀況、接收機(jī)類型和數(shù)量、測(cè)區(qū)已有的資料、測(cè)區(qū)地形和交通狀況以及作業(yè)效率等因素綜合考慮，按照優(yōu)化設(shè)計(jì)原則進(jìn)行。（3）各級(jí)GNSS網(wǎng)最簡(jiǎn)異步觀測(cè)環(huán)或附合路線的邊數(shù)應(yīng)不大于表6-4的規(guī)定。級(jí)別BCDE閉合環(huán)或附合路線的邊數(shù)／條66810表6-4最簡(jiǎn)異步觀測(cè)環(huán)或附合路線的邊數(shù)6.5GNSS控制網(wǎng)的布網(wǎng)原則（4）各級(jí)GNSS網(wǎng)點(diǎn)位應(yīng)均勻分布，相鄰點(diǎn)間距離最大不宜超過該網(wǎng)平均點(diǎn)間距的2倍。（5）新布設(shè)的GNSS網(wǎng)應(yīng)與附近已有的國(guó)家高等級(jí)GNSS點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè)，聯(lián)測(cè)點(diǎn)數(shù)不應(yīng)少于3個(gè)。（6）為求定GNSS點(diǎn)在某一參考坐標(biāo)系中坐標(biāo)，應(yīng)與該參考坐標(biāo)系中的原有控制點(diǎn)聯(lián)測(cè)，聯(lián)測(cè)的總點(diǎn)數(shù)不應(yīng)少于3個(gè)。在需用常規(guī)測(cè)量方法加密控制網(wǎng)的地區(qū)，D、E級(jí)網(wǎng)點(diǎn)應(yīng)有1～2方向通視。（7）A、B級(jí)網(wǎng)應(yīng)逐點(diǎn)聯(lián)測(cè)高程，C級(jí)網(wǎng)應(yīng)根據(jù)區(qū)域似大地水準(zhǔn)面精化要求聯(lián)測(cè)高程，D、E級(jí)網(wǎng)可依具體情況聯(lián)測(cè)高程。（8）A、B級(jí)網(wǎng)點(diǎn)的高程聯(lián)測(cè)精度應(yīng)不低于二等水準(zhǔn)測(cè)量精度，C級(jí)網(wǎng)點(diǎn)的高程聯(lián)測(cè)精度應(yīng)不低于三等水準(zhǔn)測(cè)量精度，D、E級(jí)網(wǎng)點(diǎn)按四等水準(zhǔn)測(cè)量或與其精度相當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行高程聯(lián)測(cè)。6.5GNSS控制網(wǎng)的布網(wǎng)原則各級(jí)網(wǎng)高程聯(lián)測(cè)的測(cè)量方法和技術(shù)要求應(yīng)按《國(guó)家一、二等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范》（GB／Tl2897-2006）或《國(guó)家三、四等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范》（GB／T12898-2009）規(guī)定執(zhí)行。（9）B、C、D、E級(jí)網(wǎng)布設(shè)時(shí)，測(cè)區(qū)內(nèi)高于施測(cè)級(jí)別的GNSS網(wǎng)點(diǎn)均應(yīng)作為本級(jí)別GNSS網(wǎng)的控制點(diǎn)(或框架點(diǎn))，并在觀測(cè)時(shí)納入相應(yīng)級(jí)別的GNSS網(wǎng)中一并施測(cè)。（10）在局部補(bǔ)充、加密低等級(jí)的GNSS網(wǎng)點(diǎn)時(shí)，采用的高等級(jí)GNSS網(wǎng)點(diǎn)點(diǎn)數(shù)應(yīng)不少于4個(gè)。（11）各級(jí)GNSS網(wǎng)按觀測(cè)方法可采用基于A級(jí)點(diǎn)、區(qū)域衛(wèi)星連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站網(wǎng)、臨時(shí)連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站網(wǎng)等的點(diǎn)觀測(cè)模式，或以多個(gè)同步觀測(cè)環(huán)為基本組成的網(wǎng)觀測(cè)模式。網(wǎng)觀測(cè)模式中的同步環(huán)之間，應(yīng)以邊連接或點(diǎn)連接的方式進(jìn)行網(wǎng)的構(gòu)建。6.5GNSS控制網(wǎng)的布網(wǎng)原則（12）采用GNSS測(cè)量建立各等級(jí)大地控制網(wǎng)時(shí)，其布設(shè)還應(yīng)遵循以下原則：用于國(guó)家一等大地控制網(wǎng)時(shí)，其點(diǎn)位應(yīng)均勻分布，覆蓋我國(guó)國(guó)土。在滿足條件的情況下，點(diǎn)位宜布設(shè)在國(guó)家一等水準(zhǔn)路線附近或國(guó)家一等水準(zhǔn)網(wǎng)的結(jié)點(diǎn)處。用于國(guó)家二等大地控制網(wǎng)時(shí)，應(yīng)綜合考慮應(yīng)用服務(wù)和對(duì)國(guó)家一、二等水準(zhǔn)網(wǎng)的大尺度穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)等因素，統(tǒng)一設(shè)計(jì)，布設(shè)成連續(xù)網(wǎng)。點(diǎn)位應(yīng)在均勻分布的基礎(chǔ)上，盡可能與國(guó)家一、二等水準(zhǔn)網(wǎng)的結(jié)點(diǎn)、已有國(guó)家高等級(jí)GNSS點(diǎn)、地殼形變監(jiān)測(cè)網(wǎng)點(diǎn)、基本驗(yàn)潮站等重合。用于三等大地控制網(wǎng)布測(cè)時(shí)，應(yīng)滿足國(guó)家基本比例尺測(cè)圖的基本需求，并結(jié)合水準(zhǔn)測(cè)量、重力測(cè)量技術(shù)，精化區(qū)域似大地水準(zhǔn)面。6.5GNSS控制網(wǎng)的布網(wǎng)原則6.5.2控制網(wǎng)點(diǎn)名與點(diǎn)號(hào)編制要求（1）GNSS點(diǎn)名應(yīng)以該點(diǎn)位所在地命名，無法區(qū)分時(shí)可在點(diǎn)名后加注(一)、(二)等予以區(qū)別。少數(shù)民族地區(qū)應(yīng)使用規(guī)范的音譯漢語名，在譯音后可附上原文。（2）新舊點(diǎn)重合時(shí)，應(yīng)采用舊點(diǎn)名，不得更改。如原點(diǎn)位所在地名稱已變更，應(yīng)在新點(diǎn)名后以括號(hào)注明舊點(diǎn)名。如與水準(zhǔn)點(diǎn)重合時(shí)，應(yīng)在新點(diǎn)名后以括號(hào)注明水準(zhǔn)點(diǎn)等級(jí)和編號(hào)。（3）點(diǎn)名書寫應(yīng)準(zhǔn)確、正規(guī)，一律以國(guó)務(wù)院公布的簡(jiǎn)化漢字為準(zhǔn)。（4）當(dāng)對(duì)GNSS點(diǎn)編制點(diǎn)號(hào)時(shí)，應(yīng)整體考慮統(tǒng)一編號(hào)，點(diǎn)號(hào)應(yīng)唯一，且適于計(jì)算機(jī)管理。6.5GNSS控制網(wǎng)的布網(wǎng)原則GNSS控制網(wǎng)的直接成果是基于參考橢球的空間三維坐標(biāo)，而在實(shí)際的項(xiàng)目中，測(cè)量坐標(biāo)通常采用二維高斯坐標(biāo)和似大地水準(zhǔn)面高程的組合形式，因此在進(jìn)行GNSS控制網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計(jì)時(shí)，需要根據(jù)參考橢球、測(cè)區(qū)的中央子午線經(jīng)度、平面坐標(biāo)的加常數(shù)、坐標(biāo)的投影面高程和測(cè)區(qū)的平均高程等多種參數(shù)，確定GNSS控制網(wǎng)所采用的坐標(biāo)參照系、控制網(wǎng)平差所需的起算點(diǎn)坐標(biāo)和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換所需的必要數(shù)據(jù)，此即GNSS控制網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計(jì)。實(shí)際上，控制網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計(jì)主要是解決控制網(wǎng)的平移、旋轉(zhuǎn)和尺度縮放的問題，因此其主要內(nèi)容包括方位基準(zhǔn)、尺度基準(zhǔn)和位置基準(zhǔn)等三個(gè)方面：6.6GNSS控制網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計(jì)6.6.1位置基準(zhǔn)設(shè)計(jì)位置基準(zhǔn)即是GNSS網(wǎng)平差是所采用的起算點(diǎn)坐標(biāo)：(1)選取GNSS網(wǎng)中一點(diǎn)或者若干點(diǎn)，固定這些點(diǎn)的三維坐標(biāo)或是給予這些點(diǎn)合適的權(quán)重；(2)在無已知固定點(diǎn)的條件下，可采用自由網(wǎng)秩虧平差或擬穩(wěn)平差獲取控制網(wǎng)的坐標(biāo)基準(zhǔn)；(3)以GNSS網(wǎng)中高精度的多普勒點(diǎn)作為位置基準(zhǔn)；(4)以GNSS網(wǎng)中一點(diǎn)的高精度偽距坐標(biāo)作為位置基準(zhǔn)；若采用單個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)作為位置基準(zhǔn)，則無法形成方向角和距離的約束條件，網(wǎng)平差時(shí)對(duì)網(wǎng)的方向和尺度均無影響（最小約束平差），而若采用多個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)作為位置基準(zhǔn)，則會(huì)在方向角和距離上形成多余觀測(cè)，網(wǎng)平差時(shí)則對(duì)網(wǎng)的尺度和定向均有影響。6.6GNSS控制網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計(jì)6.6.2方位基準(zhǔn)設(shè)計(jì)方位基準(zhǔn)設(shè)計(jì)的主要目的是利用起算方位數(shù)據(jù)將控制網(wǎng)固定，其一般的確定方法如下：(1)由于GNSS基線向量中包含方向信息，因此可以選擇高精度的基線向量作為方向基準(zhǔn)。(2)由給定的起算方位角確定。(3)在網(wǎng)中選擇多個(gè)點(diǎn)，從而將控制網(wǎng)方位固定。6.6.3尺度基準(zhǔn)設(shè)計(jì)尺度基準(zhǔn)設(shè)計(jì)的主要目的是利用邊長(zhǎng)起算數(shù)據(jù)，使得網(wǎng)點(diǎn)間的距離與實(shí)際地面的空間距離保持一致，其一般確定方法如下：(1)由電磁波測(cè)距邊的邊長(zhǎng)確定。(2)由給定兩個(gè)或兩個(gè)以上的已知控制點(diǎn)的距離確定。(3)由基線向量的距離確定。6.6.4

GNSS控制網(wǎng)的基準(zhǔn)確定GNSS網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計(jì)實(shí)際上主要是指確定網(wǎng)的位置基準(zhǔn)。GNSS控制網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計(jì)需要遵循以下原則：6.6.4

GNSS控制網(wǎng)的基準(zhǔn)確定GNSS網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計(jì)實(shí)際上主要是指確定網(wǎng)的位置基準(zhǔn)。GNSS控制網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計(jì)需要遵循以下原則：(1)為了將GNSS網(wǎng)點(diǎn)的地心坐標(biāo)值轉(zhuǎn)換為國(guó)家或地方坐標(biāo)值，應(yīng)選定若干國(guó)家或地方坐標(biāo)點(diǎn)與GNSS網(wǎng)聯(lián)測(cè)。這時(shí)既要考慮充分利用舊資料，又要使新建的高精度GNSS網(wǎng)不受舊資料精度較低的影響。6.6.4

GNSS控制網(wǎng)的基準(zhǔn)確定GNSS網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計(jì)實(shí)際上主要是指確定網(wǎng)的位置基準(zhǔn)。GNSS控制網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計(jì)需要遵循以下原則：(1)為了將GNSS網(wǎng)點(diǎn)的地心坐標(biāo)值轉(zhuǎn)換為國(guó)家或地方坐標(biāo)值，應(yīng)選定若干國(guó)家或地方坐標(biāo)點(diǎn)與GNSS網(wǎng)聯(lián)測(cè)。這時(shí)既要考慮充分利用舊資料，又要使新建的高精度GNSS網(wǎng)不受舊資料精度較低的影響。。(2)為了保證GNSS網(wǎng)進(jìn)行約束平差后坐標(biāo)精度的均勻性和減少尺度比誤差的影響，應(yīng)對(duì)GNSS網(wǎng)內(nèi)重合的高等級(jí)國(guó)家點(diǎn)或原城市等級(jí)控制網(wǎng)點(diǎn)適當(dāng)?shù)貥?gòu)成長(zhǎng)邊圖形。6.6.4

GNSS控制網(wǎng)的基準(zhǔn)確定GNSS網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計(jì)實(shí)際上主要是指確定網(wǎng)的位置基準(zhǔn)。GNSS控制網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計(jì)需要遵循以下原則：(1)為了將GNSS網(wǎng)點(diǎn)的地心坐標(biāo)值轉(zhuǎn)換為國(guó)家或地方坐標(biāo)值，應(yīng)選定若干國(guó)家或地方坐標(biāo)點(diǎn)與GNSS網(wǎng)聯(lián)測(cè)。這時(shí)既要考慮充分利用舊資料，又要使新建的高精度GNSS網(wǎng)不受舊資料精度較低的影響。。(2)為了保證GNSS網(wǎng)進(jìn)行約束平差后坐標(biāo)精度的均勻性和減少尺度比誤差的影響，應(yīng)對(duì)GNSS網(wǎng)內(nèi)重合的高等級(jí)國(guó)家點(diǎn)或原城市等級(jí)控制網(wǎng)點(diǎn)適當(dāng)?shù)貥?gòu)成長(zhǎng)邊圖形。(3)GPS網(wǎng)經(jīng)平差計(jì)算后，可以得到GPS點(diǎn)在地面坐標(biāo)系中的大地高，為了求得GPS點(diǎn)的正常高，可根據(jù)具體情況聯(lián)測(cè)高程點(diǎn)，聯(lián)測(cè)的高程點(diǎn)應(yīng)均勻地分布于網(wǎng)中。6.6.4

GNSS控制網(wǎng)的基準(zhǔn)確定GNSS網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計(jì)實(shí)際上主要是指確定網(wǎng)的位置基準(zhǔn)。GNSS控制網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計(jì)需要遵循以下原則：(1)為了將GNSS網(wǎng)點(diǎn)的地心坐標(biāo)值轉(zhuǎn)換為國(guó)家或地方坐標(biāo)值，應(yīng)選定若干國(guó)家或地方坐標(biāo)點(diǎn)與GNSS網(wǎng)聯(lián)測(cè)。這時(shí)既要考慮充分利用舊資料，又要使新建的高精度GNSS網(wǎng)不受舊資料精度較低的影響。。(2)為了保證GNSS網(wǎng)進(jìn)行約束平差后坐標(biāo)精度的均勻性和減少尺度比誤差的影響，應(yīng)對(duì)GNSS網(wǎng)內(nèi)重合的高等級(jí)國(guó)家點(diǎn)或原城市等級(jí)控制網(wǎng)點(diǎn)適當(dāng)?shù)貥?gòu)成長(zhǎng)邊圖形。(3)GPS網(wǎng)經(jīng)平差計(jì)算后，可以得到GPS點(diǎn)在地面坐標(biāo)系中的大地高，為了求得GPS點(diǎn)的正常高，可根據(jù)具體情況聯(lián)測(cè)高程點(diǎn)，聯(lián)測(cè)的高程點(diǎn)應(yīng)均勻地分布于網(wǎng)中。(4)如果控制網(wǎng)采用地方獨(dú)立或工程坐標(biāo)系，一般還應(yīng)了解五個(gè)參數(shù)。在進(jìn)行GNSS網(wǎng)圖形設(shè)計(jì)前，必須明確有關(guān)GNSS網(wǎng)構(gòu)成的幾個(gè)概念，掌握網(wǎng)的特征條件計(jì)算方法。6.7.1網(wǎng)特征條件的計(jì)算根據(jù)R.Asany提出的觀測(cè)時(shí)段計(jì)算公式：

C=n·m/N

(6-1)式中：C為觀測(cè)時(shí)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)，則在GNSS網(wǎng)中：總基線數(shù)：J總=C·N·(N-1)/2

(6-2)必要基線數(shù)：J必=n-1(6-3)獨(dú)立基線數(shù)：J獨(dú)=C(N-1)(6-4)多余基線數(shù)：J多=C(N-1)-(n-1)(6-5)依據(jù)以上公式，就可以確定出一個(gè)具體GNSS網(wǎng)圖形結(jié)構(gòu)的主要特征。6.7GNSS網(wǎng)的網(wǎng)特征條件6.7.2GNSS網(wǎng)同步圖形構(gòu)成及獨(dú)立邊的選擇根據(jù)(6-2)式，對(duì)于由N臺(tái)GNSS接收機(jī)構(gòu)成的同步圖形中，一個(gè)時(shí)段包含的GNSS基線（或簡(jiǎn)稱GNSS邊)數(shù)為：

J=N·(N-1)/2

(6-6)其中只有N-1條是獨(dú)立的GNSS邊，其余為非獨(dú)立GNSS邊。圖6-2給出了N=2~5臺(tái)接收機(jī)同步觀測(cè)所構(gòu)成的圖形圖6-2N臺(tái)接收機(jī)的同步觀測(cè)圖形對(duì)應(yīng)于圖6-2，獨(dú)立的GNSS邊可以有不同的選擇，如圖6-3。圖6-3GNSS獨(dú)立邊的不同選擇6.7GNSS網(wǎng)的網(wǎng)特征條件當(dāng)同步觀測(cè)的GNSS接收機(jī)數(shù)N≥3時(shí)，同步閉合環(huán)的最少個(gè)數(shù)應(yīng)為：

T=J-(N-1)=(N-1)(N-2)/2

(6-7)GNSS接收機(jī)數(shù)N、邊數(shù)J及同步閉合環(huán)數(shù)T(最少個(gè)數(shù))的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表6-5所示。接收機(jī)數(shù)N2345678邊數(shù)J12610152128同步閉合環(huán)數(shù)T0136101521表6-5GNSS接收機(jī)數(shù)N、邊數(shù)J及同步閉合環(huán)數(shù)T的關(guān)系值得注意，當(dāng)同步閉合環(huán)的閉合差較小時(shí)，通常只能說明GNSS基線向量計(jì)算合格，并不能說明GNSS邊的觀測(cè)精度高，也不能發(fā)現(xiàn)接收信號(hào)受到干擾而產(chǎn)生的某些粗差。為了確保GNSS觀測(cè)成果的可靠性，有效地發(fā)現(xiàn)觀測(cè)成果中的粗差，各同步閉合環(huán)應(yīng)先選取N-1條不構(gòu)成任何閉合圖形的獨(dú)立基線組合，最后將所有不同時(shí)段的獨(dú)立基線組合拼接成一個(gè)閉合幾何圖形進(jìn)行平差計(jì)算。理論上，同步閉合環(huán)中各GNSS邊的坐標(biāo)差之和(即閉合差)應(yīng)為0，但由于解算基線的數(shù)學(xué)模型不完善等原因，致使同步閉合環(huán)的閉合差不等于零。GNSS測(cè)量規(guī)范對(duì)這一閉合差的限差做了規(guī)定。GNSS控制網(wǎng)的圖形結(jié)構(gòu)由測(cè)站點(diǎn)和測(cè)站點(diǎn)之間的基線向量組成。圖形設(shè)計(jì)的任務(wù)即是根據(jù)測(cè)量任務(wù)書/測(cè)量合同書的要求，結(jié)合測(cè)區(qū)的觀測(cè)條件、GNSS接收機(jī)的數(shù)量和已知控制點(diǎn)的情況，對(duì)控制網(wǎng)的空間范圍、測(cè)站的數(shù)量和分布、獨(dú)立基線和重復(fù)基線的數(shù)量、同步圖形和異步圖形的幾何結(jié)構(gòu)和觀測(cè)時(shí)段的時(shí)長(zhǎng)和數(shù)量進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，從而GNSS控制網(wǎng)的精度指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、幾何強(qiáng)度、可靠性和觀測(cè)效率滿足實(shí)際需求。6.8.1技術(shù)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的因素技術(shù)設(shè)計(jì)主要是根據(jù)測(cè)量合同或上級(jí)主管部門下達(dá)的測(cè)量任務(wù)書，以及GNSS測(cè)量規(guī)范或規(guī)程來進(jìn)行的?？偟脑瓌t是，在滿足用戶要求的前提下，盡可能減少人力、物資和時(shí)間上的消耗。6.8GNSS控制網(wǎng)的圖形設(shè)計(jì)及原則在技術(shù)設(shè)計(jì)過程中，還要充分考慮以下因素：(1)測(cè)站因素：同測(cè)站布設(shè)有關(guān)的技術(shù)因素有：網(wǎng)點(diǎn)的密度、網(wǎng)的圖形結(jié)構(gòu)；時(shí)段分配、重復(fù)設(shè)站和重合點(diǎn)的布置等。(2)衛(wèi)星因素：同觀測(cè)對(duì)象衛(wèi)星有關(guān)的因素有：衛(wèi)星高度角和可見衛(wèi)星數(shù)目；衛(wèi)星分布的幾何圖形強(qiáng)度因子；衛(wèi)星信號(hào)質(zhì)量。(3)儀器因素：同儀器有關(guān)的因素有：用于相對(duì)定位的接收機(jī)至少應(yīng)有兩臺(tái)；天線質(zhì)量；記錄設(shè)備。(4)后勤因素：后勤保障方面的因素有：接收機(jī)總臺(tái)數(shù)、來源和使用時(shí)間；各觀測(cè)時(shí)段的機(jī)組調(diào)度；交通工具和通訊設(shè)備的配置等。6.8GNSS控制網(wǎng)的圖形設(shè)計(jì)及原則6.8.2GNSS控制網(wǎng)圖形設(shè)計(jì)原則（1）GNSS網(wǎng)應(yīng)根據(jù)測(cè)區(qū)實(shí)際需要和交通狀況，作業(yè)時(shí)的衛(wèi)星情況，預(yù)期達(dá)到的精度，成果的可靠性以及工作效率，按照優(yōu)化設(shè)計(jì)的原則進(jìn)行。（2）GNSS網(wǎng)應(yīng)按“每個(gè)觀測(cè)至少應(yīng)獨(dú)立設(shè)站觀測(cè)兩次”的原則進(jìn)行布網(wǎng)。這樣不同接收機(jī)觀測(cè)量構(gòu)成網(wǎng)的精度和可靠性指標(biāo)比較接近。（3）GNSS網(wǎng)一般應(yīng)通過獨(dú)立觀測(cè)邊構(gòu)成閉合圖形，提高網(wǎng)的可靠性。（4）在GNSS網(wǎng)中不應(yīng)存在自由基線。因?yàn)樽杂苫€不構(gòu)成任何閉合圖形，不具備發(fā)現(xiàn)粗差的能力。（5）為了便于施測(cè)，GNSS點(diǎn)位應(yīng)選在交通便利、視野開闊的地方。（6）GNSS網(wǎng)點(diǎn)之間雖不要求必須通視，但考慮到采用常規(guī)測(cè)量方法加密時(shí)的需要，應(yīng)適當(dāng)設(shè)置一些通視邊。（7）在可能的條件下，新布測(cè)的GNSS網(wǎng)應(yīng)與附近已有的高級(jí)GNSS點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè)。（8）GNSS網(wǎng)點(diǎn)選擇應(yīng)考慮高程聯(lián)測(cè)的因素。6.8GNSS控制網(wǎng)的圖形設(shè)計(jì)及原則6.8.3GNSS控制網(wǎng)圖形結(jié)構(gòu)形式GNSS控制網(wǎng)的圖形設(shè)計(jì)就是如何將各同步圖形合理地連接為一個(gè)整體，使其達(dá)到圖形強(qiáng)度高、精度好、可靠性強(qiáng)、觀測(cè)效率高的目的。根據(jù)不同的用途，GNSS網(wǎng)的布設(shè)按網(wǎng)的結(jié)構(gòu)形式可分為：星狀網(wǎng)、點(diǎn)連式、邊連式、邊點(diǎn)混連式和網(wǎng)連接式等形式。1.星狀網(wǎng)（1）布網(wǎng)形式。星狀網(wǎng)的布網(wǎng)圖形如圖6-4所示，該類網(wǎng)是以一個(gè)固定的中心點(diǎn)作為基準(zhǔn)站，而其他網(wǎng)點(diǎn)均作為流動(dòng)站。在觀測(cè)期間，中心點(diǎn)的GNSS接收機(jī)保持連續(xù)觀測(cè)狀態(tài)至所有的流動(dòng)站完成觀測(cè)任務(wù)，而流動(dòng)站的GNSS接收機(jī)在觀測(cè)時(shí)段結(jié)束后，即可前往下一個(gè)網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)。圖6-4星狀網(wǎng)(2)特點(diǎn)。星狀網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)在于作業(yè)方便、觀測(cè)效率高和所需的GNSS接受數(shù)量少（最少僅需兩臺(tái)即可完成定位），但其缺點(diǎn)是網(wǎng)中的流動(dòng)站與基準(zhǔn)站僅形成一條獨(dú)立基線，各獨(dú)立基線之間又沒有形成閉合圖形，從而使得星狀網(wǎng)的可靠性、精度和幾何強(qiáng)度均比較低。為了提高網(wǎng)精度，每個(gè)流動(dòng)站應(yīng)進(jìn)行重復(fù)觀測(cè)（至少兩個(gè)觀測(cè)時(shí)段）。星狀網(wǎng)廣泛應(yīng)用于工程測(cè)量、邊界測(cè)量、地籍測(cè)量和碎步測(cè)量等精度要求低、作業(yè)時(shí)間短的測(cè)量任務(wù)。6.8GNSS控制網(wǎng)的圖形設(shè)計(jì)及原則2.點(diǎn)連式（1）布網(wǎng)形式。點(diǎn)連式的布網(wǎng)圖形如圖6-5所示，該類網(wǎng)由多個(gè)閉合圖形組成，相鄰的閉合圖形之間僅由一個(gè)公共點(diǎn)連接，圖中加有黑點(diǎn)的圓圈表示重復(fù)觀測(cè)的網(wǎng)點(diǎn)。

（2）特點(diǎn)。點(diǎn)連式布網(wǎng)方式所構(gòu)成的幾何圖形中雖然含有多個(gè)閉合圖形，但是由于閉合圖形之間無法形成有效的閉合條件，若連接點(diǎn)或同步環(huán)出現(xiàn)粗差，則所有的同步圖形均受影響，所以點(diǎn)連式網(wǎng)的幾何強(qiáng)度低，發(fā)現(xiàn)和抵抗粗差的能力差，因此在一般作業(yè)中，不單獨(dú)使用點(diǎn)連式網(wǎng)。

若在實(shí)際中布設(shè)了點(diǎn)連式網(wǎng)，可增加每個(gè)閉合圖形的觀測(cè)時(shí)段數(shù)量，以增加多余觀測(cè)數(shù)（重復(fù)基線、異步環(huán)閉合條件數(shù)），從而提高控制網(wǎng)的觀測(cè)精度和可靠性。圖6-5點(diǎn)連式3.邊連式（1）布網(wǎng)形式。邊連式的布網(wǎng)圖形如圖6-6所示，網(wǎng)中存在多個(gè)閉合圖形，相鄰的閉合圖形間由一條公共基線邊（圖中加粗的邊）相連接。（2）特點(diǎn)。與點(diǎn)連接式相比，邊連式網(wǎng)可形成較多數(shù)量的重復(fù)基線和異步閉合圖形，幾何強(qiáng)度高。如圖6-6中的邊連式控制網(wǎng)，有15個(gè)網(wǎng)點(diǎn)，16個(gè)觀測(cè)時(shí)段，15條復(fù)測(cè)邊（圖中加粗的實(shí)線），其同步環(huán)的數(shù)量為16，異步環(huán)的數(shù)量為3，基線總數(shù)48，必要基線數(shù)為14，獨(dú)立基線數(shù)32，多余基線的數(shù)量為18。邊連式布網(wǎng)方式具有較多的圖形閉合條件，探測(cè)和抵御粗差的能力較強(qiáng)，網(wǎng)的精度和可靠性較高。圖6-6邊連式4.邊點(diǎn)混合式(1)布網(wǎng)形式。邊點(diǎn)混合式的布網(wǎng)可將點(diǎn)連式和邊連式有機(jī)結(jié)合在一起，既能保證網(wǎng)形的幾何結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，又能夠適當(dāng)減少觀測(cè)數(shù)量以降低成本。(2)特點(diǎn)。如圖6