任務(wù)二平面控制測量426GNSS控制網(wǎng)布設(shè)00課件講解

任務(wù)二平面控制測量4.2.6GNSS控制網(wǎng)布設(shè)2025年1月13日

GNSS測量的技術(shù)設(shè)計(jì)目錄/Contents0102外業(yè)準(zhǔn)備及技術(shù)設(shè)計(jì)書編寫01

GNSS測量的技術(shù)設(shè)計(jì)

GNSS網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)的依據(jù)1、GNSS測量規(guī)范（規(guī)程）

（1）《全球定位系統(tǒng)（GNSS）測量規(guī)范》

（2）《全球定位系統(tǒng)城市測量技術(shù)規(guī)程》

（3）各行業(yè)部門的其他GNSS測量規(guī)程或細(xì)則2、測量任務(wù)書/合同

測量任務(wù)書或合同是測量施工單位上級主管部門或合同甲方下達(dá)的技術(shù)要求文件。它規(guī)定了測量任務(wù)的范圍、目的、精度和密度要求，提交成果資料的項(xiàng)目和時間，完成任務(wù)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等。01GNSS測量的技術(shù)設(shè)計(jì)GNSS網(wǎng)的精度,密度設(shè)計(jì)1、GNSS測量精度分級標(biāo)準(zhǔn)對于各類GNSS網(wǎng)的精度設(shè)計(jì)主要取決于網(wǎng)的用途分級標(biāo)準(zhǔn)可查閱相關(guān)的國標(biāo)和行標(biāo)01GNSS測量的技術(shù)設(shè)計(jì)GNSS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：

式中：σ--距離中誤差（毫米）；ɑ——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、GNSS網(wǎng)的用途，來設(shè)計(jì)網(wǎng)的等級和精度標(biāo)準(zhǔn)。GNSS網(wǎng)的精度標(biāo)準(zhǔn)01GNSS測量的技術(shù)設(shè)計(jì)GNSS網(wǎng)的等級01GNSS測量的技術(shù)設(shè)計(jì)測量分類固定誤差a(mm)比例誤差b(ppm)相鄰點(diǎn)距離(km)用途AA≤3≤0.011000為全球性的坐標(biāo)框架和地球動力學(xué)測量A≤5≤0.1300為區(qū)域或國家框架網(wǎng)、區(qū)域動力學(xué)網(wǎng)B≤8≤170為國家大地控制網(wǎng)或地方框架網(wǎng)C≤10≤510-15為地方控制網(wǎng)和工程控制網(wǎng)D≤10≤105-10為工程控制網(wǎng)E≤10≤200.2-5為測圖網(wǎng)用于城市或工程的GNSS控制網(wǎng)等級平均距離（km）a（mm）b（mm）最弱邊相對中誤差二9≤10≤21/12萬三5≤10≤51/8萬四2≤10≤101/4.5萬一級1≤10≤101/2萬二級＜1≤15≤201/1萬01GNSS測量的技術(shù)設(shè)計(jì)GNSS點(diǎn)的密度標(biāo)準(zhǔn)制定GNSS網(wǎng)的密度標(biāo)準(zhǔn)，主要考慮任務(wù)要求和服務(wù)對象。密度可參照下表的規(guī)定執(zhí)行。表GNSS網(wǎng)中相鄰點(diǎn)間距離（單位：km）

級別項(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3007015～1010～55～201GNSS測量的技術(shù)設(shè)計(jì)GNSS網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)設(shè)計(jì)的定義：在GNSS網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計(jì)中，必須明確GNSS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GNSS網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計(jì)。GNSS網(wǎng)的基準(zhǔn)包括位置基準(zhǔn)、方位基準(zhǔn)和尺度基準(zhǔn)。GNSS網(wǎng)的基準(zhǔn)的確定：位置基準(zhǔn)：由給定的起算點(diǎn)坐標(biāo)確定。尺度基準(zhǔn)：由地面的電磁波測距確定。方位基準(zhǔn)：由給定起算方位角確定。01GNSS測量的技術(shù)設(shè)計(jì)GNSS網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的幾個問題：（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，用以轉(zhuǎn)換坐標(biāo)。（2）對GNSS網(wǎng)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GNSS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。01GNSS測量的技術(shù)設(shè)計(jì)GNSS網(wǎng)圖形構(gòu)成的幾個基本概念觀測時段：測站上開始接收衛(wèi)星信號到觀測停止，連續(xù)工作的時間段，簡稱時段。同步觀測：兩臺或兩臺以上接收機(jī)同時對同一組衛(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)。01GNSS測量的技術(shù)設(shè)計(jì)GNSS網(wǎng)構(gòu)成的幾個基本概念及網(wǎng)特征條件GNSS網(wǎng)圖形構(gòu)成的幾個基本概念異步觀測環(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GNSS接收機(jī)的同步觀測環(huán)，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)。01GNSS測量的技術(shù)設(shè)計(jì)GNSS網(wǎng)構(gòu)成的幾個基本概念及網(wǎng)特征條件GNSS網(wǎng)特征條件的計(jì)算觀測時段數(shù)：

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)：必要基線數(shù)：獨(dú)立基線數(shù)：多余基線數(shù)：01GNSS測量的技術(shù)設(shè)計(jì)GNSS網(wǎng)構(gòu)成的幾個基本概念及網(wǎng)特征條件GNSS網(wǎng)同步圖形構(gòu)成及獨(dú)立邊的選擇對于由N臺GNSS接收機(jī)構(gòu)成的同步圖形中一個時斷包含的GNSS基線數(shù)為：01GNSS測量的技術(shù)設(shè)計(jì)GNSS網(wǎng)構(gòu)成的幾個基本概念及網(wǎng)特征條件但其中僅有N-1條是獨(dú)立的GNSS邊，其余為非獨(dú)立邊。當(dāng)接收機(jī)數(shù)N=2～5時所構(gòu)成的同步圖形為：01GNSS測量的技術(shù)設(shè)計(jì)GNSS網(wǎng)構(gòu)成的幾個基本概念及網(wǎng)特征條件對應(yīng)的，獨(dú)立GNSS邊可以有下圖所示的不同選擇01GNSS測量的技術(shù)設(shè)計(jì)GNSS網(wǎng)構(gòu)成的幾個基本概念及網(wǎng)特征條件當(dāng)同步觀測的GNSS接收機(jī)數(shù)N≥3時，同步閉合環(huán)的最少數(shù)為：N與J、T的關(guān)系見下表：N23456J1361015T01361001GNSS測量的技術(shù)設(shè)計(jì)GNSS網(wǎng)構(gòu)成的幾個基本概念及網(wǎng)特征條件GNSS網(wǎng)的圖形設(shè)計(jì)定義

根據(jù)對所布設(shè)的GNSS網(wǎng)的精度要求和其它方面的要求，設(shè)計(jì)出獨(dú)立的GNSS邊構(gòu)成的多邊形網(wǎng)，稱為GNSS網(wǎng)的圖形設(shè)計(jì)。01GNSS測量的技術(shù)設(shè)計(jì)GNSS網(wǎng)的圖形設(shè)計(jì)GNSS網(wǎng)的圖形布設(shè)方式1）點(diǎn)連式2）邊連式3）網(wǎng)連式4）邊點(diǎn)混合連接式5）三角鎖連接6）導(dǎo)線網(wǎng)形連接7）星形布設(shè)01GNSS測量的技術(shù)設(shè)計(jì)GNSS網(wǎng)的圖形設(shè)計(jì)（1）點(diǎn)連式：同步圖形之間由一條公共點(diǎn)連接。在觀測作業(yè)時，相鄰的同步圖形間只通過一個公共點(diǎn)相連。這樣，當(dāng)有m臺儀器共同作業(yè)時，每觀測一個時段，就可以測得m-1個新點(diǎn)，當(dāng)這些儀器觀測觀測s個時段后，就可以測得個點(diǎn)01GNSS測量的技術(shù)設(shè)計(jì)GNSS網(wǎng)的圖形設(shè)計(jì)點(diǎn)連式特點(diǎn)：點(diǎn)連式觀測作業(yè)方式的優(yōu)點(diǎn)是作業(yè)效率高，圖形擴(kuò)展迅速；它的缺點(diǎn)是圖形強(qiáng)度低，如果連接點(diǎn)發(fā)生問題，將影響到后面的同步圖形。01GNSS測量的技術(shù)設(shè)計(jì)GNSS網(wǎng)的圖形設(shè)計(jì)（2）邊連式：同步圖形之間由一條公共基線連接。在觀測作業(yè)時，相鄰的同步圖形間有一條邊（即兩個公共點(diǎn)）相連。這樣，當(dāng)有m臺儀器共同同作業(yè)時，每觀測一個時段，就可以測得m-2個新點(diǎn)，當(dāng)這些儀器觀測觀測了s個時段后，就可以測得個點(diǎn)。01GNSS測量的技術(shù)設(shè)計(jì)GNSS網(wǎng)的圖形設(shè)計(jì)邊連式特點(diǎn)：邊連式觀測作業(yè)方式具有較好的圖形強(qiáng)度和較高的作業(yè)效率。01GNSS測量的技術(shù)設(shè)計(jì)GNSS網(wǎng)的圖形設(shè)計(jì)01GNSS測量的技術(shù)設(shè)計(jì)GNSS網(wǎng)的圖形設(shè)計(jì)（3）網(wǎng)連式：在作業(yè)時，相鄰的同步圖形間有3個（含3個）以上的公共點(diǎn)相連。網(wǎng)連式特點(diǎn)：采用網(wǎng)連式觀測作業(yè)方式所測設(shè)的GNSS網(wǎng)具有很強(qiáng)的圖形強(qiáng)度，但網(wǎng)連式觀測作業(yè)方式的作業(yè)效率很低

（4）邊點(diǎn)混合連接式：把點(diǎn)連式與邊連式有機(jī)地結(jié)合起來，組成GNSS網(wǎng)的方式。01GNSS測量的技術(shù)設(shè)計(jì)GNSS網(wǎng)的圖形設(shè)計(jì)01GNSS測量的技術(shù)設(shè)計(jì)（5）三角鎖連接式：用點(diǎn)連式或邊連式組成連續(xù)發(fā)展的三角鎖同步圖形。GNSS網(wǎng)的圖形設(shè)計(jì)（6）導(dǎo)線網(wǎng)形連接

（7）星形布設(shè)01GNSS測量的技術(shù)設(shè)計(jì)GNSS網(wǎng)的圖形設(shè)計(jì)混連式形式：在實(shí)際的GNSS作業(yè)中，一般并不是單獨(dú)采用上面所介紹的某一種觀測作業(yè)模式，而是根據(jù)具體情況，有選擇地靈活采用這幾種方式作業(yè)，這樣一種種觀測作業(yè)方式就是所謂的混連式。

特點(diǎn)：混連式觀測作業(yè)方式是我們實(shí)際作業(yè)中最常用的作業(yè)方式，它實(shí)際上是點(diǎn)連式、邊連式和網(wǎng)連式的一個結(jié)合體。01GNSS測量的技術(shù)設(shè)計(jì)GNSS網(wǎng)的圖形設(shè)計(jì)GNSS網(wǎng)網(wǎng)形設(shè)計(jì)原則5.GNSS點(diǎn)應(yīng)選擇在交通便利、視野開闊、容易到達(dá)的地方1.GNSS網(wǎng)中不應(yīng)存在自由基線2.GNSS網(wǎng)中的閉合條件中基線數(shù)不可過多3.每個點(diǎn)至少獨(dú)立設(shè)站觀測兩次4.GNSS網(wǎng)至少應(yīng)與地面網(wǎng)有2個重合點(diǎn)自由基線不構(gòu)成閉合圖形，不具備發(fā)現(xiàn)粗差的能力。

可能導(dǎo)致粗差相互抵消，不利于發(fā)現(xiàn)粗差；為確保檢核條件，各點(diǎn)最好有3條以上的基線分支。

保證不同接收機(jī)觀測量構(gòu)成網(wǎng)的精度和可靠性指標(biāo)比較接近。以實(shí)現(xiàn)GNSS網(wǎng)與地面網(wǎng)之間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方便觀測，減少多路徑影響，并便以經(jīng)典方法進(jìn)行擴(kuò)展01GNSS測量的技術(shù)設(shè)計(jì)2.GNSS網(wǎng)是一種非層次結(jié)構(gòu)，可一次擴(kuò)展到所需的密度。GNSS測量的特點(diǎn)1.GNSS各點(diǎn)之間不需通視。3.GNSS網(wǎng)的精度比較均勻。網(wǎng)中的基線向量均含有長度和方位觀測值，不存在誤差傳遞與積累問題。結(jié)論：

（1）GNSS網(wǎng)需要一個點(diǎn)的坐標(biāo)為定位基準(zhǔn)，而此點(diǎn)的精度高低直接影響到網(wǎng)中個基線向量的精度和網(wǎng)的最終精度。（2）由于GNSS網(wǎng)的尺度含有系統(tǒng)誤差以及與地面網(wǎng)的尺度匹配問題，所以有必要提供精度較高的外部尺度基準(zhǔn)。

01GNSS測量的技術(shù)設(shè)計(jì)02外業(yè)準(zhǔn)備及技術(shù)設(shè)計(jì)書測區(qū)踏勘測區(qū)踏勘主要了解下列情況：

1、交通情況；

2、水系分布情況；

3、植被情況；

4、控制點(diǎn)分布情況；

5、居民點(diǎn)分布情況；

6、當(dāng)?shù)仫L(fēng)俗民情。02外業(yè)準(zhǔn)備及技術(shù)設(shè)計(jì)書資料收集

1、各類圖件；

2、各類控制點(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。02外業(yè)準(zhǔn)備及技術(shù)設(shè)計(jì)書設(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：

1、籌備儀器、計(jì)算機(jī)及配套設(shè)備；

2、籌備機(jī)動設(shè)備及通訊設(shè)備；

3、籌備施工器材，計(jì)劃油料，材料的消耗；

4、組建施工隊(duì)伍，擬定施工人員名單及崗位；

5、進(jìn)行詳細(xì)的投資預(yù)算。02外業(yè)準(zhǔn)備及技術(shù)設(shè)計(jì)書擬定外業(yè)觀測計(jì)劃1、擬定觀測計(jì)劃的主要依據(jù)：

（1）GNSS網(wǎng)的規(guī)模大??；（2）點(diǎn)位精度要求；（3）GNSS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。02外業(yè)準(zhǔn)備及技術(shù)設(shè)計(jì)書擬定外業(yè)觀測計(jì)劃2、觀測計(jì)劃的主要內(nèi)容：

（1）編制GNSS衛(wèi)星的可見性預(yù)報(bào)圖；（2）選擇衛(wèi)星的幾何圖形強(qiáng)度；（3）選擇最佳觀測時斷；（4）觀測區(qū)域的設(shè)計(jì)與劃分；（5）編排作業(yè)調(diào)度表；

（6）采用規(guī)定格式GNSS測量外業(yè)觀測通知單進(jìn)行調(diào)度。02外業(yè)準(zhǔn)備及技術(shù)設(shè)計(jì)書擬定外業(yè)觀測計(jì)劃表GNSS作業(yè)調(diào)度表時斷編號觀測時間測站號測站號測站號測站號測站號測站號機(jī)號機(jī)號機(jī)號機(jī)號機(jī)號機(jī)號123402外業(yè)準(zhǔn)備及技術(shù)設(shè)計(jì)書GNSS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/名：觀測時斷：1：2：

3：4：

5：6：安排人：年月日02外業(yè)準(zhǔn)備及技術(shù)設(shè)計(jì)書擬定外業(yè)觀測計(jì)劃設(shè)計(jì)GNSS網(wǎng)與地面網(wǎng)的聯(lián)測方案

GNSS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GNSS網(wǎng)中至少要重合觀測三個以上的地面控制點(diǎn)作為約束點(diǎn)。02外業(yè)準(zhǔn)備及技術(shù)設(shè)計(jì)書GNSS接收機(jī)選型及檢驗(yàn)1、接收機(jī)的選用

等級項(xiàng)目二三四五六單頻/雙頻單頻或雙頻單頻或雙頻單頻或雙頻單頻或雙頻單頻或雙頻標(biāo)稱精度≤10mm+2ppm·D≤10mm+3ppm·D≤10mm+3ppm·D≤10mm+3ppm·D≤10mm3ppm·D觀測量載波相位載波相位載波相位載波相位載波相位同步觀測接收機(jī)數(shù)≥2≥2≥2≥2≥202外業(yè)準(zhǔn)備及技術(shù)設(shè)計(jì)書GNSS接收機(jī)選型及檢驗(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，按操作步驟檢驗(yàn)儀器的工作情況。

2、接收機(jī)的檢驗(yàn)02外業(yè)準(zhǔn)備及技術(shù)設(shè)計(jì)書（3）實(shí)測檢驗(yàn)：測試檢驗(yàn)是GNSS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。①用零基線檢驗(yàn)接收機(jī)內(nèi)部噪聲水平?；€測試方法如下：●選擇周圍高度角10度以上無障礙物的地方安放天線，連接天線、功分器和接收機(jī)?！襁B接電源，二臺GNSS接收機(jī)同步接收四顆以上衛(wèi)星1∽1.5h?！窠粨Q功分器與接收機(jī)接口，再觀察一個時段?！裼秒S機(jī)軟件計(jì)算基線坐標(biāo)增量和基線長度?；€誤差應(yīng)少于1mm。否則應(yīng)送廠檢修或降低級別使用。02外業(yè)準(zhǔn)備及技術(shù)設(shè)計(jì)書2、接收機(jī)的檢驗(yàn)②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GNSS檢測場上進(jìn)行?！駲z測時可以將GNSS接收機(jī)帶天線兩兩配對，置于基線的兩端點(diǎn)?！癜瓷鲜龇椒ㄔ谂c該基線垂直的基線中（不具備此條件，可將一個接收機(jī)天線固定指北，其它接收機(jī)天線繞軸順時針轉(zhuǎn)動90°，180°，270°）進(jìn)行同樣觀察。●觀測結(jié)束，用隨機(jī)軟件解算各時段三維坐標(biāo)。02外業(yè)準(zhǔn)備及技術(shù)設(shè)計(jì)書2、接收機(jī)的檢驗(yàn)③GNSS接收機(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?；€精度應(yīng)達(dá)到1*10－5。檢驗(yàn)時天線應(yīng)嚴(yán)格整平對中，對中誤差小于±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。④儀器的高度低溫試驗(yàn)：對于有特殊要求時需對GNSS接收機(jī)進(jìn)行高、低溫測