E级GPS控制网有关技术要求.docx
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E级GPS控制网有关技术要求
附录EE级GPS控制网有关技术要求（参照）一、控制网执行的技术标准1、全球定位系统（GPS）测量规范（GB/T18314—2001），中华人民共和国国家标准；2、《国家三、四等水平测量规范》（GB12898-1991）,中华人民共和国国家标准；3、技术设计书。
二、使用仪器测量采用的GPS接收机型号及其标称精度。
三、布网方案1、布网要求GPS网相邻点间基线中误差按下式计算：
式中a（mm）为固定误差；b（ppm）为比率误差系数；d（km）为相邻点间的距
离。
GPS-E级网的主要技术要求应吻合表
1规定。
相邻点最小距离应为平均距离
的1/2～1/3；最大距离应为平均距离的
2～3倍。
表
1
GPS网的主要技术要求
级别
平均距离
（km）
a（mm）
b（1×10-6）
最弱边相对中误差
E级
～5
≤10
≤20
1/45000
注：
当边长小于200m时，边长中误差应小于20mm。
2、布网原则与网形设计
（1）GPS网应依照测区本质需要和交通情况进行设计。
GPS网的点与点间不
要求每点通视，但考虑老例测量方法加密时的应用，每点应有1～2个通视方向。
（2）在布网设计中应顾及原有测绘成就资料以及各种大比率尺地形图的沿用，对凡吻合GPS-E级网布点要求的旧有控制点，应充足利用其标石。
（3）GPS网应由若干个独立察看环组成，也可采用附合线路组成。
E级GPS网中每个闭合环或附合线路中的边数应吻合表2的规定。
非同步察看的GPS基线向量边，应按所设计的网图选定，也可按软件功能自动优选独立基线组成环路。
表2闭合环或附合线路边数的规定
级别
E级
闭合环或附合线路边数（条）≤10（4）为求定GPS点在54北京坐标系中的坐标，应与当地
54北京坐标系中
的原有控制点联测，联测总点数不得少于
3个。
（5）为了求得GPS网点正常高，应进行水平测量的高程联测，高程联测采用等级水平测量方法进行，联测的GPS-E级控制点且应平均分布于网中。
四、选点与标石埋设1、选点在认识任务、目的、要求和测区自然地理条件的基础上，进行现场踏勘，最后进行选点。
选点应吻合以下要求：
（1）点位的选择应吻合技术设计要求，并有利于其他测量手段进行扩展与联测；
（2）点位的基础应坚固坚固，易于长远保存，并应有利于安全作业；（3）点位应便于部署接收设施和操作，视野应广阔，视场内周围阻挡物的高度角一般应小于15°；（4）点位应远离大功率无线电发射源（如电视台、微波站等），其距离不得小于200m，并应远离高压输电线其距离不得小于50m，以防范周围磁场对卫星信号的搅乱；（5）点位周边不应有对电磁波反射（或吸取）强烈的物体，以减少多路径效应的影响；（6）交通应便于作业，以提高作业效率；（7）应充足利用吻合上述要求原有的控制点及其标石，但利用旧点时应检查旧点的坚固性、圆满性，吻合要求方可利用；（8）选好点后应按合理的方法给GPS点编号。
其他，有时还需考虑测区内的通讯设施、电力供应等情况，以便于各点之间的联系和设施用电或充电。
综上所述，结合测区的本质情况，GPS控制点宜布设在较高的永久性建筑物、山顶及其他吻合要求的地方，或已成型的较宽的城市骨干道、路口或其他较广阔而又坚固的建（构）筑物上。
2、标石埋设
（1）E级GPS点的标石及标志规格拜会附录D，标石的中心标志用铜资料制作，标志中心应刻有清楚、精巧的十字丝；
（2）地面E级GPS点标石可用混凝土起初制作，尔后运往各点埋设，埋设时坑底填以沙石，捣固夯实或浇灌混凝土基层，楼顶E级GPS点标石应现场浇灌，浇灌前应将楼面磨出新层、打毛，钉上3～4颗钢钉，再套模浇灌；（3）埋石结束后应填写GPS点之记；（4）待标石埋设坚固，没有下沉，或现场浇灌的标石凝固后2～3天方可观测。
五、作业要求1、基本技术要求为保证GPS测量精度，采用载波相位静态相对定位作业模式，E级GPS测量作业的基本技术要求应吻合表3的规定。
表3E级GPS测量作业的基本技术要求
有效观
PDOP
级
卫星截止高
平均重复
时段长度
数据采样
度角（°）
测卫星
（min）
间隔（s）
别
设站数
值
数
E级
≥15
≥4≥
≥40
15
＜10
注：
1、察看时段长度应视点位周围阻挡物情况、基线长短而作调整，2、可不察看气象要素，但应记录雨、晴、阴、云等天气情况。
2、GPS卫星预告和察看调换计划
（1）保证GPS作业察看工作顺利进行，保障察看成就达到预定的精度，提高作业工效，在进行GPS外业察看从前，应起初编制GPS卫星可见性预告表。
预报表应包括可见卫星号、卫星高度角和方向角、最正确察看卫星组、最正确察看时间、点位图形几何强度因子等内容。
（2）编制预告表所用大体地址应采用测区中心地址的经、纬度。
（3）作业组在察看前应依照参加作业的GPS接收机台数、网形及卫星预告表编制作业调换表，其内容应包括察看时间、测站号、测站名称以及接收机号等项内容。
3、察看准备
（1）每日出发工作前应检查电池容量可否充足，仪器及其附件可否携带齐全。
（2）作业前应检查接收机内存可否充足。
（3）天线部署应吻合以下要求：
①作业员到测站后应先部署好接收机使其处于静置状态，尔后再部署天线；②天线可用脚架直接部署在测量标志中心的铅垂线方向上，对中误差应小于3mm。
天线应整平，天线基座上的圆水平所泡应居中；③天线定向标志应指向正北，定向误差不宜高出±5°。
4、察看作业要求
（1）察看组应严格按调换表规定的时间进行作业，以保证同步察看同一卫星组。
当情况有变化需改正调换计划时，应经作业队负责人赞成，察看组不得擅自改正计划。
（2）接收机电源电缆和天线应连接无误，接收机预置状态应正确，尔后方可启动接收机进行察看。
（3）各察看时段的前后各量取天线高一次，两次量高之差不大于3mm。
取平均值作为最后天线高，记录在手簿。
若互差超限，应查明原因，提出办理建议记下手簿备注栏中。
天线高是指察看时天线平均相位中心至测站中心标志面的高度，分为上、下两段：
上段是指相位中心至天线底面的高度，这是常数hc，由厂家给出；下段是从天线底面至测站中心标志面的高度，由察看员在现场采用倾斜测量方法直接量取。
详尽方法是：
从三脚架三个空档（互成120°）测量天线底盘下表面至测站中心标志面的距离，互差应小于3mm，取平均值为L，天线底盘半径为R，再利用厂家供应的hc，按天线高hL2R2hc求出。
目前大部分仪器都能够直接量取仪器的斜高，再经过软件进行换算。
（4）接收机开始记录数据后，作业人员可依照仪器液晶屏或指示灯认识仪器的工作状态，查察测站信息、接收卫星数数量、卫星号、电源情况、数据采集情况等。
（5）仪器工作正常后，作业员及时逐项填写测量手簿中各项内容。
（6）一个时段察看过程中不得进行以下操作：
关闭接收机以重新启动；进行自测试（发现故障除外）；改变卫星截止高度角；改变数据采样间隔；改变天线地址；按动关闭文件和删除文件等功能。
（7）察看员在作业期间不得擅自走开测站，并防范仪器受震动和被搬动，防范人和其他物体凑近天线，遮挡卫星信号。
（8）接收机在察看过程中不应在接收机近旁使用对讲机和手机等通讯设施；雷雨过境时应关机停测，并卸掉天线以防雷击。
（9）察看中应保证接收机工作正常，数据记录正确，每日察看结束后，应及时将数据下载到计算机硬、软盘上，保证察看数据不扔掉。
5、外业察看记录
（1）录项目应包括以下内容：
①测站名、测站号；②察看月、日、天气情况、时段号；③察看时间应包括开始与结束记录时间，宜采用协调世界时UTC，填写至时、分；④接收机设施应包括接收机种类及号码，天线号码；⑤近似地址应包括测站的近似经、纬度和近似高程，经、纬度应取至1′，高程应取至；⑥天线高应包括测前、测后量得的高度及其平均值，均取至；⑦察看情况应包括电池电压、接收卫星号及其信噪比（SNR）、故障情况等。
（2）记录应吻合以下要求：
①原始察看值和记事项目应按规格现场记录，字迹要清楚、整齐、雅观，不得涂改、转抄；②外业察看记录各时段结束后，应及时将每日外业察看记录结果下载至入计算机并保存至U盘。
③接收机内存数据文件在下载到存贮介质上时，不得进行任何剔除与改正，不得调用任何对数据推行重新加工组合的操作指令。
六、数据办理方案1、基线解算及其质量检验
（1）基线解算以双差固定解作为最后结果，双差固定解的可靠性由以下两
项指标来鉴识，即固定解的单位权中误差（Rms）和整周模糊度检验倍率（Ratio），其检验值见表4。
依照表4鉴识时，Rms必定第一吻合要求，而Ratio值越大表示固定值越可靠。
表4静态GPS基线固定解可靠性鉴识表
基线长度（km）
≤5
5～10
＞10
Rms（m）
≤
≤
≤
Ratio
≥
≥
≥
（2）同步多边形闭合差检验对于采用同一种数学模型的基线解，其同步时段中任一三边同步环的坐标重量相对闭合差和全长相对闭合差不宜高出表5的规定。
对于采用不同样数学模型的基线解，其同步时段中任一三边同步环的坐标重量闭合差和全长相对闭合差按独立环闭合差要求检核。
同步时段中的多边形同步环，可不重复检核。
表5同步环坐标重量及环线全长相对闭合差的规定（1×10-6）
等级
E
级
限差种类
坐标重量相对闭合差
环线全长相对闭合差
（3）重复基线边检验
重复基线的长度较差不宜高出下式的规定：
式中：
为E级GPS控制网规定的精度（按本质平均边长计算）A2（Bd）2基线长度中误差（mm）A—固定误差（mm）B—比率误差系数（mm/km）d--平均边长（km）（4）独立环闭合差检验无论采用单基线模式或多基线模式解算基线，都应在整个GPS网中采用的独立基线组成独立环，各独立环的坐标重量闭合差和全长闭合差应吻合下式的规
:
定：
式中:
n:
为闭合环边数；为E级GPS控制网规定的精度（按本质平均边长计算）
=
s2、补测与重测
222xyz
（1）无论何种原因造成一个控制点不能够与两条合格的独立基线相连接，则在该点上应补测或重测不得少于一条独立基线。
（2）能够舍弃在重复基线较差、同步环闭合差、独立环闭合差中超限的基线，但应保证舍弃基线后的独立环所含基线数不高出表2的规定，否则应重测该基线也许有关的同步图形。
（3）由于点位不吻合GPS测量要求而造成一个测站多次重测仍不能够满足各项技术规准时，可按技术设计要求另增选新点进行重测。
3、GPS网平差
（1）起算数据与坐标系统第一要认识测区中央子午线经度，起算数据的带号，采用的坐标系等。
如华农大校区的起算数据为3度带的1980西安坐标系，中央子午线经度为114°，故采用1980年西安坐标系，取中央子午线经度L0＝114°的3°带高斯投影。
即有：
参照椭球为IAU76椭球，长半径a=6378140m，扁率α；中央子午线经度L0＝114°00′00″。
高程系统采用1985国家高程基准。
（2）三维无拘束平差当GPS基线各项质量检验吻合要求时，应以所有独立基线组成闭合图形，以三维基线向量及其协方差阵作为察看信息，以一个点的WGS－84系三维坐标作为起算依照，进行GPS网的三维无拘束平差。
以供应各GPS控制点在WGS－84坐标系下的三维坐标，各基线向量三个坐标差察看值的改正数，基线边长以及点位和边长的精度信息，并生成GPS高程拟合的数据文件。
在三维无拘束平差中，基线向量的改正数（Vδx、Vδy、Vδz）绝对值应满足下式要求：
Vδx≤3
Vδy≤3Vδz≤3式中：
为E级GPS控制网规定的基线的精度。
当超限时，能够为该基线或其周边存在粗差基线，应采用软件供应的方法或人工方法剔除粗差基线，直至吻合上式要求。
（3）二维拘束平差在无拘束平差确定的有效察看量基础上，以起算数据中供应的已知点作为逼迫拘束的固定值，进行二维拘束平差。
平差结果就输出各GPS控制点在前述的坐标系统中的二维平面坐标，基线向量改正数，基线边长、方向以及坐标、基线边长、方向的精度信息，变换参数及其精度信息。
拘束平差中，应将已知坐标点组合成不同样的拘束条件，以发现作为拘束的已知坐标与GPS网不兼容（即拘束平差结果严重扭曲GPS无拘束平差结果的精度）。
4、水平联测
为满足GPS控制网高程拟合的需要，GPS-E级控制点应联测必然比率的四等水平。
联测水平的GPS点平均分布在测区，水平路线连接成水平网。
5、GPS点高程拟合计算要精确计算各GPS点的正常高H，目前主要有GPS水平高程、GPS重力高程和GPS三角高程等方法。
其中GPS水平高程是目前GPS作业中是常用的方法。
用于GPS高程拟合计算的方法主若是曲面拟合法（包括平面拟合法、多项式曲面拟合法、多面函数拟合法、曲面样条拟合法、非参数回归曲面拟合法和搬动曲面法）。
七、提交成就附录一GPS点点之记
日期：
年
月
日
记录者：
绘图者：
校订者：
点
点
名
土
质
名
点
号
及
等
级
标石说明
等
通视点列表
旧点名
级
大体地址
纬
度
（L，B）
经
度
所在地
交通路线
选点情况点位略图
单位
选点员日期
联测水平情况
联测水同等级点位
说
明附录CGPS测量作业调换表
GPS测量作业调换表
测量日期
时
观
察看者
察看者
察看者
段
测
机号
机号
机号
编
时
点名
点名
点名
备注
备注
备注
号
间
点号
点号
点号
附录B：
GPS外业察看手簿
GPS外业察看记录手簿
作业小组：
07测绘1组
华南农业大学校园
GPS外业察看手簿
日
期10
年06
月
08日
察看者姓名
天气情况
晴
测站
名
HN01
测站号
HN01
时段号
1
测站近似坐标：
本测站为：
√
新点
经度：
E
23
°
09
′
□
等大地址
纬度：
N
113
°
20
′
□
等水平点
高程：
米
□
记录时间：
√北京时间
□UTC
□区时
开录时间：
9：
00
结束时间：
12：
00
接收机型号：
S80
接收机号
02
天线号02
天线高（m）
测后校核值
1.
2.
3.
平均值
天线高量取方式略图
测站略图及阻挡物情况
西树楼A25
察看情况记录：
1.
电池电压情况：
好
2.
接收卫星信号：
8
（颗）
3.
信噪比（SNR）：
4.
故障情况：
备注：
升级会员 