《卫星定位城市测量规范》cjjt73.docx

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《卫星定位城市测量规范》cjjt73

UDC

中华人民共和国行业标准CJJ

CJJ/T73-2010

P备案号J990-2010

卫星定位城市测量规范

TechnicalCodeforUrbanSurveyingUsingSatellitePositioningSystem

2010-03-15发布2010-10-01实施

中华人民共和国住房和城乡建设部发布

目录

1总则1

2术语和符号2

2.1术语2

2.2符号4

3基本规定7

3.1坐标系统7

3.2时间8

4城市CORS系统建设9

4.1一般要求9

4.2CORS网布设10

4.3CORS站建设11

4.4通信网络建设15

4.5管理中心建设16

4.6服务中心建设18

4.7坐标联测及数据处理19

4.8城市CORS系统测试20

4.9成果提交23

4.10系统维护24

5城市GNSS控制网建设26

5.1一般规定26

5.2选点及埋石27

5.3GNSS测量29

5.4数据处理34

5.5质量检查与技术总结38

6城市GNSSRTK测量40

6.1一般规定40

6.2仪器设备41

6.3单基站RTK测量42

6.4城市网络RTK测量45

6.5数据处理与检验46

6.6成果提交47

7城市GNSS高程测量48

7.1一般规定48

7.2技术要求48

7.3数据处理与检验50

7.4成果提交52

附录A地球椭球和参考椭球的基本几何参数54

附录B连续运行CORS站点之记55

附录C连续运行CORS站观测墩埋设及规格55

附录D通信设备登记表58

附录E系统维护日志表59

附录FGNSS控制点的标志、标石和造埋规格60

附录GGNSS控制点点之记63

附录HGNSS外业观测手簿64

附录JGNSSRTK基准站外业观测手簿65

1总则

1.0.1为了统一卫星定位技术在城市测量中的应用，为城市规划、建设与管理以及科学研究等提供准确、适时、可靠的空间信息，制定本规范。

1.0.2本规范适用于城市各等级控制测量、工程测量、变形测量和地形测量等。

1.0.3卫星定位城市测量技术内容，宜包括城市CORS系统建设、城市GNSS网建设、城市GNSSRTK测量和城市GNSS高程测量等。

1.0.4利用卫星定位技术进行城市测量时，应以中误差作为衡量测量精度的标准，并应以两倍中误差作为测量极限误差。

1.0.5本规范规定了卫星定位城市测量的基本技术要求。

当本规范与国家法律、行政法规的规定相抵触时，应按国家法律、行政法规的规定执行。

1.0.6卫星定位城市测量除应符合本规范外，还应符合国家现行有关标准的规定。

2术语和符号

2.1术语

2.1.1观测时段observationsession

测站上开始记录卫星观测数据到记录停止的时间间隔。

2.1.2同步观测simultaneousobservation

两台及以上接收机同时对共同卫星进行观测。

2.1.3同步观测环simultaneousobservationloop

三台及以上接收机同步观测所获得的基线向量构成的闭合环，简称同步环。

2.1.4异步观测环unsimultaneousobservationloop

由不同时段的观测基线向量构成的闭合环，简称异步环。

2.1.5独立基线independbaseline

线性无关的一组观测基线。

2.1.6星历ephemeris

用来表示不同时刻卫星在轨道位置的一组参数。

2.1.7广播星历broadcastephemeris

卫星实时发播的卫星轨道参数。

2.1.8精密星历preciseephemeris

利用全球或区域导航卫星跟踪站网的观测数据经后处理确定的导航卫星精密轨道参数。

2.1.9单基线singlebaseline

两台接收机同步观测数据解算得到的基线向量。

2.1.10多基线multiplebaseline

大于两台接收机同步观测时组成的所有基线。

2.1.11数据剔除率percentageofdatarejection

同一时段中未采用的观测值个数与获取的同类观测值总数的比值。

2.1.12全球导航卫星系统网GlobalNavigationSatelliteSystemnetwork

使用卫星定位技术建设的测量控制网，简称为GNSS控制网或GNSS网。

2.1.13高程异常heightanomaly

从地面点沿正常重力线量取正常高所得端点构成的封闭曲面（似大地水准面）相对于参考椭球面的高度。

2.1.14全球导航卫星系统高程测量GNSSheightsurvey

利用GNSS技术测得的大地高，结合测量点的高程异常值，获得该点的正常高，简称为GNSS高程测量。

2.1.16连续运行CORS站系统ContinuouslyOperatingReferenceStationsystem

由多个连续运行的GNSSCORS站及计算机网络、通信网络等组成，用于提供不同精度、多种方式定位服务的信息系统，简称为CORS系统。

2.2符号

2.2.1代号

——固定误差；

——比例误差系数；

d——相邻点间的距离；

dH——拟合点水准高程与模型计算高程的差值；检测点水准高程与GNSS测量的高程的差值；检测点两次测量的高程的差值；

dP——测试点的已知平面点位与观测的平面点位平均值的差值；检核点两次测量平面点位的差值；

ds——测试点点位平均值和每次观测点位的差值；复测基线的长度较差；

Dx、dY、dZ——测试点的坐标分量平均值和观测值分量差值；

dV△X、dV△Y、dV△Z——同一基线约束平差基线分量的改正数与无约束平差基线分量得改正数的较差；

K——测试点的观测次数；

L——水准检测线路长度；

mH——高程异常模型内符合中误差;

MH——外符合高程中误差;检测高程中误差；

MP——测试点的平面点位外符合中误差;检核点的平面点位中误差；

MS——点位内符合中误差；

MX、MY、MZ——坐标分量内符合中误差

n——闭合环边数；参与拟合的点数；

N——检测点个数；测试点个数；

S——三角高程边长；

V△X、V△Y、V△Z——基线分量的改正数绝对值；

WS——环闭合差；

WX、WY、WZ——环坐标分量闭合差；

——基线长度中误差

2.2.2缩略语

BSTBeijingstandardtime北京标准时

CDMAcode-divisionmultipleaccess码分多址

CORScontinuouslyoperatingreferencestation连续运行CORS站

ftpfiletransferprotocol文件传输协议

GNSSglobalnavigationsatellitesystem全球导航卫星系统

GPRSgeneralpacketradioservice通用无线分组业务

IGSinternationalGNSSservice国际GNSS服务

ITRFinternationalterrestrialreferecceframe国际地球参考框架

LANlocalareanetwork局域网

PDOPpositiondilutionofprecision空间位置精度因子

Rinexthereceiverindependentexchangeformat与接收机无关的数据交换格式

RTCMradiotechnicalcommitteeformaritimeservices海事服务无限电技术委员会

RTDreal-timedifferential利用伪距差分的实时动态定位

RTKreal-timekinematic利用载波相位差分的实时动态定位

TCP/IPtransmissioncontrolprotocol/internetprotocol传输控制协议/互联网协议

UPSuninterruptiblepowersupply不间断电源

UTCcoordinateuniversaltime协调世界时

UTMuniversaltransversemercatorprojection通用横轴墨卡托投影

Webinternet网络

3基本规定

3.1坐标系统

3.1.1GNSS测量应优先采用2000国家大地坐标系（CGCS2000）。

当GNSS测量要求采用1954年北京坐标系或1980西安坐标系时，应进行坐标转换。

各坐标系的地球椭球和参考椭球基本几何参数应符合本规范附录A的规定。

3.1.2当GNSS测量要求采用城市坐标系时，应进行投影变换，并应具备下列技术参数：

1参考椭球几何参数；

2中央子午线经度，底点纬度；

3纵、横坐标的加常数；

4投影面正常高；

5测区平均高程异常；

6起算点坐标及起算方位角。

3.1.3当GNSS网的大地坐标系统变换为城市坐标系统时，应满足投影长度变形值不大于2.5cm/km。

城市坐标系统可根据城市地理位置和平均高程按下列方法选定坐标系统。

1采用高斯正形投影统一3º带的平面直角坐标系统。

2当无法采用高斯正形投影统一3º带的平面直角坐标系统时，可采用下列方法选定城市平面坐标系统：

1）投影于抵偿高程面上的高斯正形投影统一3º带的平面直角坐标系统；

2）高斯正形投影任意带的平面直角坐标系统，投影面可采用黄海平均海水面或城市平均高程面。

3.1.4当GNSS测量的大地高转换成正常高时，高程系统应采用1985国家高程基准，也可沿用1956年黄海高程系统或城市原高程系统。

3.2时间

3.2.1GNSS测量原始观测值应采用相应导航卫星系统的系统时间记录。

3.2.2GNSS测量外业记录应采用协调世界时（UTC）或北京标准时（BST）。

4城市CORS系统建设

4.1一般要求

4.1.1城市CORS系统建设应统一规划、设计。

一个城市只应建设一个CORS系统。

CORS系统建设可一次建设完成，亦可分期、分批建设。

4.1.2城市CORS系统建设内容应包括CORS网、通讯网络、管理中心和服务中心等。

4.1.3CORS网相邻点间基线长度精度应按下式计算：

=

式中:

——基线长度中误差（mm）；

——固定误差（mm）；

——比例误差系数（mm/km）；

——相邻点间的距离（km）。

4.1.4CORS网技术要求应符合表4.1.4规定：

表4.1.4CORS网的主要技术要求

平均距离

（km）

固定误差

（mm）

比例误差

（mm/km）

最弱边相对中误差

40

≤5

≤1

1/800000

4.1.5应定期对CORS网进行坐标解算，解算周期不应超过一年。

CORS站坐标变化量应符合下列规定：

1平面位置变化应不大于1.5cm；

2高程变化应不大于3cm；

3当CORS站坐标的变化量不符合规定时，应分析原因，并应及时更新CORS站坐标或另选新站。

对于地面沉降严重的区域，可另行制定高程变化的变化量限值。

4.1.6城市CORS系统的功能应符合下列规定：

1CORS站应能实时进行卫星定位数据采集、记录、设备完好性监测等；

2通信网络应能将CORS站观测数据实时传输至管理中心，能将管理中心的RTK或RTD差分数据实时发送给用户，并将定制的数据分发给特许用户；

3管理中心应进行系统运行、系统维护、数据管理等，实现对各CORS站进行远程监控，并对定位数据进行分析、处理、计算、存储，完成系统建模、差分数据生成、传输、记录，数据维护和分发等；

4服务中心应对用户进行注册、登记、查询和撤消进行管理，还应对用户的管理权限进行设置。

4.1.7城市CORS系统的防雷及防电涌设施应符合现行国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057和《电子设备雷击保护导则》GB7450的规定。

4.1.8城市CORS系统建设完成后应进行系统测试，测试精度应符合下列规定：

1坐标分量内符合中误差不应超过2cm；

2平面位置外符合中误差不应超过5cm。

4.2CORS网布设

4.2.1CORS网建设前应收集下列资料并进行现场踏勘：

1已有的城市连续运行CORS站网建设的资料、控制网成果资料、1：

10000和1：

50000现势性地形图资料；

2区域内及周边地区的地质、水文、气象和交通资源与需求等资料；

3区域内的无线电发射源、微波站及传输通道分布等资料；

4城市总体规划和近期建设开发资料。

4.2.2CORS网的设计应根据收集资料和踏勘情况，并对下列内容进行调查、综合分析：

1已有CORS站运行情况和地面控制点的可用性分析；

2区域内可利用的供电、通信和交通等情况分析；

3共建共享单位资源和需求状况分析。

4.2.3一个CORS站网宜建设1~2个基岩或深埋的土层CORS站点。

4.2.4CORS网的布设应利用满足条件的已有CORS站。

4.3CORS站建设

4.3.1CORS站建设应包括选址、观测墩标建设和设备室建设。

4.3.2CORS站选址应符合下列规定：

1站址应选在基础坚实稳定，易于长期保存，并有利于安全作业的地方；

2站址周围应便于安置接收设备和方便作业，视野应开阔；视场内高度角不宜大于10°，困难地区视场内高度角10°的障碍物遮挡角累计不应超过30°；

3站址与周围电视台、电台、微波站、通信基站、变电所等大功率无线电发射源的距离应大于200m，与高压输电线、微波通道的距离应大于100m；

4站址附近不应有大型建筑物、玻璃幕墙及大面积水等强烈干扰接收机接收卫星信号的物体；

5站址应避开断层破碎带、易于发生滑坡、沉陷等地质构造不稳定区域和地下水位变化较大的地点；

6站址应有利于方便架设市电线路或具有可靠的电力供应；并应便于接入公共通信网络或专用通信网络；

7屋顶观测墩应选在坚固稳定的建筑物上，建筑物高度不宜超过30m；

8站址选定后，宜用场强仪进行实地场强测试，在卫星导航信号中心频点上的噪声场强宜低于-100dB/mV。

GNSS建站条件的测试应连续进行24小时，并应对测试数据进行分析，其中数据有效率应高于85％，多路径影响宜小于0.45m；

9站址选定后，应测设CORS站环视图，并应在实地绘制CORS站点之记，CORS站点之记应符合本规范附录B的规定；

10建站所占用的土地，应征得土地所有者和使用者的同意或依据土地管理法办理征地或用地手续。

4.3.3CORS站观测墩标可分为基岩观测墩、土层观测墩和屋顶观测墩。

墩标建造应符合下列要求：

1基岩观测墩基础应与基岩紧密浇筑，埋置在基岩内的深度不得少于0.5m，四角钢筋锚入基岩内的长度不得少于0.3m；土层观测墩应建在坚实的土层上，墩底埋置深度不应少于冻土线以下2m；深埋点应根据实际地质情况另行设计；屋顶观测墩应建在建筑物主承重柱上，观测墩内部钢筋应与建筑物主承重结构连接。

观测墩应符合本规范附录C的要求。

2观测墩顶面应水平，应垂直安装强制对中装置，并应加装或预埋保护线缆进出的硬质管道。

3观测墩与地层接合四周应有不少于10cm宽的隔振槽，隔振槽内应填粗沙；屋顶观测墩与屋顶面接合处应做防水处理。

4基岩上埋设的观测墩应至少经过一个月的稳定期方可用于观测；对于土层内埋设的观测墩，非冻土地区的应经过一个雨季方可用于观测，冻土地区应经过一个雨季和一个冻解期方可用于观测。

5观测墩应埋设水准标志并进行三等以上水准联测，水准标志与观测墩顶面的高差测定中误差不应超过3mm。

6观测墩必须设置避雷装置。

4.3.4设备室建设应符合下列规定：

1设备室应在观测墩周围建造或租用，也可在观测墩中底部预制容纳仪器设备的空间作为设备室；

2设备室中仪器设备应整合安装在集成柜中，并应保证各设备具有适宜的工作条件；

3观测墩至设备室电缆长度不宜大于天线电缆标称距离，当超过标称距离时，应加装信号放大器；

4设备室应配置通风、通电、安全、防雷等设施；

5设备室地基应牢固，并敷设防水层，周围应有排水设施；结构中应分别预埋电力和通信管线通道，应具有防止动物损坏设备的防护装置。

4.3.5GNSS天线应符合下列规定：

1应在温度-40ºC~60ºC的环境中长期正常工作，并应安装天线保护罩；

2应配备扼流圈或抑径板；

3天线相位中心应稳定，变化量不应超过1mm；

4天线线缆应加装有源射频线防雷装置；

5对于有定向标志的天线，天线的定向误差不应超过5º；

4.3.6GNSS接收机应符合下列规定：

1应能在温度-40ºC~60ºC的环境中长期正常工作；

2标称固定误差不应超过5mm，比例误差系数不应超过1mm/km；

3应能在交流电、直流电间自动切换；

4应采用双频GNSS接收机，并应能同时接收至少12颗GNSS卫星信号；

5GNSS原始观测数据的采样间隔可在1~60s内设置；

6应实时输出原始观测数据；

7应能存储1s采样间隔、24h连续观测的数据；

8应至少有2个RS-232标准接口；

9宜有支持TCP/IP的LAN接口或能通过TCP/IP进行数据发送。

4.3.7GNSS天线应安置在观测墩强制对中装置上。

4.3.8由观测墩顶面量取天线高时，应从不同方向量测三次，互差不应超过2mm时，并应取平均后加上观测墩顶面水准高程值作为天线高程。

4.3.9CORS站应加装在线式UPS装置，并应保证至少24h连续稳定独立供电。

电力线接入UPS前，应加装电涌防护设备。

4.4通信网络建设

4.4.1通信网络建设应包括CORS站与管理中心、管理中心和服务中心以及服务中心与用户间信息交换和发布网络的建设。

4.4.2通信网络建设应符合规定：

1应长期、连续、稳定、可靠、安全地工作；

2数据传输速率应大于64kbit/s；

3通信误码率应小于10-8；通信延时应小于500ms；可用性应大于95%。

4.4.3CORS站和管理中心宜采用专网进行数据通信，有条件时，可采用两条相互独立的数字通信链路。

4.4.4CORS系统实时信息的发布可采用GPRS、CDMA等无线通信方式，其他信息发布可采用ftp、Web等方式。

4.4.5通信网络宜采用TCP/IP协议。

4.4.6通信线路上应加装信号线或射频线避雷设备。

通信线接入通信终端前，应加装通信线电涌防护设备。

4.4.7服务中心应通过路由器接入公共网络，并应安装硬件防火墙。

4.4.8通信网络建设完成后，应进行网络连通测试和时延测试。

建设或更新完成后应填写《通信设备登记表》，记录应符合本规范附录D的规定。

4.5管理中心建设

4.5.1管理中心建设包括环境建设和硬件、软件及网络配置等内容。

4.5.2环境建设应符合下列规定：

1机房建设应符合国家现行标准《电子计算机机房设计规范》GB50174的要求；

2后备电源应具有不少于8小时连续稳定独立供电能力；

3应配备雷电防护设备，并应符合现行国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057和《电子设备雷击试验方法》GB/T3482的规定。

4.5.3硬件配置应符合下列规定：

1应至少配置一台服务器，并应配置磁盘阵列或刻录机等数据备份设备；

2服务器内存容量应不低于2GB，外存储容量应满足1年以上、1s采样间隔的连续观测数据存储；

3用于提供实时差分数据服务的服务器可采用双机热冗余备份，宜按系统管理、数据处理、存储和服务等功能配置服务器。

4.5.4管理中心应选用运行稳定、安全性能强的软件。

软件应具有下列功能：

1应能自动监控系统内各CORS站工作状态，发生故障时，应同时报警；

2应能自动进行数据下载、处理，并形成服务需要的至少一种标准格式的数据文件；

3应能按预先设定的数据格式和文件类型，自动存储原始数据、过程数据及运行记录；

4应具有容错能力，在无法提供有效数据服务时，应有示警功能；

7应支持不同型号的CORS站和流动站接收机。

4.5.5管理中心建设应满足下列要求：

1应能监控CORS站GNSS接收机及其他配套设备的工作状态；并进行远程管理、故障分析；

2应能自动分析并记录系统数据的完整性、CORS站点的稳定性和多路径影响；

3应能自动分析电离层和对流层的影响，并生成报告；

4应能实时对获取的CORS站原始观测数据及星历数据进行分析、处理，并形成Rinex格式数据文件；

5应实时生成差分数据，并发送给服务中心；

6宜每隔3个月处理、分析CORS站GNSS数据，并应能监测CORS站稳定情况；

7应能对GNSS数据、管理数据和管理日志统一进行管理，宜每隔6个月进行一次备份，保存期限不应少于5年。

4.5.6管理中心建设完成后，应按设计要求进行供电、环境、服务器及软件运行、内部网络和通信网络等调试。

4.6服务中心建设

4.6.1服务中心建设应包括环境建设和硬件、软件及网络配置等。

4.6.2服务中心的环境建设、硬件配置应符合本规范第4.5节的规定。

4.6.3服务中心的软件应满足下列要求：

1应能接收并处理管理中心发送的不同类型的服务数据；

2应能及时处理用户的服务请求；

3应能提供网络RTK、RTD和单基准站RTK、RTD实时差分定位服务等多种服务方式；

4后处理数据服务应能提供用户定制的的不同采样间隔的CORS站原始观测数据；

5应能对用户进行授权、认证、登陆和使用过程的监控，并应能对用户的使用时间、流量大小等进行统计管理。

4.6.4服务中心建设应满足下列要求：

1应能提供厘米级、亚米级精度的实时差分数据；不同采样间隔的CORS原始观测数据及后处理数据；

2应能对用户进行管理；

3应能提供技术服务和技术支持。

4.6.5服务信息发布应满足国家信息安全的要求。

4.6.6服务中心建设完成后，应按设计要求进行供电、环境、服务器及软件运行、内部网络和通讯网络等调试。

4.6.7服务中心和管理中心可单独建设，也可共同建设。

4.7坐标联测及数据处理

4.7.1城市CORS网应与国家CORS站、高等级国家大地控制点和城市控制点进行坐标联测。

4.7.2确定城市CORS网的地心坐标系坐标时，应至少联测3个国家CORS站。

4.7.3确定城市CORS网的参心坐标系坐标时，应至少联测4个已有的高等级国家大地控制点或城市控制点。

联测的控制网点位应满足本规范第5.2.2条中GNSS控制点的选点要求。

4.7.4坐标联测应符合下列规定：

1CORS网地心坐标系坐标联测时，使用的国家CORS站连续观测数据应不少于120h，采样间隔应为30s，截止高度角应为10º；

2CORS网参心坐标系坐标联测时，控制点观测使用的设备应满足本规范第5