E级GPS控制网技术要求.docx

1、E级GPS控制网技术要求附录 E E 级 GPS控制网有关技术要求(参考)一、控制网执行的技术标准1、全球定位系统( GPS)测量规范( GB/T 183142001)，中华人民共和国国家标准；2、国家三、四等水准测量规范 (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)为比例误差系数； d (km) 为相邻点间的距离。 GPS-E 级网的主要技术要求应符合表 1 规定。相邻点最小距离应为平均距离的 1/2

2、1/3 ；最大 距离应为平均距离的 23 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510201/45000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网应根据测区实际需要和交通状况进行设计。 GPS网的点与点间不要求每 点通视，但考虑常规测量方法加密时的应用，每点应有 12 个通视方向。(2)在布网设计中应顾及原有测绘成果资料以及各种大比例尺地形图的沿用，对凡 符合 GPS-E级网布点要求的旧有控制点，应充分利用其标石。(3)GPS网应由若干个独立观测环构成，也可采用附合线路构成。

3、E 级 GPS网中每 个闭合环或附合线路中的边数应符合表 2 的规定。非同步观测的 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挑选独 立基线构成环路。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，应进行水准测量的高程联测，高程联测采用等级水 准测量方法进行，联测的 GPS-E级控制点且应均匀分布于网中。四、选点与标石埋设1、选点 在了解任务、目的、要求和测区自然地理条件的基础上，进行现场踏

4、勘，最后进行 选点。选点应符合下列要求：（1）点位的选择应符合技术设计要求，并有利于其它测量手段进行扩展与联测；（2）点位的基础应坚实稳定，易于长期保存，并应有利于安全作业；（3）点位应便于安置接收设备和操作，视野应开阔，视场内周围障碍物的高度角一 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，以避免周围磁场对卫星信号的干扰；（5）点位附近不应有对电磁波反射（或吸收）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）应充分利用符合上述要求原有的控制点及其标石，但利

5、用旧点时应检查旧点的 稳定性、完好性，符合要求方可利用；（8）选好点后应按合理的方法给 GPS点编号。 此外，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络 和设备用电或充电。综上所述，结合测区的实际情况， GPS控制点宜布设在较高的永久性建筑物、山顶 及其它符合要求的地方，或已成型的较宽的城市主干道、路口或其它较开阔而又稳固的 建（构）筑物上。2、标石埋设（1）E 级 GPS点的标石及标志规格参见附录 D，标石的中心标志用铜材料制作，标志中心应刻有清晰、精细的十字丝；（2）地面 E级 GPS点标石可用混凝土预先制作，然后运往各点埋设，埋设时坑底填 以沙石，捣固夯实或浇灌混

6、凝土底层，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 34 颗钢钉，再套模浇灌；（3）埋石结束后应填写 GPS点之记；（4）待标石埋设稳定，没有下沉，或现场浇灌的标石凝固后 23 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 本技术要求应符合表 3 的规定。表 3 E 级 GPS测量作业的基本技术要求级卫星截止高度有效观测平均重复时段长度数据采样间PDOP别角()卫星数设站数(min)隔(s)值E级154401510Rms(m)Ratio2）同步多边形闭合差检验对于采用同一种数学模型的

7、基线解， 其同步时段中任一三边同步环的坐标分量相对闭 合差和全长相对闭合差不宜超过表 5 的规定。对于采用不同数学模型的基线解， 其同步时段中任一三边同步环的坐标分量闭合差和 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 同步环坐标分量及环线全长相对闭合差的规定（ 1 10-6）坐标分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超过下式的规定： 式中： 为E级 GPS控制网规定的精度（按实际平均边长计算）= A2 （B d） 2- 基线长度中误差（ mm）A 固定误差 （mm）B 比例误差系数 （mm/km）d- 平均边长

8、（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网中选取的独立基线构成独立环，各独立环的坐标分量闭合差和全长闭合差应符合下式的规定： 式中: n: 为闭合环边数；:为E级 GPS控制网规定的精度（按实际平均边长计算）2、补测与重测（1）无论何种原因造成一个控制点不能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）可以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超过表 2 的规定，否则应重测该基线或者有关的 同步图形。（3）由于点位不符合 GPS测量要求而造成一个测站

9、多次重测仍不能满足各项技术规 定时，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首先要了解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 L0114的 3带高斯投影。即有：参考椭球为 IAU76 椭 球，长半径 a=6378140m，扁率 =1/ ；中央子午线经度 L01140000。高程系统采用 1985 国家高程基准。（2）三维无约束平差当 GPS基线各项质量检验符合要求时，应以所有独立基线组成闭合图形，以三维基 线向量

10、及其协方差阵作为观测信息，以一个点的 WGS 84 系三维坐标作为起算依据，进 行 GPS网的三维无约束平差。以提供各 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观测值的改正数， 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。在三维无约束平差中，基线向量的改正数（ Vx、Vy、Vz）绝对值应满足下式要求：Vx3Vy3Vz3式中： 为 E级 GPS控制网规定的基线的精度。当超限时，可认为该基线或其附近存在粗差基线，应采用软件提供的方法或人工方 法剔除粗差基线，直至符合上式要求。（3）二维约束平差在无约束平差确定的有效观测量基础上， 以起算数

11、据中提供的已知点作为强制约束的 固定值，进行二维约束平差。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、方位以及坐标、基线边长、方位的精度信息， 转换参数及其精度信息。约束平差中， 应将已知坐标点组合成不同的约束条件， 以发现作为约束的已知坐标与 GPS网不兼容（即约束平差结果严重扭曲 GPS无约束平差结果的精度） 。4、水准联测为满足 GPS控制网高程拟合的需要， GPS-E 级控制点应联测一定比例的四等水准。 联测水准的 GPS点均匀分布在测区，水准路线连接成水准网。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 GP

12、S水准高程、 GPS重力高程和 GPS 三角高程等方法。其中 GPS水准高程是目前 GPS作业中是常用的方法。用于 GPS高程拟合计算的方法主要是曲面拟合法（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移动曲面法） 。七、提交成果附录一 GPS 点点之记日期： 年 月 日 记录者： 绘图者： 校对者：点 名 及 等 级点名土质点号等级标石说明通视点列表旧点名概略位置 （L，B）纬度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准情况联测水准等级点位 说 明附录 C GPS 测量作业调度表GPS测量作业调度表测量日期时段 编 号观测 时 间观

13、测者观测者观测者机号机号机号点名备注点名备注点名备注点号点号点号附录 B：GPS外业观测手簿08 日观测者姓名测 站 名 HN01测站近似坐标：经度： E 23 09纬度： N 113 20高程： 米GPS外业观测记录手簿作业小组： 07 测绘 1 组华南农业大学校园 GPS 外业观测手簿 日 期 10 年 06 月天气状况 晴测站号 HN01 时段号 1本测站为： 新点 等大地点 等水准点记录时间：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1. 电池电压状况： 好2.接收卫星信号： 8 （颗）3.信噪比（ SNR）：4.故 障 情 况 ：备 注：