卫星定位城市测量规范讲解（7）ppt课件

1、北京市测绘设计研讨院北京市测绘设计研讨院 张张 凤凤 录录 陈陈 品品 祥祥 主要内容主要内容1 1、总那么、总那么2 2、术语和符号、术语和符号3 3、坐标系统和时间、坐标系统和时间4 4、城市、城市CORSCORS系统建立系统建立5 5、城市、城市GNSSGNSS控制网建立控制网建立6 6、城市、城市GNSS RTKGNSS RTK丈量丈量7 7、城市、城市GNSSGNSS高程丈量高程丈量7、城市、城市GNSS高程丈量高程丈量7、城市、城市GNSS高程丈量高程丈量7.1 7.1 普通规定普通规定7.1.1 GNSS7.1.1 GNSS高程丈量按作业过程应分为高程异常模高程丈量按作业过程应分

2、为高程异常模型的建立、型的建立、GNSSGNSS丈量和数据处置。高程异常模型可利丈量和数据处置。高程异常模型可利用已有模型。用已有模型。高程系统中最常用的有正高系统以大地水准面作为高程系统中最常用的有正高系统以大地水准面作为参考基准面和正常高系统以似大地水准面为参考参考基准面和正常高系统以似大地水准面为参考基准面。我国运用的高程系统是正常高系统。基准面。我国运用的高程系统是正常高系统。采用采用GNSSGNSS丈量技术测定地面点的高程是以地心坐标的丈量技术测定地面点的高程是以地心坐标的地球椭球面为基准的大地高地球椭球面为基准的大地高H H，大地水准面和似大地，大地水准面和似大地水准面相对于地球椭

3、球面有一个高度差，分别称为大水准面相对于地球椭球面有一个高度差，分别称为大地水准面差距地水准面差距N N和高程异常和高程异常。大地高大地高H H、正高、正高HgHg和正常高和正常高HH之间按以下公式计算：之间按以下公式计算： H HHgHgN N H HHH 假设可以比较准确地确定地面点的高程异常，那假设可以比较准确地确定地面点的高程异常，那么用么用GNSSGNSS丈量方法可准确测定地面点的正常高。丈量方法可准确测定地面点的正常高。7、城市、城市GNSS高程丈量高程丈量确定地面点高程异常的方法主要有：确定地面点高程异常的方法主要有：大地水准面模型法；大地水准面模型法；重力丈量法；重力丈量法；绘

4、等值线图法；绘等值线图法；区域几何内插法；区域几何内插法；转换参数法；转换参数法；整体平差法；整体平差法；区域似大地水准面精化法等。区域似大地水准面精化法等。7、城市、城市GNSS高程丈量高程丈量7、城市、城市GNSS高程丈量高程丈量7.1.2 GNSS7.1.2 GNSS高程丈量按精度等级划分为四等、图根和碎部。高程异常模型高程丈量按精度等级划分为四等、图根和碎部。高程异常模型内符合中误差简称模型内符合中误差、高程中误差、检测较差不应超内符合中误差简称模型内符合中误差、高程中误差、检测较差不应超越表越表7.1.27.1.2的规定。的规定。7、城市、城市GNSS高程丈量高程丈量GNSSGNSS

5、丈量时实践得到的是丈量点的三维坐标。由于受技术条件的限制，从丈量时实践得到的是丈量点的三维坐标。由于受技术条件的限制，从八十年代末八十年代末GPSGPS技术引进后，只是运用了技术引进后，只是运用了GPSGPS丈量的平面二维成果，高程丈丈量的平面二维成果，高程丈量成果不断没有大量运用。量成果不断没有大量运用。随着全球高精度重力场模型确实定及根底实际上的突破，经过大量的实验，随着全球高精度重力场模型确实定及根底实际上的突破，经过大量的实验，GNSSGNSS丈量求取正常高成为了现实。丈量求取正常高成为了现实。按照按照 CJJ8CJJ8中高程丈量的精度等级的划分。本条规定了城市中高程丈量的精度等级的划

6、分。本条规定了城市GNSSGNSS高程丈量分为四等、图根和碎部三个等级。高程丈量分为四等、图根和碎部三个等级。GNSSGNSS高程丈量由于遭到自然地理环境的影响以及当前技术手段的限制。各高程丈量由于遭到自然地理环境的影响以及当前技术手段的限制。各等级又划分为平原及丘陵和山区两种不同的情况。并分别制定了各等级的等级又划分为平原及丘陵和山区两种不同的情况。并分别制定了各等级的高程异常模型内符合中误差、高程丈量中误差、检测较差等精度目的。高程异常模型内符合中误差、高程丈量中误差、检测较差等精度目的。条文阐明对误差的制定做了部分推算，由于在山区大地水准面变化复杂，条文阐明对误差的制定做了部分推算，由于

7、在山区大地水准面变化复杂，目前还没有足够的实验数据证明可以利用目前还没有足够的实验数据证明可以利用GNSSGNSS高程丈量来替代四等水准丈高程丈量来替代四等水准丈量，故表量，故表7.1.27.1.2中没有作出规定。中没有作出规定。7、城市、城市GNSS高程丈量高程丈量7.1.3 GNSS7.1.3 GNSS高程丈量可与高程丈量可与GNSSGNSS控制丈量同时进展，也可单独进展。控制丈量同时进展，也可单独进展。7.1.4 GNSS7.1.4 GNSS高程丈量时，应至少联测一个知高程控制点进展检核，较差应高程丈量时，应至少联测一个知高程控制点进展检核，较差应符合本规范表符合本规范表7.1.27.1

8、.2的规定。的规定。本条规定了作业员在进展本条规定了作业员在进展GNSSGNSS高程丈量时，应至少有一个以上的知高程控高程丈量时，应至少有一个以上的知高程控制点进展检核。一方面可以检核该区域高程异常模型的正确性；另一方面制点进展检核。一方面可以检核该区域高程异常模型的正确性；另一方面可以检核可以检核RTKRTK作业时各项设置的正确性和作业时各项设置的正确性和RTKRTK作业的规范性。作业的规范性。7、城市、城市GNSS高程丈量高程丈量7.2 7.2 技术要求技术要求7.2.1 7.2.1 高程异常模型应利用高程异常模型应利用GNSSGNSS丈量、水准丈量、丈量、水准丈量、重力丈量、地形丈量及重

9、力场模型等资料，按物理重力丈量、地形丈量及重力场模型等资料，按物理大地丈量计算方法获得。在区域面积小、地形平坦大地丈量计算方法获得。在区域面积小、地形平坦及重力异常变化平缓地域，可利用水准丈量和及重力异常变化平缓地域，可利用水准丈量和GNSSGNSS丈量资料，经过数学拟合方法，获取该区域的高程丈量资料，经过数学拟合方法，获取该区域的高程异常模型。异常模型。对于区域范围大或地形地质情况复杂地域，只依托对于区域范围大或地形地质情况复杂地域，只依托GNSSGNSS丈量、水准丈量资料确定高程异常模型比较困丈量、水准丈量资料确定高程异常模型比较困难，需开展专项的区域似大地水准面精化任务，制难，需开展专项

10、的区域似大地水准面精化任务，制定详细的技术设计，搜集重力、水准、地形等大量定详细的技术设计，搜集重力、水准、地形等大量资料，并结合资料，并结合GNSSGNSS丈量、水准丈量和重力丈量，利丈量、水准丈量和重力丈量，利用重力场模型和先进的计算方法获得区域高程异常用重力场模型和先进的计算方法获得区域高程异常模型成果。在该区域进展模型成果。在该区域进展GNSSGNSS高程丈量时，可根据高程丈量时，可根据精度要求直接运用该模型。精度要求直接运用该模型。为了推行为了推行GNSSGNSS高程丈量技术，国内已完成了十多个高程丈量技术，国内已完成了十多个省级、三十多个大、中型城市的区域似大地水准面省级、三十多个

11、大、中型城市的区域似大地水准面精化任务，为这些区域的精化任务，为这些区域的GNSSGNSS高程丈量提供了根底。高程丈量提供了根底。7、城市、城市GNSS高程丈量高程丈量区域似大地水准面精化任务是一个综合了多种丈量手段、运用了大量区域似大地水准面精化任务是一个综合了多种丈量手段、运用了大量已有的数据、进展了复杂的数据处置的成果。技术难度大，资料、丈量已有的数据、进展了复杂的数据处置的成果。技术难度大，资料、丈量成果的互补性很强，数据处置技术过程繁琐。因此，本规范没有对区域成果的互补性很强，数据处置技术过程繁琐。因此，本规范没有对区域似大地水准面精化进展规定，只规定了运用模型的精度。对于似大地水似

12、大地水准面精化进展规定，只规定了运用模型的精度。对于似大地水准面精化任务，建议应另行进展技术设计，由专业的技术人员来完成。准面精化任务，建议应另行进展技术设计，由专业的技术人员来完成。四等四等GNSSGNSS高程丈量应运用区域似大地水准面精化成果。高程丈量应运用区域似大地水准面精化成果。对于测区面积不超越一百平方公里、地形较为平坦的地域或对于一些对于测区面积不超越一百平方公里、地形较为平坦的地域或对于一些线型工程工程。可以直接运用水准丈量、线型工程工程。可以直接运用水准丈量、GNSSGNSS丈量资料，经过相对简单丈量资料，经过相对简单的平面或二次曲面高程拟合等数学模型，获取该区域的高程异常模型

13、。的平面或二次曲面高程拟合等数学模型，获取该区域的高程异常模型。区域高程异常模型的正确选取是进展区域高程异常模型的正确选取是进展GNSSGNSS高程丈量的先决条件。高程丈量的先决条件。7、城市、城市GNSS高程丈量高程丈量7.2.2 GNSS7.2.2 GNSS水准点的布设应符合以下规定：水准点的布设应符合以下规定：1 1 点位应均匀分布于测区范围内；点位应均匀分布于测区范围内；2 2 平原地域点间距不宜超越平原地域点间距不宜超越5km5km；3 3 地形起伏大时，应按测区地形特征添加点位；地形起伏大时，应按测区地形特征添加点位；4 4 点位选取应符合本规范第点位选取应符合本规范第5.2.25

14、.2.2条和现行行业规范条和现行行业规范 CJJ8CJJ8中中高程控制点的规定；高程控制点的规定；计算选取的拟合点数不应少于计算选取的拟合点数不应少于5 5个。个。参与拟合计算的参与拟合计算的GNSSGNSS水准点应能反映区域重力异常变化情况。高程异常模型水准点应能反映区域重力异常变化情况。高程异常模型的精度主要取决于这些拟合点的分布和丈量精度。的精度主要取决于这些拟合点的分布和丈量精度。由于重力异常变化人为无法确定，为了真实反映区域的重力异常变化情况。由于重力异常变化人为无法确定，为了真实反映区域的重力异常变化情况。作业时只能覆盖作业区域、根据地形特征均匀布点。拟合计算范围的边沿应作业时只能

15、覆盖作业区域、根据地形特征均匀布点。拟合计算范围的边沿应具有足够的知点，以确保内插计算，防止外推。具有足够的知点，以确保内插计算，防止外推。GNSSGNSS水准点的拟合稳健性对拟合精度的影响较大。计算中应进展稳健性分析，水准点的拟合稳健性对拟合精度的影响较大。计算中应进展稳健性分析，挑选出模型兼容性较好的知点进展。挑选出模型兼容性较好的知点进展。7、城市、城市GNSS高程丈量高程丈量7.2.3 GNSS7.2.3 GNSS水准点观测技术要求应符合表水准点观测技术要求应符合表7.2.37.2.3的规定。的规定。 7.2.4 GNSS7.2.4 GNSS水准点的数据处置应符合本规范第水准点的数据处

16、置应符合本规范第5.45.4节和现行行业规范节和现行行业规范 CJJ8CJJ8有关高程丈量数据处置的规定。有关高程丈量数据处置的规定。7、城市、城市GNSS高程丈量高程丈量7.2.5 7.2.5 采用数学拟合法建立高程异常模型时，应根据拟合区域的面积、地采用数学拟合法建立高程异常模型时，应根据拟合区域的面积、地形、区域和地质情况，选择适宜的数学模型。形、区域和地质情况，选择适宜的数学模型。测区面积小、地形较为平坦、重力梯度分布平缓时，高程异常模型可采用测区面积小、地形较为平坦、重力梯度分布平缓时，高程异常模型可采用曲面拟合方法。平面拟合法、多项式曲面拟合法、多面函数拟合法等曲面拟合方法。平面拟

17、合法、多项式曲面拟合法、多面函数拟合法等GNSSGNSS高程控制网布设成线状或带状时，可采用曲线拟合。多项式曲线拟合高程控制网布设成线状或带状时，可采用曲线拟合。多项式曲线拟合法、三次样条曲线拟合法、阿克玛法、三次样条曲线拟合法、阿克玛AkimaAkima拟合法等。拟合法等。测区面积较大超越一百平方公里、没有似大地水准面精化任务的地域测区面积较大超越一百平方公里、没有似大地水准面精化任务的地域或呈大跨度带状分布时，为了控制高程拟合的误差传送，应根据地形地质或呈大跨度带状分布时，为了控制高程拟合的误差传送，应根据地形地质情况、高程异常变化梯度合理地划分区域，进展分区拟合计算。情况、高程异常变化梯

18、度合理地划分区域，进展分区拟合计算。7、城市、城市GNSS高程丈量高程丈量7.2.6 7.2.6 新建立高程异常模型应进展新建立高程异常模型应进展GNSSGNSS丈量高程中误差检测。检测应符合丈量高程中误差检测。检测应符合以下规定：以下规定：1 1 检测点应均匀分布于拟合区域，且应位于拟合点间的中部并能反映地形检测点应均匀分布于拟合区域，且应位于拟合点间的中部并能反映地形特征。检测点数不应少于拟合点总数的特征。检测点数不应少于拟合点总数的15%15%，且不应少于，且不应少于5 5个点；个点；2 2 点位选取应符合本规范第点位选取应符合本规范第5.2.25.2.2条和现行行业规范条和现行行业规范

19、 CJJ8CJJ8中高程控制点的选点规定；中高程控制点的选点规定； 3 3 观测及数据处置应符合本规范第观测及数据处置应符合本规范第7.2.37.2.3条和第条和第7.2.47.2.4条中水准联测的规定。条中水准联测的规定。7.2.7 GNSS7.2.7 GNSS高程丈量应符合以下规定：高程丈量应符合以下规定：GNSSGNSS高程丈量选点应符合本规范第高程丈量选点应符合本规范第5.2.25.2.2条的规定，可采取埋设永久丈量标条的规定，可采取埋设永久丈量标志、实地标注点位等方法设置丈量点；志、实地标注点位等方法设置丈量点；2 GNSS2 GNSS高程丈量的技术要求应符合表高程丈量的技术要求应符

20、合表7.2.77.2.7的规定；的规定；7、城市、城市GNSS高程丈量高程丈量3 宜选用固定误差不超越宜选用固定误差不超越20mm、比例误差系数不超越、比例误差系数不超越2mm/km的的RTK接纳机；接纳机；4 采用静态观测方法时，布网、观测、知点联测和数据处置采用静态观测方法时，布网、观测、知点联测和数据处置应符合本规范第应符合本规范第5章的规定；章的规定；5 采用采用RTK观测方法时，选点、观测和数据处置及检验应符观测方法时，选点、观测和数据处置及检验应符合本规范第合本规范第6章的规定。章的规定。7.2.8 GNSS高程丈量应在高程异常模型覆盖区域内进展，不高程丈量应在高程异常模型覆盖区域

21、内进展，不应外扩。应外扩。7、城市、城市GNSS高程丈量高程丈量7.3 7.3 数据处置与检验数据处置与检验7.3.1 7.3.1 采用采用GNSSGNSS静态观测方法时，数据处置应符合静态观测方法时，数据处置应符合本规范第本规范第5.45.4节的规定。采用节的规定。采用RTKRTK观测方法时，数据处观测方法时，数据处置应符合本规范第置应符合本规范第6.56.5节的规定。节的规定。7.3.2 7.3.2 水准丈量的数据处置应符合现行行业规范水准丈量的数据处置应符合现行行业规范 CJJ8CJJ8中高程控制丈量的规定。中高程控制丈量的规定。7.3.3 GNSS7.3.3 GNSS高程丈量成果应按已

22、确定的区域高程异高程丈量成果应按已确定的区域高程异常模型进展正常高程计算。常模型进展正常高程计算。7、城市、城市GNSS高程丈量高程丈量7.3.4 7.3.4 新建立的高程异常模型应进展模型内符合中误差计算，并应符合本新建立的高程异常模型应进展模型内符合中误差计算，并应符合本规范表规范表7.1.27.1.2的规定。模型内符合中误差应按下式计算：的规定。模型内符合中误差应按下式计算： GNSS GNSS高程拟合的各种模型都各有其优势与缺陷，有其一定的适用范围，且高程拟合的各种模型都各有其优势与缺陷，有其一定的适用范围，且不同拟合模型能够对高程异常模型的影响差别较大，关键在于模型函数能不同拟合模型

23、能够对高程异常模型的影响差别较大，关键在于模型函数能否最正确地表达出整个区域的高程异常变化。因此新建立的否最正确地表达出整个区域的高程异常变化。因此新建立的GNSSGNSS高程异常高程异常模型应进展模型的精度评定。模型应进展模型的精度评定。 7、城市、城市GNSS高程丈量高程丈量7.3.5 7.3.5 新建立的高程异常模型应进展模型外符合高程中误差计算，并应符新建立的高程异常模型应进展模型外符合高程中误差计算，并应符合本规范表合本规范表7.1.27.1.2中高程中误差的规定。外符合高程中误差应按下式计算：中高程中误差的规定。外符合高程中误差应按下式计算： 新建立的新建立的GNSSGNSS高程异

24、常模型能否合理，需求一定数量的知点来模型外符合高程异常模型能否合理，需求一定数量的知点来模型外符合检核，检测点的数量较少没有统计意义，只需检测点大于检核，检测点的数量较少没有统计意义，只需检测点大于2020个时才有统计个时才有统计意义，才可以较好地检验高程异常模型的实践精度。意义，才可以较好地检验高程异常模型的实践精度。7、城市、城市GNSS高程丈量高程丈量7.3.6 GNSS7.3.6 GNSS高程丈量任务完成后，应进展高程丈量任务完成后，应进展100%100%的内业检查和的内业检查和10%10%的外业同的外业同精度检测。内业检查应符合本规范第精度检测。内业检查应符合本规范第6.5.66.5

25、.6条的规定。外业抽检可采取水准条的规定。外业抽检可采取水准丈量、光电测距三角高程丈量或丈量、光电测距三角高程丈量或GNSSGNSS丈量方法进展。丈量方法进展。GNSSGNSS高程丈量任务完成后，需求对成果进展精度评定。进展一定量的外业高程丈量任务完成后，需求对成果进展精度评定。进展一定量的外业抽检，抽检比例应大于常规丈量的外检比例，本规范规定外业抽检比例不抽检，抽检比例应大于常规丈量的外检比例，本规范规定外业抽检比例不能低于能低于10%10%。经过外部的实测结果来评定。经过外部的实测结果来评定GNSSGNSS高程丈量的精度，已参与模型高程丈量的精度，已参与模型拟合的拟合的GNSSGNSS水准

26、点不得参与检测计算。本条还规定了可以采用的检测方法。水准点不得参与检测计算。本条还规定了可以采用的检测方法。 7.3.7 7.3.7 采用水准或光电测距三角高程检测时，应至少联测一个知高程点，采用水准或光电测距三角高程检测时，应至少联测一个知高程点，并应符合现行行业规范并应符合现行行业规范 CJJ8CJJ8的规定；采用的规定；采用GNSSGNSS丈量检测时，丈量检测时，应符合本规范第应符合本规范第5 5章、第章、第6 6章的规定。章的规定。GNSSGNSS高程丈量成果应与区域的高程控制网系一致致，为了防止出现独立的高程丈量成果应与区域的高程控制网系一致致，为了防止出现独立的高程系统，本条规定了任何检测方法都要至少联测一个知高程点。高程系统，本条规定了任何检测方法都要至少联测一个知高程点。7、城市、城市GNSS高程丈量高程丈量7.3.8 7.3.8 采用采用GNSSGNSS方法进展高程检测时，检测较差不应超越本规范表方法进展高程检测时，检测较差不应超越本规范表7.1.27.1.2的规定；采用水准或光电测距三角高程检测时，检测较差不应超越表的规定；采用水准或光电测距三角高程检测时，检测较差不应超越表7.3.87.3.8的规定。的规定。根据根据 CJJ 8CJJ 8的规定，水准丈量同精度检测已测测段高差之差的规