第五章布网方法

第五章布网方法GPS基线向量网的等级根据我国1992年所颁布的全球定位系统测量规范，GPS基线向量网被分成了A、B、C、D、E五个级别。下图是我国全球定位系统测量规范中有关GPS网等级的有关内容。GPS网的精度指标，通常是以网中相邻点之间的距离误差来表示的，其具体形式为：其中，：网中相邻点间的距离中误差(mm)；：固定误差(mm)；：比例误差(ppm1ppm=10-6。1ppm=10-6。：相邻点间的距离(km)。对于不同等级的GPS网，有下列的精度要求：请测量分类站固定误差逃(层mm)困比例误差狸(声pp炸m)箱相邻点距续离缎(典km)舱A子≤瓦5埋≤男0.1己100~20寿00间B杏≤纵8厘≤荡1刃15~250蓄C阁≤职10剑≤孩5拆5~40昂D茄≤喘10产≤夹10争2~15含E怠≤号10亦≤甜20固1~10A级网一般为区域或国家框架网、区域动力学网；B级网为国家大地控制网或地方框架网；C级网为地方控制网和工程控制网；D级网为工程控制网；E级网为测图网。美国联邦大地测量分管委员会（FederalGeodeticControlSubcommittee-FGCS）在1988年公布的GPS相对定位的精度标准中有一个AA级的等级，此等级的网一般为全球性的坐标框架。GPS基线向量网的布网形式GPS网常用的布网形式有以下几种：跟踪站式会战式多基准站式（枢纽点式）同步图形扩展式单基准站式跟踪站式布网形式盼若干台接收机稠长期固定安放俯在测站上戴，PAGE\#"'Page:'#'

'"此句也可这样描述：“进行常年、不间断的观测”。劝进行常年、不筋间断的观测，浮即一年观药测虫36蚀5摊天，一天观非测仪2妥4验小时，这种观蜓测方式很象是肆跟踪站实际上就是跟踪站。宁，因此，这种PAGE\#"'Page:'#'

'"此句也可这样描述：“进行常年、不间断的观测”。实际上就是跟踪站。特点贴由于在采用跟违踪站式的布网卫形式布悠设斯GP并S纺网时，接收机释在各个测站上捷进行了不间断擦的连续观测，细观测时间长、龟数据量大，而唐且在处理采用吐这种方式所采羞集的数据时，铅一般采用精密紫星历，因此，录采用此种形式赶布设蒜的会GP绑S味网具有很高的挺精度和框架基宽准特性。叉每个跟踪站为躺保证连续观测杜，一般需要建让立专门的永久拐性建筑即跟踪须站，用以安置拴仪器设备，这匙使得这种布网初形式的观测成情本很高。盛此种布网形式纯一般用于建份立舍GP曾S壳跟踪站关（剑A秆A扰级网），对于清普通用途尾的隙GP必S缩网，由于此种掀布网形式观测误时间长、成本文高，故一般不圾被采用。会战式布网形式秩在布品设出GP吴S台网时，一次组嚷织多饮台衬GP貌S东接收机，集中刮在一段不太长夹的时间内，共页同作业。在作敲业时，所有接鸡收机在若干天别的时间里分别验在同一批点上聚进行多天、长津时段的同步观没测，在完成一汽批点的测量后磨，所有接收机碗又都迁移到另络外一批点上进询行相同方式的右观测，直至所曲有的点观测完陕毕，这就是所翠谓的会战式的戚布网。特点赛采用会战式布元网形式所布设呀的滔GP榴S腐网，因为各基阔线均进行过较栋长时间、多时通段的观测，所故以可以较好地门消雾除盯S爸A皂等因素的影响冒，因而具有特叠高的尺度精度爽。此种布网方业式一般用于布佛设洞A遗、伏B扫级网。多基准站式布网形式名所谓多基准站性式的布网形式金就是有若干台盖接收机在一段权时间里长期固份定在某几个点购上进行长时间朋的观测，这些巷测站称为基准冰站，在基准站蝶进行观测的同吗时，另外一些回接收机则在这美些基准站周围揪相互之间进行徐同步观测。队图SEQ渡图螺\*AR暗ABIC宾1云特多基准站式特点雄采用多基准站瞒式的布网形式屿所布设格的跪GP努S隐网，由于在各宝个基准站之间轧进行了长时间熔的观测，因此抱，可以获得较填高精度的定位盾结果，这些高携精度的基线向腐量可以作为整四个亮GP婚S诵网的骨架。另娃外一方面，其复余的进行了同碧步观测的接收蓬机间除了自身夸间有基线向量罪相连外，它们梨与各个基准站珠之间也存在有交同步观测，因学此，也有同步家观测基线相连拥，这样可以获释得更强的图形炎结构。吉同步图形扩展崇式布网形式桃所谓同步图形胀扩展式的布网保形式，就是多除台接收机在不盈同测站上进行燃同步观测，在为完成一个时段厦的同步观测后当，又迁移到其返它的测站上进劝行同步观测，臭每次同步观测磁都可以形成一哄个同步图形，锡在测量过程中蹲，不同的同步间图形间一般有消若干个公共点腊相连，整肠个绵GP诊S蛮网由这些同步抬图形构成。特点拦同步图形扩展坟式的布网形式遮具有扩展速度抛快，图形强度终较高，且作业棍方法简单的优刑点。同步图形障扩展式是布蹈设启GP愧S何网时最常用的录一种布网形式露。单基准站式布网形式匠单基准站式的尚布网方式有时赠又称作星形网乞方式，它是以燥一台接收机作筋为基准站，在耗某个测站上连骗续开机观测，绸其余的接收机银在此基准站观挎测期间，在其焰周围流动，每振到一点就进行竹观测，流动的毯接收机之间一滤般不要求同步帖，这样，流动政的接收机每观牺测一个时段，园就与基准站间灰测得一条同步俩观测基线，所唤有这样测得的户同步基线就形苦成了一个以基载准站为中心得摄星形。流动的比接收机有时也容称为流动站。蕉图SEQ饱图研\*AR锻ABIC茅2裙守单基准站式特点纷单基准站式的巾布网方式的效徐率很高，但是鼓由于各流动站苍一般只与基准义站之间有同步弟观测基线，故律图形强度很弱懒，为提高图形茂强度，一般需杀要每个测站至缴少进行两次观野测。筑采用同步图形统扩展的布网形胜式布设香GPS服基线向量网时概的观测作业方胸式荐同步图形扩展蒙式的作业方式食具有作业效率溜高，图形强度亮好的特点，它系是目前炒在增GP呢S吩测量中普遍采电用的一种布网顶形式，在本书荷中将着重介绍见此种布网形式战。昼采用同步图形泰扩展式布设何GPS凑基线向量网时讯的观测作业方请式主要以下几根种式：点连式边连式网连式混连式点连式观测作业方式串所谓点连式就隙是在观测作业炊时，相邻的同谅步图形间只通咽过一个公共点获相连。这样，滥当有房台仪器共同作裕业时，每观测胡一个时段，就拌可以测得食个新点，当这币些仪器观测观潜测了贫个时段后，就灰可以测得索个点。盒图SEQ板图醉\*AR秤ABIC杰3尖减点连式特点磁点连式观测作吵业方式的优点阻是作业效率高葬，图形扩展迅乳速；它的缺点领是图形强度低亩，如果连接点交发生问题，将草影响到后面的皇同步图形。边连式观测作业方式献所谓边连式就堡是在观测作业羊时，相邻的同棋步图形间有一径条边（即两个管公共点）相连亏。这样，当有饥台仪器共同同贯作业时，每观蕉测一个时段，臭就可以测得摇个新点，当这麦些仪器观测观发测了漂个时段后，就拾可以测得巷个点。窄图SEQ蜓图衰\*AR演ABIC花4对霸边连式特点猜边连式观测作仓业方式具有较坡好的图形强度原和较高的作业轻效率。网连式观测作业方式璃所谓网连式就丛是在作业时，盲相邻的同步图可形间捡有衔3两个（迹含请3第个）以上的公没共点相连。这美样，当有而台仪器共同作撇业时，每观测靠一个时段，就孝可以测得绝个新点，当这范些仪器观测了毙个时段后，就唐可以测得柳个点。羞图SEQ傲图燃\*AR开ABIC兴5董阁混连式特点储采用网连式观轿测作业方式所河测设咸的邀GP坟S都网具有很强的总图形强度，但债网连式观测作烦业方式的作业系效率很低。混连式观测作业方式榆在实际歉的惩GP暴S膀作业中，一般亲并不是单独采解用上面所介绍寨的某一种观测耗作业模式，而纠是饭根据具体情况狡，有选择地灵善活采用这几种昨方式作业，这脖样一种种观测叠作业方式就是把所谓的混连式绞。特点续混连式观测作碧业方式是我们钞实际作业中最桨常用的作业方武式，它实际上炕是点连式、边真连式和网连式纷的一个结合体泪。散布设宪GPS挺基线向量网时尘的设计指标券在布俯设晓GP甩S弹网时，我们除板了遵循一定的申设计原则外，爽还需要一些定野量的指标来指狡导我们的工作鸣。在我们进忌行喊GP工S督网的设计时经溉常需要采用效针率指标、可靠激性指标和精度表指标。效率指标换在进湿行乖GP扔S顽网的设计时，步我们经常采用删效率指标来衡嘉量某种网设计伐方案的效率，丽以及在采用某间种布网方案作霸业时所需要的紧作业时间、消片耗等。穷在布设一竟个勇GP猫S黎网时，在点数绢、接收机数和卫平均重复设站戚次数平均重复设站次数指的是总的设站次数与GPS网的点数的比值。规确定后，则完亦成该网测设所皇需的理论最少化观测期数观测期数就是同步观测的时段数。阀就可以确定。伤但是，当按照筒某个具体的布猛网方式和观测译作业方式进行李作业时，要按悬要求完成整网路的测设，所需蜓的观测期数与分理论上的最少给观测期数会有轨所差异，理论焦最少观测期数理论最少观测期数可用下式计算：其中：R为平均重复设站次数；m为接收机数；n为GPS网的点数；平均重复设站次数指的是总的设站次数与GPS网的点数的比值。观测期数就是同步观测的时段数。理论最少观测期数可用下式计算：其中：R为平均重复设站次数；m为接收机数；n为GPS网的点数；INT()为凑整函数，。其中：暖为理论最少观尖测期数；良为设计观测期巩数。滩该指标可用来桥衡洋量食GP羡S疏网设计的效率甜。可靠性指标茄GP蓬S别网可靠性，可堤以分为内可靠途性和外可靠性狐。所竟谓愚GP明S蛮网的内可靠性阶就是指所布设拒的拐GP俩S波网发现粗差的代能力，即可发恭现的最小粗差皱的大小；所泄谓掀GP仓S号网的外可靠性诊就是肢指缴GP凶S谎网抵御粗差的闷能力，即未剔护除的粗差涌对走GP败S至网所造成的不晒良影响的大小柏。关于内、外穗可靠性的问题润，可以从一些霞相关书籍上找签到更为详细的格叙述，并且还蜜给出了内、外框可靠性指标的寸算法。由于内悟、外可靠性指谜标在计算上过猴于烦琐，因此桂，我们在实际失的扫GP宜S吩网的设计中采找用了另外一个劲计算较为简单牺的反灭映悲GP隔S叠网可靠性的数密量指标，这个狮可靠性指标就赞是整网的多余桑独立基线数与南总的独立基线鸣数的比值，称哪为整网的平均震可靠性指标（午），即：其中：骡为多余的独立临基线数多余的独立基线数可以这样计算：多余的独立基线数可以这样计算：为必要的独立基线数，为总的独立基线数，，为观测期数，为同步观测接收机的台数。殊为总的独立基灌线数。精度指标棚当仰GP起S塑网布网方式和霞观测作业方式浆确定后厚，走GP捉S惧网的网形就确挂定了，根据已存确定抄的肃GP岭S诵网的网形，可叔以得尿到服GP行S膊网的设计矩阵库，从而可以得篇到挽GP班S沾网的协因数阵岗，齐在每GP活S嗽网的设计阶段咏可以采用秆作为衡裤量洋GP茅S遍网精度的指标寻。普GPS佳网的设计准则出发点杂GP蜘S束网设计的出发颂点是在保证质发量的前提下，薪尽可能地提高良效率，努力降属低成本。因此良，在进造行葛GP室S阶的设计和测设侍时，既不能脱间离实际的应用据需求，盲目地岸最求不必要的侦高精度和高可坏靠性；也不能思为追求高效率枕和低成本，而帮放弃对质量的残要求。倒GP第S仍网布网作业准篇则选点则为保证对卫星甘的连续跟踪观及测和卫星信号酬的质量，要求蝇测站上空应尽构可能的开阔，柔在重10蛛~15上高度角以上不谈能有成片的障录碍物。渐为减少各种电剥磁波农对冻GP凤S菊卫星信号的干专扰，在测站周控围约陪200m侧的范围内不能征有强电磁波干竹扰源，如大功按率无线电发射鼓设施、高压输公电线等。女为避免或减少察多路径效应的敢发生，测站应便远离对电磁波珍信号反射强烈质的地形、地物皂，如高层建筑客、成片水域等轿。基为便于观测作垮业和今后的应戴用，测站应选眯在交通便利，捉上点方便的地亩方。把测站应选择在温易于保存的地参方。最提提高雁GP揉S扒网可靠性的方街法车增加观测期数秆（增加独立基逗线数）。柜在布足设菌GP恳S锄网时，适当增蜂加观测期数（艰时段数）对于蔽提究高涨GP饿S浆网的可靠性非晃常有效。因为爬，随着观测期渐数的增加，所答测得的独立基猴线数就会增加钻，而独立基线猎数的增加，对倾网的可靠性的猫提高是非常有较宜的。勾保证一定的重均复设站次数实际上这与增加观测期数是一致的。位实际上这与增加观测期数是一致的。何保证一定的重棍复设站次数，球可确酷保糟GP腹S典网的可靠性。蒸一方面，通过欺在同一测站上仿的多次观测，原可有效地发现奸设站、对中、普整平、量测天纳线高等人为错梯误；另一方面企，重复设站次罩数的增加，也熟意味着观测期垦数的增加。不闸过，需要注意抚的是，当同一伤台接收机在同牵一测站上连续扑进行多个时段雄的观测时，各竖个时段间必须散重新安置仪器锄，以更好地消燕除各种人为操恩作误差和错误侄。滴保证每个测站属至少与三条以抖上的独立基线杨相连，这样可绢以使得测站具放有较高的可靠轻性。支在布陡设帝GP悲S窗网时，各个点取的可靠性与点友位无直接关系匙，而与该点上西所连接的基线讲数有关，点上顽所连接的基线强数越多，点的再可靠性则越高啊。挥在布网时要使永网中所有最小阔异步环的边数扶不大威于马6经条。醒在布木设果GP聋S晚网时，检婚查拉GP悄S凑观测值（基线睬向量）质量的亏最佳方法是异渐步环闭合差，滩而随着组成异掉步环的基线向服量数的增加，鄙其检验质量的咱能力将逐渐下舅降。吃提给高其GP乓S阅网精度的方法烛为保悠证矩GP庸S享网中各相邻点专具有较高的相攻对精度，对网爬中距离较近的切点一定要进行村同步观测，以极获得它们间的乒直接观测基线芒。盗为提高整拖个赏GP阵S百网的精度，可记以在全面网之柳上布设框架网犬，以框架网作靠为整芦个脉GP亦S嘴网的骨架。拉在布网时要使式网中所有最小震异步环的边数并不大否于春6袖条。风在布设糟GPS含网时，引入高础精度激光测距伴边，作为观测跃值浪与息GP圈S谊观测值（基线甚向量）一同进杠行联合平差，