E级GPS控制网有关技术要求

PAGEPAGE4附录EE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/T18314—2001），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(mm)为固定误差；(ppm)为比例误差系数；(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1/2～1/3；最大距离应为平均距离的2～3倍。表1GPS网的主要技术要求级别平均距离(km)(mm)(1×10-6)最弱边相对中误差E级0.2～5≤10≤201/45000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1～2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。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）一个时段观测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；改变天线位置；按动关闭文件和删除文件等功能。（7）观测员在作业期间不得擅自离开测站，并防止仪器受震动和被移动，防止人和其它物体靠近天线，遮挡卫星信号。（8）接收机在观测过程中不应在接收机近旁使用对讲机和手机等通讯设备；雷雨过境时应关机停测，并卸下天线以防雷击。（9）观测中应保证接收机工作正常，数据记录正确，每日观测结束后，应及时将数据下载到计算机硬、软盘上，确保观测数据不丢失。5、外业观测记录（1）录项目应包括下列内容：①测站名、测站号；②观测月、日、天气状况、时段号；③观测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接收机设备应包括接收机类型及号码，天线号码；⑤近似位置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0.1m；⑥天线高应包括测前、测后量得的高度及其平均值，均取至0.001m；⑦观测状况应包括电池电压、接收卫星号及其信噪比（SNR）、故障情况等。（2）记录应符合下列要求：①原始观测值和记事项目应按规格现场记录，字迹要清楚、整齐、美观，不得涂改、转抄；②外业观测记录各时段结束后，应及时将每天外业观测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删改，不得调用任何对数据实施重新加工组合的操作指令。六、数据处理方案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终结果，双差固定解的可靠性由以下两项指标来判别，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。根据表4判别时，Rms必须首先符合要求，而Ratio值越大表示固定值越可靠。表4静态GPS基线固定解可靠性判别表基线长度（km）≤55～10＞10Rms(m)≤0.010≤0.012≤0.015Ratio≥3.0≥2.1≥2.0（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）等级限差类型E级坐标分量相对闭合差9.0环线全长相对闭合差15.0（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）=--基线长度中误差（mm）固定误差(mm)比例误差系数(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::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L0＝114°的3°带高斯投影。即有：参考椭球为IAU76椭球，长半径a=6378140m，扁率α=1/298.257；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（Vδx、Vδy、Vδz）绝对值应满足下式要求：Vδx≤3Vδy≤3Vδz≤3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，目前主要有GPS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CGPS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月观测者姓名天气状况晴测站名HN01测站号HN01时段号1测站近似坐标：本测站为：√新点经度：E23°09′□等大地点纬度：N113°20′□等水准点高程：34.035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）1.533测后校核值1.5331.1.5342.1.5323.1.533平均值1.533天线高量取方式略图测站略图及障碍物情况西树楼A25西树楼A25