注册测绘师综合导读之二

注册测绘师综合教材导读之二主讲人：斑点牛中国测绘师论坛

QQ群：注册测绘师摇篮361493530目录一、GNSS连续运行基准站二、CORS系统三、GNSS网一、GNSS连续运行基准站构成：基准站：GNSS设备、计算机、气象设备、通信设备、电源设备及观测场地等构成，具备长期连续跟踪观测和记录卫星信号的能力，并通过数据通信网络定时或实时将观测数据传输到数据中心。数据中心：计算机、网络和软件系统构成，具备监控、数据管理、数据处理分析、产品服务等功能，用于汇集、存储、处理和分析基准站数据，形成产品和开展服务通信网络。通信网络：用于实现基准站与数据中心、数据中心与用户间数据交换，完成数据传输、数据产品分发等任务。分类及要求国家基准站网，用于维持更新国家地心坐标参考框架，站间距100-200km（根据参考站网建设规范为300km）；区域基准站网，用于维持更新区域地心坐标参考框架，应与国家地心坐标参考框架保持一致，厘米级站间距不大于70km（规范为20-80km），分米级站间距大于70km(规范50-150km)；专业应用网，用于专业机构开展专业信息服务，宜与国家地心坐标参考框架建立联系网。连续观测3年，并站速度变化率小于3mm/a

的区域和专业基准站网可纳入国家基准站网。技术设计设计前收集相关资料：所在地地形图，交通图，地质构造图，已建站点、冻土、气象、地下水等信息；在图上拟选站址，标注地形、交通、地质等信息，确定基准站位置、名称、编号。堪选完成后进行建筑、结构、电气、防雷、室外工程施工设计，以及设备、供电、数据传输等设计。技术设计完成后应提交技术设计方案以及点位设计图，站点位置信息表，施工设计图等资料。选址1，环境条件：应有10°以上地平高度角卫星通视条件；远离产生多路径的地物和电磁干扰区200m以上；避开易产生振动的地带；应顾及未来规划和建设，选择环境变化小地区，应进行24小时以上实地环境测试，对于国家和区域基准站，数据可用度要大于85%，多路径效应影响小于0.5m。以15秒采样间隔记录不少于连续4小时的数据，载波相位观测数据利用率低于80%时应变更站址。2，地质条件：基准站应建立在稳定地体上，避开地质构造不稳定地区和易受水淹或地下水位变化较大的地区。3，依托条件：便于接入通信网络，有稳定电源，交通便利，良好的土建条件，有建设用地和基础设施和安全保障，便于长期保存。4，联测条件：满足重力点、大地控制点、水准点联测要求。基建1观测墩：一般为钢混结构，分基岩观测墩，土层观测墩，屋顶观测墩。观测室：面积不小于20平方；地基牢固，防水防雷防风防动物，电力线和信号线分开埋设；温度和湿度要维持设备正常运转。工作室：面积20平米（规范为15平米）左右，国家基准站网观测墩上埋设水准和重力共用标石，并与地面结合处做不少于5cm的隔振槽，水准标志和强制对中标志的高程误差不大于3mm。

防雷：包括防雷地网，防雷带，避雷针。观测室和工作室按第二类防雷建筑物标准设计，电子设备按B级标准设计。辅助工程：道路等室外工程及管线敷设工程。观测墩建设要求基岩观测墩，高出地面3-5米，宜建在观测室内，高出屋面1.5米以上，内部钢筋和基岩紧密浇筑，浇筑深度不少于0.5米，与地面结合处做

不少于5cm的隔振槽。土层观测墩，高出地面3-5米，宜建在观测室内，高出屋面1.5米以上，钢筋混凝土墩体埋于解冻线2米以下，与地面结合处做不少于5cm的

隔振槽屋顶观测墩，高出地面1.5米，内部钢筋应与屋顶承重钢筋焊接，结合部分不少于0.1米。观测墩应安装强制对中标志，观测墩之间间距大于5米。其他要求：基准站的建设单位应委托当地有关部门指派专人负责保管，办理测绘标志保管手续；区域基准站网应有不少于3个基准站与国家大地参考框架进行联测。水准标石按照国家一等水准联测，重力应与国家重力基本网联测。数据中心数据管理系统：监控设备，管理源数据和成果数据。源数据包括基准站原始观测数据、广播星历、气象数据等，成果数据包括基准站坐标、速度、大气参数、坐标框架转换参数、精密星历等。数据处理分析系统：处理分析源数据，生成成果数据。数据处理应进行源数据、站信息、卫星星历、地球动力学参数等数据准备，完成格式转换、粗差探测、周跳修复等预处理，进行基线解算和网平差等工作。数据分析包括基准站坐标时间序列分析、速度场分析、数据质量分析等。产品服务系统：产品内容分基本和高级两类。提供实时（6秒以内），快速（12小时以内），事后（12小时以外）数据服务。基本产品高级产品国家基准站网多种采样率Gnss原始数据，气象观测数据，基准站信息，站坐标及精度，站速度坐标时间序列，事后及预报精密星历，精密卫星钟差，电离层及对流层模型信息区域基准站网多种采样率Gnss原始数据，气象观测数据，基准站信息，站坐标及精度实时载波相位和伪距差分数据专业应用网多种采样率Gnss原始数据根据专业特性提供数据产品数据处理分析数据处理原则：宜采用IERS标准和ITRF作为参考框架，以IGS提供的精密星历以及观测数据为起算数据，应采用业务主管部门认可的高精度数据处理软件。数据准备：观测数据及质量评估；原始数据格式转换；测站信息文件准备；卫星星历准备；极移、章动、岁差、太阳月亮星历等文件。数据解算：1国家级基准站结算方案包括年解、月解、周解、日解；区域基准站网包括年解和日解。国家级基准站网采用的卫星精密星历根据精度定权，区域性的采用精密星历时一般要强制性约束；专业性可以采用广播星历或预报精密星历。实时应用时可采用广播星历或预报精密星历，坐标应采用最新的年解成果；地球自转参数选用应与采用的卫星星历一致；数据分析：国家参考基准站每年要进行如下数据分析：坐标分量随时间变化率分析；工作状况分析；数据综合处理分析；速度场分析。区域基准站网除了不用进行速度场分析外，其他与国家基准站网同。测试和维护基准站网测试基准站数据采集数据完整性；数据传输稳定性；数据中心对基准站的监控能力；实时定位的覆盖范围和有效时间；产品的服务内容和精度指标；其他内容。基准站网维护保障全年每天24小时运行，必要时加报警系统；定期进行设备检查，必要时设备更新；定期与国际IGS站进行联测，维持坐标框架更新；对水准标志按照国家水准联测纲要定期测定；对重力标石与国家重力基本网定期联测。二、CORS系统CORS的分类单基站CORS：就是只有一个连续运行站。类似于一加一的RTK,只不过基准站由一个连续运行的基准站代替，基准站上有一个控制软件实时监控卫星的状态，存储和发送相关数据。(30km)多基站CORS：分布在一定区域内的多台连续观测站，每一个观测站都是一个单基站，由控制软件自动计算流动站与基站间的距离，将距离近的基站差分数据发送给流动站。网络CORS：利用分布在一定区域内的多台基准站的坐标和实时观测数据对覆盖区域进行系统综合误差建模，尽可能消除区域内流动站观测数据的系统综合误差，获得高精度的实时定位结果。在技术算法上分为虚拟基站技术VRS、主辅站技术MAC。VRS和MACVRS：它通过与流动站相邻的各个参考站之间的基线计算估计各项误差，中心控制站根据三角形插值方法建立一个对应于流动站点位的虚拟参考站，将这个虚拟参考站的改正数信息传输给流动站，然后流动站结合自身的观测值实时解算出流动站的精确点位。（40km）MAC：是从参考站网以高度压缩的形式，将所有相关的，代表整周未知数水平的观测数据，如弥散性的和非弥散性的差分改正数，作为网络的改正数据播发给流动站。主辅站概念需要流动站用户能够对网络改正数进行简单的、有效的内插，或取决于它的处理能力，进行更严格的计算。(40km)三、GNSS网GPS控制网：A级由卫星定位连续运行基准站构成，用于建立国家一等大地网，全球性的地球动力学研究，地壳形变测量，卫星精密定轨测量B级用于建立国家二等大地网，建立地方或城市坐标基准框架，区域性的地球动力学研究、地壳形变测量，精密工程测量。C级用于建立国家三等大地网，以及区域，城市及工程测量控制网。

D级用于建立四等大地控制网。E级用于测图，建立施工控制网。大地控制网：一等由卫星定位连续运行基准站构成，实现三维动态地心坐标的现势性和精度。应布设在一等水准点结点处。二等对一二等水准进行稳定性监测，精化似大地水准面，为三四等大地控制网提供起始数据。点位均匀布设，考虑具体应用对水准网监测的要求。复测周期5年，执行时间不超过2年。三等省级控制网，满足基本比例尺测图需求，精化省级似大地水准面。设在三四等水准路线上，根据需要复测。4

四等为三等的加密，根据需要复测。各等级GNSS网观测技术指标项目BCDE卫星截止高度角（°）10151515同时观测有效卫星数4444有效观测卫星总数20644时段数321.61.6时段长度23H4H60M40M采样间隔（秒）3015-305-155-15卫星高度角是指测站与单颗卫星连线的垂直角。卫星截止高度角即卫星高度角的截止范围，低于该值不予接收数据。时段数1.6即为每站至少观测一个时段，二次观测的时段为总测站的0.6。采样间隔指数据采集时间间隔，采样频率为数据采样频率，等于1/采样间隔。选点原则一、选点原则：B级点必须选在一等水准路线结点或一等与二等水准结点处，应建于基岩上，如水准点3km内无基岩，可以建在土层上；C级点应建于基岩上，如无基岩可以选在土层上均匀布设，满足gps观测条件和水准联测条件；应得到土地管理者同意。二、选点要求：人员由测绘工程师和地质师组成，充分了解测区信息；实地勘察，选在能长期保存，满足观测拓展条件的地点，做好标记；避开环境变化大，地质不稳定地区，远离无线发射源，高压线至少200m；避开多路径影响，点位周围保持高度角15度以上无遮挡，50米内固定与变化反射体应标注在点之记环视图上；必须绘制水准联测示意图；提交选点图，点之记信息，实地选点情况说明，对埋石的建议。标石分类级个数要求点的制作：B级使用基岩标石；C

级使用基岩标石和土层标石；DE级使用基岩标石、土层标石、楼顶标石。标石类型分为：天线墩、基本标石和普通标石，各种天线墩均应安置强制对中装置，且对中误差不应大于1mm。CDE网相邻分区之间公共点至少要有4个。加密低等级时，采用高等级GPS点数应不少于4个。新布设的GPS网应与附近已有国家高等级GPS点进行联测，联测点数至少不应少于3个。相邻两点最大间距不大于平均间距2倍。非基岩的A、B级GPS点的附近应埋设辅助点，并测定其与该点的距离和高差，其精度应优于5mm。观测架设天线严格整平对中，对中误差不大于1mm，天线指北，定向误差不大于5°；检查部件连接后开机，输入测站编号，天线高；每时段观测前后各量取天线高，取自1mm，两次量高差不大于3mm。每时段前后要各记录测站数据一次，时段长超过2小时时每次UTC整点增加一次观测记录，夜间放宽到4小时；观测期间不应于50m以内使用电台，10m以内使用对讲机；手簿必须现场填写，严禁涂改；定时检查接收机信息，并在手簿记录；认真操作，严防触碰遮挡；雷雨时关闭仪器，卸下天线。数据下载存储及点位命名及时下载数据，立即转为RINEX格式，以检查数据完整性。每天的原始数据和RINEX数据分存两个子目录，子目录命名方式采用“测站编号+年代+该天年积日+D”，“测站编号+年代+该天年积日+R”（D表示原始观测数据，R表示RINEX格式。）原始数据和RINEX数据保留到上交的数据检查验收完成后，在不同介质上备份。RINEX格式：该格式采用文本文件存储数据，数据记录格式与接收机的制造厂商和具体型号无关。年积日：仅在一年中使用的连续计算日期的方法，从当年1月1日起开始计算的天数。平年的12月31日为第365日，闰年的12月31日为第366日。点位的命名规则：GPS点名应以该点位所在地命名，无法区分时可在点名后加注（一）、（二）等予以区别；新旧点重合时，应采用旧点名；点名书写应规范准确，如与水准点重合时，应在新点名后以括号注明水准点等级及编号；GPS点编制点号时，应整体考虑，统一编号，且适应于计算机管理。外业数据处理数据质量检查（宜采用专门软件）：观测卫星数；数据可利用率80%；对载波的多路径影响小于0.5m；接收机钟日频稳定性不低于10-8外业数据质量检核：数据剔除率：同一时段观测值数据剔除率不高于10%；复测基线的长度差：ds<=2根号2*m

，单点模式同一点间不同时段应进行检查；同步环观测闭合差分量中误差应小于5分之根号n*m；独立环闭合差及附和路线闭合差分量中误差应小于3根号n*m。m为相应级别基线中误差，由仪器标称精度求得。GPS基线解算及平差基线向量解算要求：AB网采用专用软件，采用精密星历；CDE采用随机配备的商用软件，采用广播星历；基线解算起算点坐标可以是不少于30min单点定位结果的平差值坐标。BCDE级观测都需要加入对流层延迟改正；长度小于15KM的基线应采用双差固定解，大于15KM的采用双差固定解和双差浮点解中的最优解。GPS基线精处理结果质量检核：检查基线分量和边长的重复性；各时段间基线较差；独立环闭合差或附和路线闭合差、环线全长闭合差。提取基线向量原则：必须选取相对独立基线；选取的基线可以构成闭合几何图形；选取质量最好能构成边数较少的异步环，边长较短的基线向量。平差无约束平差目的：（至少需要提供1个已知点的坐标）判断有无粗差基线，并处理之使符合要求；调整各基线向量观测值权数，使之相匹配；基线向量改正数的绝对值不应超过相应等级的基线长度中误差的3倍。约束平差和联合平差步骤：（至少需要提供2个已知点的坐标）指定平差基准和坐标系；指定起算数据；检验约束平差质量；平差解算；基线改正数的绝对值和经相应无约束平差基线改正数较差不应超过相应等级的基线长度中误差的2倍。质量分析与控制指标：基线向量改正数，用来判断粗差；相邻点中误差和相对中误差，发现问题及时处理。GNSS平差流程GNSS基线计算及高程联测要求基线计算：S=n*m/NGPS网特征条件参数总基线数（同步边）必要基线数独立基线数多余基线数GPS

网特征条件计算公式

B总=S·N·（N-1）/2B

必=n-1B

独=S·（N-1）B

多=B

独-B

必=S·（N-1）-（n-1）（S测段数，n待定点数，m每点设站数，N接收机台数）联测高程要求：A、B级应逐点联测高程，C级根据区域似大地水准面精化要求联测高程，D、E级可依具体情况联测高程。四、高程控制网一等水准网：是控制网骨干，布设于地质稳定地带，沿路面平缓的交通路线布设成闭合环成网状，东部地区周长不大于1600km，西部地区不大于2000km，山区和困难地区可适当放宽。15年复测一次，执行5年；二等水准网：是控制网基础，沿省县公路布设，特殊情况可以跨河跨铁路布设，平原和丘陵地区不大于750km，山区和困难地区可放宽。20年复测一次；三四水准网：直接用于测图和作为工程控制网，是一二等水准控制网的加密，布设成附和路线，环线，结点网形式。单独的三等水准网（四等）附合路线长度不超过150（80）km,环线不超过200（100）Km，同级网结点间距不超过70（30）km,山地放宽不超过1.5倍。埋石布点标石分为基岩水准标石，基本水准标石，普通水准标石3类。基岩水准标石：埋在一等水准结点处，与岩层直接联系，基岩水准点宜选在基岩露头或距地面不深于5m的基岩上。每隔400km左右布设一座，大城市或国家重大工程，以及灾害多发区应增设，基岩较深地区可放宽要求，一个省不少于4座。基本水准标石：埋在一二等水准路线及其结点上，应埋设在坚固岩层中。布设在大中城市两侧或县以下所在地。每隔40km布设一座，发达地区每隔20-30km布设，荒漠60km。普通水准标石：每隔4-8km布设,发达地区2-4km,荒漠10km。应埋在地面稳定，利于观测保存的地点，跨河水准标尺附近，300m以上隧道两侧，以及山区高程变换点附近。埋石图上设计：收集相关资料，图上进行路线规划，路线避免通过大城市等繁闹地区，避免跨过湖沼山河等障碍物。仪器的使用和检定仪器选择：仪器的编号分为ds05、ds1、ds3、ds5分别对应等级水准的偶然中误差0.45、1、3、5mm。Ds的意思是大地水准；用于一二等水准测量的标尺应用因瓦尺（线条式，条码式），三四等水准测量用双面木质尺，一二三四等水准都必须用大地双频gps接收机。仪器检验：作业期间，自动安平光学水准仪和数字水准仪每天检验一次i角，气泡式水准仪每天上下午各检验一次i角，作业开始后7个工作日内，若i角较为稳定，以后每隔15天检验一次。观测要求1温度要求，措施有:测前30分钟放于露天阴影下，测伞遮阳；搬站时盖仪器罩；数字水准仪要预热不少于20次单次测量。2置平要求，气泡式测前应测倾斜螺旋的置平零点作标记，随着气温随时调整零点，自动安平水准仪圆水准器要严格置平。3脚架要求，两脚与路线平行，一脚轮换左右。4标尺要求，仪器与前后标尺尽量呈一直线，不应为了增加标尺读数而把尺垫放于壕坑，高差大地区，要选择长度稳定，标尺名义米长度偏差和分划偶然误差较小的标尺。5调微要求，转动倾斜螺旋和测微螺旋的最后旋动方向均应为旋进。6往返要求，往返测的测站数都为偶数，两次测量应互换标尺，并重整仪器。7其他要求，数字水准仪避免望远镜对准太阳，视线遮挡不要超过标尺在望远镜中截长的20%，只能在厂家规定的温度下测量，确认振动源消失才能测量。8同测段往返测分别在上下午，若干里程的往返测可同时在上午或下午进行，一等不应超过总站数的20%二等不超过总站数的30%。9

日出后日落前半小时内，太阳中天前后2小时不应进行观测。10一二等观测光学水准仪顺序为，往测奇数站：后前前后，偶数站：前后后前，返测相反。数字水准仪：奇数站后前前后，偶数站前后后前，往返测相同。三等后前前后，四等后后前前。因瓦水准尺的基辅差为301550。11

三等中丝法往返测，有光学测微器和线条因瓦尺时也可以用单程双转点，四等中丝法单程，支线用单程双转点或往返测。单程双转点先右后左，每个转点两个尺台相距0.5m.12二等数据处理以测站定权，三等以距离定权。计算高程的方法主要有：高差法和视线高法水准测量精度指标以及误差来源水准测量往返高差不符值或路线闭合差：一等2根号L，二等4根号L，三等12根号L，四等20根号L。.两点间三角高程对向观测高差不符值不大于45根号D。误差来源仪器误差：视准轴和水准轴不平行误差，标尺每米真长误差，标尺之间零点差。外界引起的误差：温度变化对i角的影响，大气垂直折光影响，脚架和尺台升降影响。观测误差：整平误差，照准误差，读数误差。客观因素误差：重力产生的误差等。数字水准仪主要是作业员照准标尺的调焦误差。消除误差：控制观测时间选择观测条件，