GPS控制测量作业指导书

工程治理部GPS掌握测量作业指导书一、前言 1二、GPS掌握测量概述 1三、GPS掌握测量技术设计的内容和步骤 3〔一、收集和分析测区经济地理等状况以及已有的测绘成果成图资料 3〔二、确定所承受的坐标系及起算数据 4〔三、掌握网的网形设计 4〔四、局部GPS点的水准联测方案的制定 6〔五、技术设计书大致包括以下内容： 6四、GPS掌握网布设 6〔一、野外选点 6〔二、埋石 7〔三、布设特点 7〔四、布网原则 9〔五、提高GPS网牢靠性的方法 10〔六、提高GPS网精度的方法 11〔七、布设GPS网时起算点的选取与分布 11〔八、布设GPS网时起算边长的选取与分布 11〔九、布设GPS网时起算方位的选取与分布 12五、GPS掌握网布设方案 12〔一、同步网〔环〕 12〔二、异步网〔环〕 12六、GPS基线解算 15〔一、GPS基线结算的观测值 15〔二、基线解算〔平差〕 15〔三、基线解算阶段的质量掌握指标 15〔四、影响GPS基线解算结果的几个因素 17〔五、影响GPS基线结算结果因素的应对措施 18〔六、基线精化处理的有力工具-残差图 19〔七、GPS基线的解算的过程 19七、GPS基线向量网平差 20〔一、GPS网平差的分类 20〔二、GPS网平差的过程 21八、GPS掌握测量技术总结 22〔一、技术总结的作用 23〔二、技术总结的内容 23一、前言GPS二、GPS掌握网的优化设计，选点与埋石，外业观测，成果检核，数据处理，编制报告。和牢靠性等要求的状况下，尽可能地削减经费、时间和人力的消耗。因此，对其各阶段的工作，都要细心设计、组织和实施。的实施方法、观测时间、作业要求和成果的处理方法。《全球定位系统〔GPS〕GPSA、B、C、D、E1C、DE和观测。表1 GPS网的精度标准级别级别ABCDE工程/mm≤5≤8≤10≤10≤101比例误差系数≤0.1≤1≤5≤10≤20/km10015521/km1000250401510/km3007015~1010~55~2等级平均距离〔km〕a(mm)等级平均距离〔km〕a(mm)接收机类型标称精度观测量至少有同步观测接收机数ABCDE3007010~155~100.2~5≤5≤8≤10≤10≤10≤0.1≤1≤5≤10≤20双频/全波长双频双频或单频双频或单频双频或单频≤≤≤≤≤〔10mm+2〔10mm+5〔10mm+5〔10mm+5〔10mm+5×10-6×d〕×10-6×d〕×10-6×d〕×10-6×d〕×10-6×d〕L1、L2L1、L2L1、L2L1、L2L1、L2载波相位载波相位载波相位载波相位载波相位≥5≥4≥4≥3≥22≤5≤6≤6≤8≤10≥10≥15≥15≥15≥15≥20≥9≥6≥4≥4≥6≥4≥2≥1.6≥1.6≥540≥240≥60≥45≥40最简独立环和附和路线的边数最简独立环和附和路线的边数卫星截至高度角〔°〕有效观测卫星总数观测时段数时段长度min〔静态〕时间采样间303010~3010~3010~30s〔静态〕时段内任一卫星有效观≥15≥15≥15≥15≥15测时间min(静态)〔一、收集和分析测区经济地理等状况以及已有的测绘成果成图资料3测区的气象、地址、交通等状况对于选点、埋石及制定观测打算也很重要，1：1万国家基本图及大比例尺地形图对于图上设计、实地选点、野外作业时必不行少的资料。〔二、确定所承受的坐标系及起算数据GPSGPSGPSGPS〔假设两类掌握网的平面1/10~1/20万时。〔三、掌握网的网形设计掌握点的位置及网形可在1：1~5万比例尺的国家根本图上进展设计。以往对三角网对每个三角形的内角大小均有限制，除了抢占制高点外，有时还须借助于建立高标。对于观测方向较多的中点多边形的中点位置更是难以确定。固然，对于面积较小、边长较短的周密边角掌握网，相对说来解决通视问题就简洁些。定点位，再来组织网形，为便于观测和使用，GPS点选在交通便利简洁到达的地方，尽量避开在山顶和河边设点。图上设计的仅是概略的点位，在实地选点时可在图上初选点的四周GPSGPSGPS多地包括一些符合条件的已有掌握网点〔城市或工程掌握网点及国家网点〕。这样不仅可GPS进展坐标系之间的转换。与此同时，在选点过程中应按所需的密度来进展布点。如确定分两级布网，须先做首级网网形设计，首级网点应布满整个测区，但可疏密有4致。然后再做同期施测的次级网点的网形设计。GPSGPSGPS个多边形闭合环组成，且相邻闭合环之间依边连接的图形。在此，每条边代表两台GPS接收机在该边两端点上同步连测所得的一个独立基线向量。假设在一个测段内，同步连测的接收机多于两台〔mm＞2m-1GPSm-1了不应有的观测值，少了则错失了有用的观测值。为此，在安排观测纲要时，应依据设计GPSGPS度掌握网宜承受有三边形组成的网形，为增加多于观测值，甚至还需加测对角线。对于大4~5GPS6验觉察基线向量观测值中可能存在的粗差的力量就会降低。除了会降低牢靠性以外，还由于多于观测值的削减而影响网的精度。在两个已有的GPSGPS6即使在外形狭长的线路GPS掌握网中，每两个相邻异步环之间最好还是承受边连式〔两环之间有两个公共点，而不宜承受点连式〔两环之间一个公共点。由于有公共边毗加野外工作量的条件下，却能获得一样的多余观测数。GPSGPSGPS5GPS〔四GPSGPS定位测量不仅能得出GPS点的平面位置，还能得出大地高。但是大地高是以所〔正常高〕。为此需对局部GPSGPSGPSGPSGPSGPS测定这些点之间的高差。〔五、技术设计书大致包括以下内容：〔接收机标称精度、一测段的观测时间、定位方式、边长规格等；内、外业承受的仪器设备、人工及计算软件；平差计算方案、预期精度；经费预算；各种设计图表。四、GPS〔一、野外选点了解和争论测区状况，如交通、通讯、供电、气象以及原有的掌握点状况。GPS对网的精度和牢靠性也不会产生任何影响。GPS点的选定不以相邻点间的通视为先决条6件，但应当保证能顺当接收到不受干扰的卫星信号。具体而言应符合下述要求：15°；③尽量避开大面积水域，以减弱多路经误差的影响；GPS在城市建筑区，常因平地上的点位难以确保其长期性而选在楼顶，此时应选择已有肯定的建筑年月、不再会有沉降的较结实的建筑物的楼顶，标石的埋设应与混凝土梁柱固连。如GPSGPSGPS〔不肯定是相邻点〕1~2个点通视，则有利于用常规技术加密低级网点。但对于间距较大的首级GPS网点，而且加密次级网仍承受GPS1~2个通视方向。案等级也便于今后对掌握点位的查找和使用。GPS甚稳定而产生的影响。〔二、埋石点位选定后，按《标准》规定的规格埋设标石，并进展标记，绘制掌握点点之记。〔三、布设特点GPS7了极大的便利。GPS1、GPS接收机采集的是接收天线至卫星的距离和卫星星历等数据，要求向上通视不强求点间通视。2、GPS掌握网淡化了“分级布网、逐级掌握”的布网原则。在城镇及矿区范围布设GPSCDE以往用常规技术测设掌握网时，遵循的是分级布网、逐级掌握的原则，例如城市三角网分为二、三、四等，平均边长由长到短依次为9km、5km、2km，测角中误差依次为±1＂、±1.8＂及±2.5＂。各个等级的三角网的精度指标以最弱边边长相对中误差来衡量，1/121/81/4.51/2GPS不必分成那么多的等级，对于较小的城市和工程掌握网，可以承受全面布设。承受长短保证所需的密度；又能以长边为掌握来限制误差的累积，提高整网的精度。对于较大的掌握GPS依据经济建设的需要分期、分区地逐步加密局部的次级网。在首级网中已顾及了远期进展的需要，加密网则随用随测。从而大大降低建网初期的费用，是经费投入更加合理、富有成效。3、GPSGPS4、掌握点的位置是彼此独立直接测定的，因此，有关误差的传播和积存关系发生了变化，最弱边、最弱点的概念已不重要。5CM，相8定相对点位精度，除了设定一端点不含有误差外，还应选定该点上某个方向的方位角不含的参考方位不同而不同。这样做更切合实际。5cm2km1/41/4.54.4cm。假设去另一个参考方位，则待评定点的相对点位中误差的方向与边长方向一般并不全都，假设设纵横向方向上的中误差数值相等，于是5cm的点位中误差所相应的边3.5cm1/5.7GPS10mm+2×10-6D，对于1/141/251/32〔GPS观测值经过平差后精度还会GPSGPS测段内观测较长的时间，使首级网与次级网精度上有肯定的匹配，假设是首级网获得超常的高精度，则在加密网中起始数据的误差影响就小的无视不计。〔四、布网原则1GPSGPS所测得的三维坐标，属于WGS-84世界大地坐标系。为了将它们转换成国家或GPSGPS于两个，且要求联测点分布均匀、具有较高的点位精度。2、利用已有水准点联测GPSGPS9GPS〔多项式曲面拟合或多面函数拟合〕拟合出测区的拟大地水准面，内查出其他GPS3、网点，GPS网内各点虽不要求通视，但应有利于常规测量方法进展加密掌握时应用。4、网形，GPS网应通过一个或假设干同步观测环构成闭合图形，以增加检和条件，提高网的牢靠性。〔五GPS1、增加观测期数〔增加独立基线数〕〔时段数由于，随着观测期数的增加，所测的独立基线数就会增加，而独立基线数的增加，对网的牢靠性的提高是格外有益的。2、保证肯定的重复设站次数GPS操作误差和错误。3、保证每个测站至少与三条以上的独立基线相连，这样可以使得测站具有较高的牢靠GPS有关，点上所连接的基线数越多，点的牢靠性则越高。46GPSGPS〔基线向量〕质量的最正确方法是异步环闭合差，10而随着组成异步环的基线向量数的增加，其检验质量的力量将逐步下降。〔六GPS同步观测，已获得它们间的直接观测基线。2、为提高整个GPS网的精度，可以在全面网之上布设框架网，以框架网作为整个GPS364GPSGPS〔基线向量〕一同进展联合平差，或将它们作为起算边长。/正高，则须在布网时，选定肯定布在网中的四周，将整个网包含在其中。6GPS〔七GPSGPS要求所布设的GPS网的成果完全与旧成果吻合，则一般可选3-5个起算点，这样既可以GPSGPS的起算点分布在网中一侧的状况。〔八GPSGPS3-5GPS殊。11〔九GPSGPSGPS网中的任意位置。五、GPSGPS线相连接构成的整体图形。〔一、同步网〔环〕环在图２－１中，图〔ａ、图〔ｂ、图〔ｃ〕和图〔ｄ〕分别是有２台、３台、４台接收机进展同步观测室的几何图形。均称同步网。(a) (b) (c)图2-1同步网

(d)图中同步观测点的数目为ｎ，则网中同步边〔基线〕的总数为：Ｓ＝1ｎ〔ｎ－１〕2〔ｎ－１〕条独立基线，其余基线为非独立基线。当ｎ≥３时，多条基线可以围成多变形闭合环，称为同步环，其个数为：ｋ＝ｓ－〔ｎ－１〕＝1ｎ〔ｎ－１〔ｎ－２〕2利用同步环所产生的坐标闭合差，可以评判同步网的观测质量。〔二、异步网〔环〕12ＧＰＳ掌握点的数目多于同步观测的接收机台数时，就必需在不同时段观测多个同步网。由多个同步网相互联结的ＧＰＳ网。称异步网。的网形构造和观测时段设计亲热相关。〔非独立基线〕数量连式和网连式。1、点连式2-22-2点连式异步网2-2〔a〕中共有11个点，用21、53212212，其中独立基线1022-2〔b〕中共有10个点，用351、3、5、7、921511596132-2〔c〕中共有15个点，用45个时段作同步观测。有513014162、边连式12-3图图2-3 边连式异步网2-3〔a〕3111111112-3〔b〕477环、173、混连式2-42-4混连式异步网4、网连式142-3〔a〕322-3〔b〕的空白41〔观测时段〕时，应考虑接收机的数量和精度、工作量大小、卫星运行状态、测区需要、车辆调度、迁站时间等多方面因素进展权衡，做出最正确选择。六、GPS〔一、GPS的原始观测值分别在测站和卫星间求差后所得到的观测值。〔二、基线解算〔平差〕参数的和基线向量的实数解〔浮动解平差解算，解求出基线向量的最终解-整数解〔固定解。1、单位权方差因子VTVTPVf其中：VP；N实质单位方差因子又成为参考因子。2、数据剔除率在基线结算时，假设观测值得改正数大于某一个阈值时，则认为该观测值有粗差，则15需要将其剔除。被剔除观测值的数量与观测值的总数比值，就是所谓的数据剔除率。GPS质量越差。3、RATLO次最小/RMS最小指标取决于多种因素，即与观测值的质量有关，也与观测条件的好坏有关。4、RDOPtr(Q)所谓RDOP值指的是在基线结算时待定参数的协因数阵的积〔tr〔Q〕的平方根，既RDOP=(tr(Q))1/2RDOP值的大小与基线位置和卫星在空间中的几何分布及运行轨迹〔即RDOPRDOPRDOP说明白GPS卫星的状态对相对定位的影响，既取决于观测条件的好坏，他不受观测值质量好坏的影响。5、RMSn 1RMS〔Rootn 1其中：VP；nRMS〔观测期间卫星分布图形〕的好坏的影响。1