《数字测量》课件汇 第6-14章 距离测量-地下工程测量

第6章

距离测量目录06-5月-242钢尺量距I.电磁波测距III.视距测量II.传感器测距IV.06-5月-243如何确定地面点平面位置？

·天津在哪里？06-5月-244如何确定地面点平面位置？

·距离测量和直线定向也是测量的基本工作之一

·距离测量钢尺(皮尺)量距视距测量电磁波测距大地测量技术GPSVLBISLR【测距轮】【甘特氏测链】06-5月-2456.1钢尺量距6.1.1钢尺量距工具

·钢尺量距利用经检定的钢尺直接量测地面两点间的距离，又称为距离丈量。基本步骤：定线、尺段丈量、成果计算钢尺、标杆、测钎和垂球精密量距时，还需要有弹簧秤、温度计

·钢尺量距的工具06-5月-2466.1钢尺量距6.1.1钢尺量距工具

·钢尺特点用薄钢片制成，宽10～15mm，厚0.2～0.4mm钢尺长度：20m、30m、50m等基本分划为cm；最小分划为mm；m和cm处有数字注记按钢尺零点位置不同，可分为：端点尺

(a)：以尺子的端点(拉环的外边缘)为零；刻划尺

(b)：以尺子的端部某一位置为零刻划。06-5月-2476.1钢尺量距6.1.1钢尺量距工具

·辅助工具测钎：标定尺段标杆：直线定线垂球：用于不平坦地面丈量时将钢尺的端点垂直投影到地面弹簧秤：对钢尺施加规定的拉力温度计：用于测定钢尺量距时温度，对所测距离施加温度改正【测钎】【垂球】【温度计】【弹簧秤】【标杆】分段测量：地面两点之间的距离较长或地形起伏较大时，需要分段直线定线：为了使所量各尺段在同一条直线上，需要将每一尺段首尾的标杆标定在待测直线上，这种在直线方向上标定若干点位的工作按精度可分为：目测标杆定线、经纬仪定线适用于一般钢尺量距首尾点互相通视由远到近定线06-5月-2486.1钢尺量距6.1.2直线定线

·1.目测花杆定线适用于精密钢尺量距A、B两点需通视经纬仪安置在A点，用望远镜纵丝照准B点，上下转动望远镜，指挥标杆像为纵丝平分06-5月-2496.1钢尺量距6.1.2直线定线

·2.经纬仪定线06-5月-24106.1钢尺量距6.1.3钢尺量距的一般方法

·1.平坦地面的距离丈量一般由两个人进行丈量清除待量直线上的障碍物，在直线两端点A、B竖立标杆后尺手持钢尺零端位于A点，前尺手持钢尺的末端和测钎沿AB方向前进，行至一个尺段处停下，拉紧拉平钢尺，前尺手在整尺段分划处插下测钎得到1点，即完成一个尺段余长读数至mm06-5月-241106-5月-24126.1钢尺量距§6.1.3钢尺量距的一般方法

·平坦地面的距离丈量AB测钎lqlllllDAB=nl+q

n为整尺段数l为整尺段长q为余长A、B两点间的水平距离为：06-5月-24136.1钢尺量距6.1.3钢尺量距的一般方法

·1.平坦地面的距离丈量为了防止丈量错误和提高量距的精度，需往、返丈量。返测时钢尺要调头。

往、返丈量距离的相对误差

K为：相对误差为分子为1的分数，相对误差的分母越大，说明量距的精度越高。对图根钢尺量距导线，钢尺量距往返丈量的相对误差不应大于1/3000。当量距相对误差没有超过规定时，取往、返丈量的平均值

06-5月-24146.1钢尺量距§6.1.3钢尺量距的一般方法

·平坦地面的距离丈量一般量距精度要求：K≤1/3000(平坦)，≤1/1000(山区)

例如，A、B两点间用钢尺量距，往测距离为125.468m，返测距离为125.436m，则其相对误差为：在计算相对误差时，因分子为1故只需计算其分母值；计算分母时只需计算出前两位有效数字，后面补零。1)平量法2)斜量法06-5月-24156.1钢尺量距6.1.3钢尺量距的一般方法

·2.倾斜地面的距离丈量1234地面坡度不大时，可将尺子拉平，然后用垂球在地面标出端点。L=l1+l2+……+ln地面坡度比较均匀，可沿斜坡丈量出倾斜距离L，并测出倾斜角

或高差h。ABL

Dh06-5月-24166.1钢尺量距6.1.4钢尺量距的精密方法

·相对误差要求在1/10000以上时一般量距精度只能达到1/1000~1/5000精密方法量距工具：钢尺+弹簧秤+温度计因电磁波测距仪的普及，现在很少使用钢尺应送计量单位或设有比长台的测绘单位检定，并得到尺长方程式钢尺在量距时的实际长度与其名义长度、量距温度的关系方程式尺长方程式：温度为t

时的钢尺实际长度t0温度下,钢尺尺长改正值钢尺名义长度量距时的温度钢尺膨胀系数钢尺检定时的温度(一般为1.15×10-5~

1.25×10-5)06-5月-24176.1钢尺量距6.1.4钢尺量距的精密方法

·精密量距步骤第一步：用经纬仪定线第二步：用串尺法，每尺段串动尺子量3次，用弹簧称控制拉力，并读丈量时的温度。A、B之间的距离=前端尺读数b−后端尺读数a第三步：测量各桩顶高差(利用水准测量测定，以便作倾斜改正)ABab30后前弹簧秤钢尺撑杆弹簧秤钢尺扣环平衡锤06-5月-2418/distance_tools/theb1670_650.jpgThisphotographshowsasurveyorusingatapestretcher.Intheearly1900s,tapeseventuallyreplacedthebarapparatusasthepracticalmeansformeasuringdistances.6.1钢尺量距06-5月-2419Beforetheadventofelectronicdistancemeasuringinstruments,surveyorsusedtapesmadeofanalloycalled"invar,"tomeasurebaselines.

/theodolites/welcome.html#measuring6.1钢尺量距06-5月-24206.1钢尺量距6.1.4钢尺量距的精密方法

·精密量距步骤第四步：量距成果整理对每尺段都要作三项改正：尺长改正温度改正倾斜改正改正后距离：量距精度计算：06-5月-24216.1钢尺量距6.1.4钢尺量距的精密方法

·精密量距计算例【已知】Lt

=30−0.003+1.25×10−5

(t−20)×30m，测量A−1，L1

=29.486m，t1=26.0℃，h1=1.12m，试求：A−1水平距d1【解】：∴d1=L1+ΔLd+ΔLt+ΔLh=29.486−0.0029+0.0022−0.0213=29.464m06-5月-24226.1钢尺量距6.1.5钢尺量距的误差分析及注意事项

·误差来源与削弱尺长误差：钢尺名义长度与实际长度不符，需测出尺长改正值温度误差：钢尺长度随温度而变化，应测定钢尺本身的温度1ºC的温度变化，丈量30m距离的误差为0.4mm(按钢的膨胀系数计算)钢尺倾斜和垂曲误差：高精度量距应加倾斜改正定线误差：所量为折线，结果偏大。目估定线偏差<0.1m，影响极小丈量30m距离，偏差为0.25m时，距离偏大1mm拉力不均匀误差：高精度量距应使用弹簧称控制拉力钢尺对点及读数误差：属偶然误差，丈量时应认真，采用多次丈量06-5月-24236.2视距测量6.2.1视线水平时的视距测量

·视距测量(早期)视距法(subtensemethod)是在测线的一端安置经纬仪，而在另一端水平安置基线横尺或布设短基线，用经纬仪测取基线横尺或短基线所对应的水平角(视差角)，再利用平面三角公式推求测线水平距离的距离测量方法。在电磁波测距仪出现之前，视差法测距常用于较精密的距离测量。/topic/surveying06-5月-24246.2视距测量6.2.1视线水平时的视距测量

·视距测量一种间接测距方法，它是利用望远镜内十字丝分划板上的视距丝(上、下丝)及标尺(水准尺)，根据光学原理同时测定两地面点间水平距离和高差的一种简易方法特点：同时测定两点的水平距离和高差操作方便，速度快测距精度1：300，低于钢尺量距高差精度低于水准测量适用于模拟法地形测量的碎部测量视距丝十字丝06-5月-24256.2视距测量6.2.1视线水平时的视距测量计算

·计算原理望远镜十字丝分划板上有二条短的横丝称为视距丝，它们与仪器中心形成一个固定角

φ。上、下丝读数之差称为视距间隔用l

表示，所以l=下丝读数−上丝读数。水平距D的大小与l成正比。物镜中心到仪器中心的距离望远镜物镜焦距上、下视距丝间距06-5月-24266.2视距测量6.2.1视线水平时的视距测量

·计算原理∆n′m′F∽∆NMF►d/f=l/p

►d=f/p*lA、B间水平距离：D=d+f+δ=f/p*l+(f+δ

)物镜中心到仪器中心的距离望远镜物镜焦距上、下视距丝间距06-5月-24276.2视距测量6.2.1视线水平时的视距测量

·计算原理A、B间水平距离：D=d+f+δ=f/p*l+(f+δ

)物镜中心到仪器中心的距离望远镜物镜焦距上、下视距丝间距K视距乘常数，通常为100C视距加常数，接近于零06-5月-24286.2视距测量6.2.1视线水平时的视距测量

·计算公式水平距计算公式

DAB=Kl=100(下丝−上丝)

其中，K为视距乘常数等于100

高差计算公式hAB=i−υ

其中，i为仪器高，υ

为中丝读数06-5月-24296.2视距测量6.2.2视线倾斜时的视距测量

·计算原理假设水准尺绕与望远镜视线的交点旋转α

角后，就能与视线垂直；φ角很小，可忽视。水平距计算公式

DAB=Klcos2α

其中，α为垂直角

高差计算公式hAB=DABtgα+i−υ

其中，i为仪器高，υ

为中丝读数06-5月-24306.2视距测量

·计算公式6.2.2视线倾斜时的视距测量ABDNMLDtanαihABSα06-5月-2431【已知】HA=142.60m，经纬仪上丝读数为0.900m，下丝读数为1.900m，υ

=1.40m，i=1.40m，α=−11º29'。试求：DAB，hAB和HB

【解】

DAB=Klcos2α=100(1.900−0.900)

cos2(−11º29')=96.04m

hAB=DABtgα+i−υ

=96.04tg(−11º29')+1.40−1.40=−19.51mHB=HA+hAB=142.60−19.51=123.09m6.2视距测量

·计算例6.2.2视线倾斜时的视距测量06-5月-24326.2视距测量

·观测步骤6.2.3视距测量的观测与计算在测站点A上安置经纬仪，对中、整平后，量取仪器高i，在待测点B上竖立水准尺

转动仪器照准部，照准B点上竖立的水准尺，先将中丝照准尺上i处附近，并将上丝对准附近一整分米数，由上、下丝读数直接读取视距用中丝对仪器高(以使i−υ=0)，调竖盘指标水准管气泡居中(有竖盘指标自动补偿器的经纬仪，无需此项操作)，读取竖盘读数，再计算竖直角将有关数据代人公式，即可计算得到相应的水平距离和高差06-5月-24336.2视距测量

·记录计算表6.2.3视距测量的观测与计算视距测量记录计算表06-5月-24346.3光电测距

·测距方法的发展6.3.1光电测距仪的测距原理钢尺量距：劳动强度大、工作效率低，精度不高视距测量：迅速、简便，精度较低光电测距仪(Geodimeter)：20世纪40年代：1948年瑞典物理学家伯哥斯崔德(ErikBergstrand)提出

采用白炽灯、高压汞灯等光源，仪器较重、需夜间观测、观测距离40km1957年：第一台微波测距仪由南非的沃德利(T.L.Wadley)设计并开发使用

观测距离达80km20世纪60年代：激光成为光源20世纪90年代：全站仪的出现电磁波测距(Electro-magneticDistanceMeasuring,EDM)利用电磁波(光波或微波)作为载波传输测距信号微波测距仪、光电测距仪(普通光测距仪、激光测距仪、红外测距仪)06-5月-2435

·光电测距仪的分类6.3.1光电测距仪的测距原理按测定载波传播时间方式：脉冲式、相位式按测程：短程、中程、远程按精度：I、II、III级测程分类仪器种类短程光电测距仪中程光电测距仪远程光电测距仪测程(km)<33~15>15精度±(5mm+5×10-6D)±(5mm+2×10-6D)±(5mm+1×10-6D)光源红外光源(GaAs发光二极管)红外光源(GaAs发光二极管)激光光源(激光光源)He-Ne激光器*GaAs(砷化镓)【发光二极管，LED】*Helium–neon(氦氖)【氦氖激光器】6.3光电测距06-5月-2436早期光电测距仪(1959年，50kg)6.3.1光电测距仪的测距原理

·光电测距仪6.3光电测距06-5月-2437后期光电测距仪(1966年)Frontandbackviews

·光电测距仪6.3.1光电测距仪的测距原理6.3光电测距06-5月-2438

·光电测距仪6.3.1光电测距仪的测距原理美国地质勘探局科学家使用光电测距仪测量圣海伦斯山的北麓(USGSPhotographtakenonMay4,1980,byC.DanMiller.)6.3光电测距06-5月-2439

·微波测距仪6.3.1光电测距仪的测距原理【微波测距仪M/RA1】1959年由南非科学与工业研究委员会的

沃德利(TrevorLloydWadley)发明6.3光电测距1962年的微波测距仪(9kg)1970年代微波(1.7kg)06-5月-2440

·微波测距仪6.3.1光电测距仪的测距原理6.3光电测距06-5月-2441

·微波测距仪6.3.1光电测距仪的测距原理6.3光电测距06-5月-24423.电磁波测量

·记录计算表§3.1光电测距仪的测距原理CA1000

型微波测距仪，广泛应用在20世纪70～80年代06-5月-2443

·测距原理6.3.1光电测距仪的测距原理LReflectorLengthofmeasuredpathis2xL测定光波的往返时间t，计算被测距离D被测距离电磁波在大气中的传播速度(3×108m/s)电磁波在被测距离上一次往返传播的时间式中：c=c0/nc0：真空中的光度(299792458m/s±1.2m/s)n：大气折射率(n≥1)

光波波长、测线上大气温度/气压/湿度的函数6.3光电测距06-5月-2444

·测距原理6.3.1光电测距仪的测距原理由距离D的计算式（6-16）可知，测距精度主要取决于时间t的测定精度，由于，当要求测距误差dD＜1㎝时，时间测定精度dt要求准确到6.7×10-11s，现今直接测量时间难以达到这样高的精度。因此，时间的测定一般采用间接测量的方式来实现。间接测定时间的方法有相位法。

·1.脉冲法测距【LeicaDI3000测距仪】脉冲法测距是指由测距仪的发射系统发出光脉冲，经反射棱镜反射后，又回到测距仪而被其接收系统接收，测出这一光脉冲往返所需时间间隔，进而求得距离。由于钟脉冲计数器的频率所限，所以测距精度只能达到0.6-1m。此法常用在激光雷达、微波雷达等远距离测距上。20世纪80年代，出现了将测线上往返的时间延迟△t变成电信号，对一个精密电容进行充电,同时记录充电次数，然后用电容放电来测定△t的方法，这种方法的测量精度可达到毫米级。06-5月-2445

·2.相位法测距6.3.1光电测距仪的测距原理

06-5月-2446

·2.相位法测距6.3.1光电测距仪的测距原理

相当于钢尺测距的尺长06-5月-2447

·2.相位法测距6.3.1光电测距仪的测距原理测距仪的测相装置（相位计）只能分辨出0-2π的相位变化，故只能测出不足整周（2π）的尾数相位值，而不能测定整周数N，这样相位法测距公式（6-20）将产生多值解。只有当待测距离小于测尺长度时才有确定的距离值。又由于仪器测相装置的测相精度一般小于1/1000，故测尺越长测距误差越大。人们通过在相位式光电测距仪中设置多个测尺，用各测尺分别测距，然后将测距结果组合起来的方法来解决距离的多值解问题。在仪器的多个测尺中，称长度最短的测尺为精测尺，其余为粗测尺。用精测尺测定距离的尾数，以保证测距的精度，用粗测尺测定距离的大数，以满足测程的需要。例如：某测程为1km的光电测距仪设置了10m和1000m两把测尺，以10m作精尺，显示米及米以下的距离值，以1000m作粗尺，显示百米位、十米位距离值。如实测距离为386.118m，则粗测尺测距结果：380，精测尺测距结果：6.118，显示距离值：386.118m。06-5月-2448

·ND3000红外测距仪6.3.1光电测距仪的测距原理电池外接电源插口电源开关显示屏数据接口粗瞄器望远镜目镜望远镜目镜调焦螺旋垂直制动螺旋垂直微动螺旋水平调整螺钉6.3光电测距06-5月-2449

·ND3000红外测距仪6.3.1光电测距仪的测距原理6.3光电测距6.3.2全站仪测距图6-10

STS-722全站仪6.3光电测距全站仪种类、型号很多，全站仪测距的基本操作大同小异。本节以三鼎STS-720系列全站仪为例（图6-10）。STS-720是2013年三鼎光电为专业工程测量推出的全站仪系列。免棱镜测程350m，单棱镜5000m，测距精度2mm+2ppm。精选简化的测量程序，IP55级防固的坚毅机身，为工程测量量身设计。绝对编码测角、激光免棱镜测角，保证测量的速度与精度。

06-5月-24516.3.2全站仪测距全站仪种类、型号很多，全站仪测距的基本操作大同小异。本节以三鼎STS-720系列全站仪为例（图6-10）。STS-720是2013年三鼎光电为专业工程测量推出的全站仪系列。免棱镜测程350m，单棱镜5000m，测距精度2mm+2ppm。精选简化的测量程序，IP55级防固的坚毅机身，为工程测量量身设计。绝对编码测角、激光免棱镜测角，保证测量的速度与精度。6.3光电测距图6-10

STS-722全站仪06-5月-24526.3.2全站仪测距将仪器安装在三脚架上，精确整平和对中，以保证测量成果的精度。(1)架设三脚架，将全站仪安置在架头上。(2)全站仪开机，移动两个三脚架腿使激光点对好测站点标志中心。(3)通过伸缩三脚架腿使圆水准器气泡居中。(4)检查激光点对中，如激光点没对好测站点标志中心，松开中心连接螺旋，仪器在架头移动精确对中。(5)调三个脚螺旋使长水准管气泡在互相垂直的两个方向均居中。(6)最后再检查激光点是否对好测站点标志中心。6.3光电测距

·1.安置仪器06-5月-24536.3.2全站仪测距（1）对准明亮地方，旋转目镜筒，调焦看清十字丝。（2）利用望远镜上瞄准器内的三角形标志的顶尖瞄准目标点，制动仪器。（3）利用望远镜调焦螺旋使目标成像清晰。6.3光电测距

·2.瞄准目标

·3.EDM设置（1）设置EDM模式（2）设置目标类型（3）设置棱镜常数（4）设置气象数据06-5月-24546.3.2全站仪测距图6-15为基本测量界面，基本测量分两页显示和两页功能菜单，包括了所有常用的测量功能，如角度测量、距离测量以及坐标测量。按[F1]翻到第2页，按[F2]“测量”键，约1秒钟后，屏幕上就会显示斜距、平距。6.3光电测距

·4.距离测量06-5月-2455

·测距仪的标定精度6.3.4光电测距的误差分析测距仪距离计算公式：利用误差传播规律可求得D的方差：被测距离电磁波在真空中的传播速度大气折射率电磁波频率不足一整尺段之余数测距仪加常数6.3光电测距06-5月-24566.3光电测距

·测距仪的标定精度6.3.4光电测距的误差分析利用误差传播规律可求得D的方差：比例误差：C0、f、n的误差与距离成正比固定误差：∆N、K的误差与距离无关可写成常用经验公式：

mD=±(a+bD)如：如三鼎STS-720系列全站仪的标称精度可按式（6-24）表示为±（2mm+2Dppm）。1ppm=1mm/1km=1×10-6，即每测量1km的距离将产生1mm的比例误差06-5月-24576.3光电测距

·测距仪的误差6.3.4光电测距的误差分析主要有三种：固定误差，比例误差及周期误差固定误差：与被测距离无关，主要包括仪器对中误差、仪器加常数测定误差及测相误差。比例误差：与被测距离成正比，主要包括：大气折射率的误差，在测线一端或两端测定的气象因素不能完全代表整个测线上平均气象因素。调制光频率测定误差，调制光频率决定测尺的长度。周期误差：由于送到仪器内部数字检相器不仅有测距信号，还有仪器内部的窜扰信号，而测距信号的相位随距离值在0~360º内变化，因而合成信号的相位误差大小也以测尺为周期而变化，故称周期误差。06-5月-24586.3.4光电测距的误差分析

6.3光电测距

·对光电测距的误差进行简要分析

06-5月-24596.3.4光电测距的误差分析

6.3光电测距

·对光电测距的误差进行简要分析06-5月-24606.3.4光电测距的误差分析

6.3光电测距

·对光电测距的误差进行简要分析（5）仪器对中误差光电测距是测定测距仪中心至反射棱镜中心的距离，因此仪器对中误差包括测距仪的对中误差和反射棱镜的对中误差。用经过校准的光学对中器对中，此项误差一般不大于2㎜。06-5月-24616.4传感器测距6.4.1激光测距

随着测绘技术的发展，除了钢尺量距、视距测量以及光电测距等常规测距方法之外，还有多种传感器测距（Sensorsdistancemeasuring）方法，例如：激光（Laserdistancesensors）测距、雷达（Radarsensors）测距、超声波（Ultrasonicdistancesensors）测距等。激光测距是以激光器作为光源进行测距（图6-16）。根据激光工作的方式分为连续激光器和脉冲激光器。图6-16

激光测距仪06-5月-24626.4传感器测距6.4.1激光测距氦氖、氩离子、氪镉等气体连续激光器用于相位式激光测距；双异质砷化镓半导体激光器用于红外测距；红宝石、钕玻璃等固体激光器用于脉冲式激光测距。特点：激光具有高强度、高度方向性、空间同调性、窄带宽和高度单色性等优点，加上电子线路半导体化和集成化，激光测距仪比光电测距仪的测距精度更高。06-5月-24636.4传感器测距6.4.1激光测距激光干涉仪（laserinterferometer）是以稳频氦氖激光为光源构成的干涉测距系统。激光干涉仪的测距精度可以达到微米级，以激光跟踪仪LaserTrackerSystem为代表（图6-17），可用于高精度的距离测量。图6-17API激光跟踪仪06-5月-24646.4传感器测距6.4.2雷达测距雷达测距是通过发射电磁波照准目标，根据电磁波频率的衰减时间和反射回来衰减时间，计算目标距离。雷达测距仪（如图6-18所示）根据电磁波的波长不同分为微波雷达、毫米波雷达、厘米波雷达等多种。毫米波雷达兼有微波雷达和光电雷达的一些优点，同厘米波导引头相比，毫米波导引头具有体积小、质量轻和空间分辨率高的特点。与红外、激光、电视等光学导引头相比，毫米波导引头穿透雾、烟、灰尘的能力强，具有全天候全天时的特点。图6-18

雷达测距传感器06-5月-24656.4传感器测距

6.4.3超声波测距由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超声波经常用于距离的测量。超声波测距仪（如图6-19所示）根据超声波发生器不同可以分为两大类：一类是用电气方式产生超声波，一类是用机械方式产生超声波。电气方式包括压电型、磁致伸缩型和电动型等；机械方式有加尔统笛、液哨和气流旋笛等。图6-19

超声波测距传感器7控制测量本章目录控制测量概述I.GNSS控制测量II.导线测量III.三角形网测量IV.交会定点V.06-5月-2468

7.1.1控制测量基本概念7.1控制测量概述测量工作是由测量人员用测量仪器在外界环境下进行的，测量条件决定了测量误差是不可避免的，所以必须采取一定的测量程序和方法，即遵循一定的测量实施原则，以防止误差的积累。为了防止误差的积累，提高测量精度，在实际测量工作中必须遵循“从整体到局部，先控制后碎部，由高级到低级”的测量基本原则，即首先在测区内选择一些具有控制意义的点（称为控制点），由控制点组成的几何图形称为控制网，对控制网进行布设、观测、计算，确定控制点位置的工作称为控制测量。用相对精确的测量方法和数据处理方法，在统一坐标系中，确定这些控制点的平面坐标和高程，然后以它为基础来测定其他地面点的点位或进行施工放样。控制测量所提供的控制点成果具有统一的坐标系统和高程系统，全国各局部地区的测量工作可分期分批进行，分期分批所测地形图可以相互拼接共同使用。控制测量为地形图测绘和各种工程测量提供控制基础和起算基准。控制测量在国民经济建设中也具有重要作用，它为地学科学研究、空间技术及宇宙航行提供了控制基础。

·1.控制测量的目的06-5月-2469

7.1.1控制测量基本概念按其测量工作的内容不同，可分为平面控制测量和高程控制测量。测定控制点平面位置的工作，称为平面控制测量；测定控制点高程的工作，称为高程控制测量。在传统测量工作中，平面控制网与高程控制网通常分别单独布设；目前，有时候也将两种控制网合起来布设成三维控制网。按其范围和用途不同，测量控制网可分为四大类：全球测量控制网、国家测量控制网、城市测量控制网和工程测量控制网。按精度高低划分为等与级两种规格，各个等级有不同的精度指标与技术要求。国家平面控制测量和高程控制测量都是分为一、二、三、四等4个等级。直接服务于大比例尺测图和工程测量的平面控制网的精度、等次由高向低依次划分为二、三、四等，级次由高向低依次划分为一、二、三级；高程控制测量精度等级的划分，依次为二、三、四、五等。

·2.控制测量的分类7.1控制测量概述06-5月-24707.1.1控制测量基本概念控制测量应遵循“从高级到低级、由整体到局部、逐级控制、逐级加密”的原则。首先在全国范围内布设一系列控制点形成首级控制网，用最精密的仪器和严密的方法，测定其平面坐标和高程，而后再先急后缓、分期分区逐级布设低一级控制网。这样，就形成了控制等级系列，在点位精度上逐级降低，在点的密度上逐级加大。只有按这个原则开展控制测量才能确保平面坐标和高程系统的统一，同级控制网的规格和精度比较均衡，点位误差的积累得到有效的控制。各等级控制网的布网形式、技术要求、实施方法和精度要求，都在国家和行业测量“规范”中作了明确规定。国家和行业测量规范是保障测绘成果质量的技术法规，在各种测绘工作中必须严格执行。

·3.控制测量应遵循的原则7.1控制测量概述06-5月-24717.1.1控制测量基本概念（1）技术设计控制测量的技术设计主要包括精度指标的确定和控制网的网形设计。在实际工作中，控制网的等级和精度标准应根据测区大小和控制网的用途来确定。当测区范围较大时，为了既能使控制网形成一个整体，又能相互独立地进行工作，必须采用“从整体到局部，分级布网，逐级控制”的布网程序。若测区面积不大，也可布设同级全面网。控制网网形设计是在收集测区已有地形图、已有控制点成果及测区的人文、地理、气象、交通、电力等资料的基础上，进行控制网的图上设计。首先在地形图上标出测区范围和已有的控制点，再根据测量任务对控制网的具体要求，结合地形条件在图上选定控制点的位置并形成控制网的形式，然后到实地踏勘，判明图上标定的已知点是否与实地相符，并查明标石是否完好；查看图上预选的路线和控制点点位是否满足控制点选点要求，对不满足选点要求的点需做调整并在图上标明。

·4.控制测量的作业流程7.1控制测量概述06-5月-2472

7.1.1控制测量基本概念（2）选点、埋石根据图上设计的控制网方案，到实地选定控制点的最适宜位置。控制点点位应满足：点位稳定，等级控制点应能长期保存；视野开阔，便于扩展、加密和观测。经选点确定的控制点点位，要进行标石埋设，将它们在地面上固定下来。控制点的测量成果是以标石中心的标志为准的，因此要根据控制网的等级及测量任务的需要在实地埋设相应的标石。标石用石料、钢筋混凝土等材料制成，在顶面中嵌入金属标志，其几何中心表示点位。

·4.控制测量的作业流程7.1控制测量概述06-5月-2473

·二、三等平面控制点标石埋设图06-5月-2474

·一、二级平面控制点标石埋设图06-5月-2475

·二、三等水准点标石埋设图06-5月-2476

·四等水准点标石埋设图06-5月-2477

7.1.1控制测量基本概念（3）观测。用测量仪器采集控制点之间由边长、方向、高差或GNSS基线等观测量。（4）数据处理包括对观测数据的检查、平差计算，求出控制点的坐标和高程并评定其精度。（5）成果验收与上交根据相关测量规范对控制测量观测资料和最后成果进行检查验收，以确保提交的成果可靠，并依据测绘成果验收标准，评定成果的优级。

·4.控制测量的作业流程7.1控制测量概述06-5月-2478

7.1.2平面控制测量平面控制网的建立，可采用卫星定位测量、卫星定位实时动态测量、导线测量、三角形网测量和交会测量等方法。必要时，还要进行天文测量。GNSS控制测量和导线测量是最常用方法。7.1控制测量概述

·1．国家平面控制网在全国范围内建立的控制网，称为国家控制网。国家平面控制网由国家测绘部门用精密仪器和精密测量方法按一、二、三、四等四个等级，由高级向低级逐级布设。06-5月-2479

·国家平面控制网示意图06-5月-2480

7.1.2平面控制测量首先在全国范围内建立一等三角锁作为国家平面控制网的框架，一等三角锁沿经线和纬线布设成纵横交错的三角锁系，锁长200-250km，构成120个锁环，一等三角锁由近于等边的三角形组成，平均边长20-30km。二等三角网有两种布网形式，一种是由纵横交叉的两条二等基本锁将一等锁环划分成4个大致相等的部分，这4个空白部分用二等补充网填充，称纵横锁系布网方案；另一种是在一等锁环内布设全面二等三角网，称全面布网方案。二等基本锁的边长为20-25km，二等三角网的平均边长为13km。一等锁的两端和二等网的中间，都要测定起算边长、天文经纬度和方位角。国家一、二等网合称为天文大地网。我国天文大地网于1951年开始布设，1961年基本完成，1975年修补测工作全部结束。三、四等三角网是二等三角网的进一步加密，有插网和插点两种形式。三等网平均边长8km，测角中误差不大于±1.8″。四等平均边长2-6km，测角中误差不大于±2.5″，用以满足测图和各项工程建设的需要。

·1．国家平面控制网7.1控制测量概述06-5月-2481

7.1.2平面控制测量我国的国家平面控制网主要采用三角测量方法布设，在西部困难地区采用精密导线测量法布设。“2000国家GNSS大地控制网”由国家测绘局布设的高精度GNSSA、B级网,总参测绘局布设的GNSS一、二级网，中国地震局、总参测绘局、中国科学院、国家测绘局共建的中国地壳运动观测网组成。该控制网整合了上述三个大型的、有重要影响力的GNSS观测网的成果，共2609个点。通过联合处理将其归于一个坐标参考框架，形成了紧密的联系体系，可满足现代测量技术对地心坐标的需求，是2000国家大地坐标系的框架点。

·1．国家平面控制网7.1控制测量概述06-5月-2482

7.1.2平面控制测量在城市或厂矿地区，一般是在国家平面控制点的基础上，根据测区大小和施工测量的要求，布设不同等级的城市平面控制网。城市平面控制网是国家平面控制网的继续和发展。它可以直接为城市大比例尺测图、城市规划、市政建设、施工管理、沉降观测等提供平面控制点。《工程测量标准》（GB50026-2020）规定，平面控制网的精度，按高低划分为等与级两种规格。等次由高向低依次划分为二、三、四等，级次由高向低依次划分为一、二、三级。平面控制网的建立，可采用卫星定位测量、卫星定位实时动态测量、导线测量、三角形网测量等方法。卫星定位测量，适用于二、三、四等和一、二级控制网的建立；卫星定位实时动态测量，适用于一、二、三级控制网的建立；导线测量适用于三、四等和一、二、三级控制网的建立；三角形网测量，适用于二、三、四等和一、二级控制网的建立。

·2．城市平面控制网7.1控制测量概述06-5月-2483

·导线测量的主要技术要求06-5月-2484

全站仪图根导线测量的技术指标注：（1）α为比例系数，取值宜为1，当采用1:500、1:1000比例尺测图时，α值可在1～2之间选用。（2）M为测图比例尺的分母；但对于工矿区现状图测量，不论测图比例尺大小，M均应取值为500。（3）隐蔽或施测困难地区导线相对闭合差可放宽，但不应大于1/（1000）。直接供测绘地形图使用的控制点称为图根控制点(mappingcontrolpoint)，简称图根点。图根导线测量的主要技术要求应符合表7-2的规定。06-5月-2485

7.1.2平面控制测量平面控制网的布设，应遵循下列原则：（1）首级控制网的布设，应因地制宜且要兼顾网的拓展；当与国家坐标系统联测时，还应顾及联测方案。（2）首级控制网的等级，应根据工程规模、控制网的用途和精度要求确定。（3）加密控制网，可越级布设或同等级扩展。

·2．城市平面控制网7.1控制测量概述06-5月-2486

7.1.2平面控制测量在面积为15km2以内的小地区范围，为大比例尺测图和某项工程建设而建立的控制网，称为小地区控制网。小区域平面控制网主要采用GNSS测量和导线测量方法布设。相对于国家和城市控制测量，小区域平面控制测量的工作区域比较小，在此区域范围内可不必考虑地球曲率对水平角和水平距离影响的范围。小区域平面控制测量应尽可能与国家或城市平面控制网进行联测，即将国家或城市控制点的平面坐标作为小区域平面控制网的起算数据。如果测区内或附近没有国家或城市平面控制点，也可建立独立平面控制网。

·3．小区域平面控制网7.1控制测量概述06-5月-2487

7.1.3高程控制测量高程控制测量的方法有水准测量、电磁波测距三角高程测量和卫星定位高程测量。高程控制测量精度等级的划分，依次为一、二、三、四、五等。各等级高程控制宜采用水准测量，四等及以下等级可采用电磁波测距三角高程测量，五等也可采用卫星定位高程测量。在全国范围内，由一系列按国家统一规范测定的水准点构成的网称为国家水准网。水准点上设有固定标志，以便长期保存，为国家各项建设和科学研究提供高程资料。国家水准网按一、二、三、四等四个等级布设，如图7-6所示。一等水准网是国家高程控制的骨干，沿地质构造稳定和坡度平缓的交通线布满全国；二等水准网是国家高程控制网的全面基础，一般沿铁路、公路和河流布设。二等水准环线布设在一等水准环内。沿一、二等水准路线还要进行重力测量，提供重力改正数据。一、二等水准环线要定期复测，检查水准点的高程变化供研究地壳垂直运动用。7.1控制测量概述06-5月-2488

·国家高程控制网示意图06-5月-2489

7.1.3高程控制测量三、四等水准网是二等水准网的进一步加密，直接为各种测图和工程建设提供必需的高程控制点。三等水准环长度不超过300km；四等水准一般布设为附合在高等级水准点上的附合路线，其长度不超过80km。全国各地的高程，都是根据国家水准网的水准点高程测算的。为城市建设需要建立的高程控制网称为城市高程控制网，城市高程控制网一般应与国家高程控制网联测。按城市范围的大小，可分为二、三、四等以及直接供测图使用的等外水准测量（图根水准测量）。随着全站仪的普及，电磁波测距三角高程测量可以达到四等水准测量的精度，所以，在山区、城市及小地区高程控制测量中，使用全站仪进行的三角高程测量被广泛采用。7.1控制测量概述06-5月-24907.2GNSS控制测量全球导航卫星系统（GlobalNavigationSatelliteSystem，GNSS）,是能在地球表面或近地空间的任何地点为用户提供全天候的三维坐标和速度以及时间信息的空基无线电导航定位系统。具有定位精度高、作业速度快、费用省、相邻点无需通视、不受天气条件的影响等诸多常规技术不可比拟的优点，因而它在控制测量领域得到了广泛的应用，成为一种利用高新技术进行定位的控制测量方法。全球卫星导航系统国际委员会公布的全球4大卫星导航系统供应商，包括中国的北斗卫星导航系统（BDS）、美国的全球定位系统（GPS）、俄罗斯的格洛纳斯卫星导航系统（GLONASS）和欧盟的伽利略卫星导航系统（GALILEO）。其中GPS是世界上第一个建立并用于导航定位的全球系统，BDS是中国自主建设运行的全球卫星导航系统，为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务。

·GNSS概述06-5月-2491中国北斗系统是党中央决策实施的国家重大科技工程。工程自1994年启动，2000年完成北斗一号系统建设，2012年完成北斗二号系统建设。2020年，北斗三号全球卫星导航系统建成暨开通仪式7月31日上午在北京举行,中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平出席仪式，宣布北斗三号全球卫星导航系统正式开通。北斗三号全球卫星导航系统的建成开通，充分体现了我国社会主义制度集中力量办大事的政治优势，对提升我国综合国力，对推动疫情防控常态化条件下我国经济发展和民生改善，对推动当前国际经济形势下我国对外开放，对进一步增强民族自信心、努力实现“两个一百年”奋斗目标，具有十分重要的意义。26年来，参与北斗系统研制建设的全体人员迎难而上、敢打硬仗、接续奋斗，发扬“两弹一星”精神，培育了新时代北斗精神。北斗三号全球卫星导航系统全面建成并开通服务，标志着工程“三步走”发展战略取得决战决胜，我国成为世界上第三个独立拥有全球卫星导航系统的国家。

·GNSS概述7.2GNSS控制测量06-5月-24921）空间段北斗系统空间段由若干地球静止轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星和中圆地球轨道卫星等组成。2）地面段北斗系统地面段包括主控站、时间同步/注入站和监测站等若干地面站，以及星间链路运行管理设施。3）用户段北斗系统用户段包括北斗兼容其他卫星导航系统的芯片、模块、天线等基础产品，以及终端产品、应用系统与应用服务等。

·北斗系统的组成7.2GNSS控制测量06-5月-2493

7.2.1GNSS定位的基本原理由距离交会点位的原理，在二维平面上需要两个边长就能确定另一点，而在三维空间里就需要三条边长确定第三点。GNSS的定位原理也是基于距离交会定位原理确定点位的。利用固定于地球表面的三个以上的地面点（控制站）可交会确定出天空中的卫星位置，反之利用三个及以上卫星的已知空间位置又可交会出地面未知点（GNSS接收机天线中心）的位置。这就是GNSS定位的基本原理。7.2GNSS控制测量06-5月-2494

·GNSS定位原理如图7-7所示，设在地面上的三个已知点P1、P2、P3和待定点P，在其上对卫星S1、S2、S3和进行同步观测，测得距离S11、S21、S31和SP1，则可由三个距离S11、S21、S31确定出卫星S1的位置，同理可确定出卫星S2、S3的空间位置以及相应的距离SP2、SP3，则待定点P的位置可由三个卫星（位置已知，可以更多）的距离SP1、SP2、SP3交会而确定。06-5月-2495

7.2.2GNSS定位方法依据测距的原理，GNSS定位方法主要有伪距法定位、载波相位测量定位以及差分GNSS定位等。对于待定点来说，根据其运动状态又可分为静态定位和动态定位。静态定位指的是把GNSS接收机安置于固定不动的待定点上，进行数分钟及更长时间的观测，以确定出该点的三维坐标，所以又称绝对静态定位。若以两台及以上的接收机安置在不同的测站上，通过一定时间的观测，可以确定出这些待定点上接收机天线之间的相对位置（坐标差），故又称静态定位。若待定点相对于周围固定点的位置有课觉察的运动，确定这些运动的待定点的位置就是动态定位。本节介绍的是GNSS的静态定位。7.2GNSS控制测量06-5月-2496（1）《全球定位系统(GPS)测量规范》（GB/T18314-2009）规定，GNSS测量按照精度和用途不同划分为A、B、C、D、E五个等级。各级GNSS测量的主要用途列于表7-3中。

·1．GNSS测量的精度等级及其主要技术指标

7.2.3

GNSS网的精度和布网形式7.2GNSS控制测量表7-3各级GNSS测量的主要用途06-5月-2497

表7-4卫星定位测量控制网的主要技术指标（2）《工程测量标准》（GB50026-2020）规定，GNSS测量按照精度和用途不同划分为二、三、四等和一、二级。各等级卫星定位测量控制网的主要技术指标，应符合表7-4的规定。06-5月-2498（2）《工程测量标准》（GB50026-2020）规定，GNSS测量按照精度和用途不同划分为二、三、四等和一、二级。各等级卫星定位测量控制网的主要技术指标，应符合表7-4的规定。1）各等级控制网的基线精度，按式7-1计算：式中，σ为基线长度中误差（mm）；A为固定误差（mm）；B为比例误差系数（mm/km）；d为基线平均长度（km）。2）控制网的测量中误差，按式7-2计算：式中，m为控制网的测量中误差（mm）；N为控制网中异步环的个数；n为异步环的边数；W为—异步环环线全长闭合差(mm)。3）控制网的测量中误差应满足相应等级控制网的基线精度要求，并应符合下式的要求：06-5月-2499（1）GNSS测量中的几个基本概念1）观测时段从测站上开始接收卫星信号起至停止观测间的连续工作时间段，简称时段。其持续的时间称为时段长度。时段是GNSS测量中的基本单位。不同等级的GNSS测量对时段数及时段长度均有不同的要求。2）同步观测同步观测是指两台或两台以上的GNSS接收机对同一组卫星信号进行的观测。只有进行同步观测，才能保证卫星星历误差、卫星钟钟差、电离层延迟等误差的强相关性，才有可能通过在接收机间求差来消除或大幅度削弱这些误差。因此，同步观测是进行相对定位时必须遵循的一条原则。

·2．GNSS网的布网形式

7.2.3

GNSS网的精度和布网形式7.2GNSS控制测量06-5月-24100（1）GNSS测量中的几个基本概念3）同步观测环和同步环检验三台或三台以上的GNSS接收机进行同步观测所获得的基线向量构成的闭合环，简称同步环。同步环闭合差从理论上讲应等于零，但由于计算环中各基线向量时所用的观测资料实际上并不严格相同，数据处理软件不够完善以及计算过程中舍入误差等原因，同步环闭合差实际上并不为零。同步环闭合差可以从某一侧面反映GNSS测量的质量，故有些规范中规定要进行同步环闭合差的检验。但是由于许多误差（如对中误差、量取天线高时出现的粗差等）无法在同步环闭合差中得以反映，因此，即使同步环闭合差很小也不意味着GNSS测量的质量一定很好，故有些规范中不作此项检验。

·2．GNSS网的布网形式

7.2.3

GNSS网的精度和布网形式7.2GNSS控制测量06-5月-24101（1）GNSS测量中的几个基本概念4）异步观测环异步观测环是指由非同步观测获得的基线所构成的闭合环。可根据GNSS测量的精度要求，为异步环闭合差制定一个合适的限差（GNSS测量规范中已作了相应的规定）。这样，用户就能通过此项检验较为科学地评定GNSS测量的质量。与同步环检验相比，异步环检验能更加充分地暴露出基线向量中存在的问题，更客观地反映GNSS测量的质量。5）独立基线GNSS控制网中相互之间不能构成检核条件的边，称为独立基线。N台GNSSS接收机同步观测可得到基线边条数J为：J=N(N-1)/2,独立基线数DJ为：DJ=N-1。除独立基线外的其它基线叫非独立基线，总基线数与独立基线之差即为非独立基线数。

·2．GNSS网的布网形式

7.2.3

GNSS网的精度和布网形式7.2GNSS控制测量06-5月-24102（2）GNSS网布设方式GNSS网的布设灵活，根据工程的精度要求和交通状况等采用不同的布网方式，一般的GNSS网布设方式有以下几种：1）跟踪站式用若干台GNSS接收机长期固定在测站上，进行常年不间断的观测，这种布网方式称为跟踪站式。用这种方式布设的网有很高的精度和框架基准特性，而对普通的GNSS网一般不采用这种观测时间长、成本高的布网方式。2）会战式一次组织多台GNSS接收机，集中在不太长的时间内共同作业。在观测时，所有接收机在同一时间里分别在一批测站上观测多天或较长时段，在完成一批点后所有接收机再迁至下一批测站，我们把这种方法称为会战式布网。这种网的各基线都进行了较长时间和多时段的观测，具有特高的尺度精度，一般在布设A、B级GNSS网时采用此法。

·2．GNSS网的布网形式

7.2.3

GNSS网的精度和布网形式7.2GNSS控制测量06-5月-24103（2）GNSS网布设方式3）多基准站式把几台接收机在一段时间里固定在某几个测站上进行长时间的观测，而另几台接收机流动作业进行同步观测，我们把固定不动的测站成为基准站，如图7-8所示。这种GNSS网由于各基准站之间的观测时间较长，有较高的定位精度，可起到控制整个GNSS网的作用，加上其他流动站之间不但有自身的基线相连，还和基准站也存在同步基线，故这样网有较好的图形强度。该法适用于布设C、D级GNSS网。

·2．GNSS网的布网形式

7.2.3

GNSS网的精度和布网形式7.2GNSS控制测量06-5月-24104（2）GNSS网布设方式4）同步图形扩展式这是在布设GNSS网时最常用的方式，就是把多台接收机在不同的测站上进行同步观测，完成一个时段的观测后再把其中的几台接收机搬至下几个测站，在作业时，不同的同步图形之间有若干公共点相连。这种布网方式具有测量速度快、方法简单、图形强度较好等优点，是主要的GNSS布网形式。如图7-9所示，根据相邻两个同步图形之间公共点的多少，又分为：①点连式：相邻两个同步图形之间有一个公共点相连。②边连式：相邻两个同步图形之间有一条边相连。③网连式：相邻两个同步图形之间有3个及3个以上的公共点相连。④混连式：一般来说，单独采用以上哪一种方式都是不可取的，在实际工作时，是根据情况灵活采用几种方式作业，这就是所谓的混连式。

·2．GNSS网的布网形式

7.2.3

GNSS网的精度和布网形式7.2GNSS控制测量06-5月-24105

·同步图形扩展式06-5月-24106（2）GNSS网布设方式5）星形布网方式这是用一台接收机作为基准站，在某个测站上进行连续观测，而其他接收机在基准站周围流动观测，每到一站即开机，结束后即迁站，也即不强求流动的接收机之间必须同步观测。这样测得的同步基线就构成了一个以基准站为中心的星形，故称星形布网方式。这种方式布网效率高，但图形强度弱，可靠性较差。

·2．GNSS网的布网形式

7.2.3

GNSS网的精度和布网形式7.2GNSS控制测量06-5月-24107（3）GNSS网的图形设计原则1）GNSS网应根据测区实际需要和交通状况进行设计。GNSS网的点间不要求通视，但应考虑下一步采用常规测量方法加密时的需要，每点应有一个以上的通视方向。2）在GNSS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，宜采用原有坐标系统。应充分利用符合GNSS网布点要求的原控制点。3）各等级控制网应由独立观测边构成一个或若干个闭合环或附合路线，构成闭合环或附合路线的边数不宜多于6条。4）各等级控制网中独立基线的观测总数，不宜少于必要观测基线数的1.5倍。5）为求定GNSS点在地面坐标系的坐标，应在地面坐标系中选定起算数据和联测原有地方控制点若干个。首级网布设时，宜联测2个以上国家高等级控制点、国家连续运行参考站点或地方坐标系的高等级控制点。6）为了求得GNSS网点的正常高，应进行水准测量的高程联测，并应按下列要求实施：①高程联测应采用不低与四等水准测量与其精度相当的方法进行；②平原地区，高程联测点应不少于5个点，并应均匀分布于网中；③丘陵或山地，高程联测点应按测区地形特征，适当增加高程联测点其点数不宜少于10个点；④GNSS点高程(正常高)经计算分析后符合精度要求的可供测图或一般工程测量使用。

·2．GNSS网的布网形式

7.2.3

GNSS网的精度和布网形式7.2GNSS控制测量06-5月-24108卫星定位测量控制点位的选定，应符合下列要求：（1）点位应选在土质坚实、稳固可靠、易于长期保存的地方，同时要利于加密和扩展，每个控制点至少应有一个通视方向。（2）点位要求视野开阔，高度角在15°以上的范围内，应无障碍物；点位附近不应有强烈干扰接收卫星信号的干扰源或强烈反射卫星信号的物体，距大功率无线电发射源宜大于200m，距高压输电线路或微波信号传输通道宜大于50m。（3）充分利用符合要求的旧有控制点。（4）按要求做好控制点埋石，并绘制点之记。

·1.选点与埋石

7.2.4

GNSS网的外业观测7.2GNSS控制测量06-5月-24109GNSS网的技术设计完成后，准备好GNSS接收机和各种必要的设备并进行必要的检查，根据测区的地理地形条件和交通情况安排好每天的工作计划和调度命令，就可进行外业观。卫星定位测量测站作业，应满足下列要求：（1）观测前，应对接收机进行预热和静置，同时应检查电池的容量、接收机的内存和可储存空间是否充足。（2）天线安置的对中误差，不应大于2mm；天线高的量取应精确至1mm。（3）观测中，应避免在接收机近旁使用无线电通讯工具，并应防止人员和其他物体触碰天线或阻挡卫星信号。（4）雷雨天气时，应停止作业。（5）作业过程中不得进行接收机关闭又重新启动、改变卫星截止高度角、改变数据采样间隔和改变天线位置等操作。（6）作业同时，应做好测站记录，包括控制点点名、接收机序列号、仪器高、开关机时间等相关的测站信息，并记录在观测手簿上（见表7-5）。

·2.外业观测

7.2.4

GNSS网的外业观测7.2GNSS控制测量06-5月-24110

·GNSS外业观测记录手簿06-5月-24111

表7-6卫星定位测量控制网测量作业的基本技术要求《工程测量标准》（GB50026-2020）规定，静态测量卫星定位接收机的选用及其观测的技术要求应符合表7-6的规定。06-5月-241121)数据传输：GNSS接收机在野外所采集的观测数据是存储在接收机的内部存储器上的，在完成观测后，如果要对数据进行处理，就必须首先将其下载到计算机中。2)格式转换：下载到计算机中的数据是按GNSS接收机的专有格式存储的，一般为二进制文件。通常，只有厂商所提供的数据处理软件能够直接读取这种数据以进行处理。当采用第三方软件进行数据处理时，该数据处理软件有可能无法读取该格式的数据，则需要事先通过格式转换，将下载的原始观测数据转换为所采用数据处理软件能够直接读取的数据格式，如常用的RINEX格式的数据。

·1.数据预处理7.2.5卫星定位测量数据处理7.2GNSS控制测量卫星定位测量数据处理过程：数据预处理，基线解算，GNSS网平差。06-5月-241131)数据检查：将原始观测数据导入数据处理软件后，首先需对数据进行检查，检查观测文件，检查观测时段长，复核点名、天线类型、天线量高取方式、天线高等信息。2)基线解算设置：基线解算模式选择，对流层、电离层、多路径等改正模型设置，卫星截止高度角设置，误差设置等各种解算参数设置，以及对卫星数据的剔除。3)解算基线：按设置好的参数和解算模式软件自动解算。一般工程控制网采用广播星历和随机商用软件。当基线长度大于30km或需要高精度处理时，比如铁路工程中的CPO网，应采用精密星历和长基线解算专用计算软件(如GAMIT)。基线长度小于15km应采用双差固定解；15km以上的基线可在双差固定解和双差浮点解中选择最优结果；30km以上的基线宜采用三差解。

·2.基线解算

7.2.5

卫星定位测量数据处理7.2GNSS控制测量06-5月-241144)基线质量检查：基线解算结果并不能马上用于后续的处理，还必须对其质量进行评估，只有质量合格的基线才能用于后续的处理。若基线解算结果质量不合格，则需要对基线进行重新解算或重新测量。基线质量检查主要有：①基线固定解质量：Ratio值、RDOP值、基线单位权方差、观测值残差RMS等。②数据剔除率：被删除观测值的数量与观测值的总数的比值。一般应满足规范中规定的剔除率小于10%。

·2.基线解算

7.2.5

卫星定位测量数据处理7.2GNSS控制测量06-5月-241154)基线质量检查：③同步环闭合差检验：同步环闭合差是由同步观测基线所组成的闭合环的闭合差。同步环各坐标分量闭合差及环线全长闭合差，应满足（7-4）～（7-8）式的要求：

·2.基线解算

7.2.5

卫星定位测量数据处理式中：n——同步环中基线边的个数；WX、WY、WZ——同步环环坐标分量闭合差（mm）；W——同步环环线全长闭合差（mm）。如果同步环闭合差越限，则说明组成同步环的基线中至少存在一条基线向量是错误的，但反过来，如果同步环闭合差没有超限，还不能说明组成同步环的所有基线在质量上均合格。如果采用批处理进行基线向量解算时，基线向量合格后也可不用进行同步环闭合差检验。7.2GNSS控制测量06-5月-241164)基线质量检查：④异步环闭合差检验：不是完全由同步观测基线所组成的闭合环称为异步环。异步环或附合线路各坐标分量闭合差及全长闭合差，应满足（7-9）～（7-13）式的要求：

·2.基线解算

7.2.5

卫星定位测量数据处理当异步环闭合差不满足限差要求时，则表明组成异步环的基线向量中至少有一条基线向量的质量不合格，要确定出哪些基线向量的质量不合格，可以通过综合分析多个相邻的异步环或重复基线来进行。7.2GNSS控制测量06-5月-241174)基线质量检查：⑤重复基线的长度较差检验：重复基线长应满足：（7-14）当同步环、异步环或附合路线、复测基线中的观测数据不能满足检核要求时，应对成果进行全面分析，并舍弃不合格基线后重新构成异步环，应保证舍弃基线后，所构成异步环的边数不应超过6条。否则，应重测该基线或有关的同步图形。

·2.基线解算

7.2.5

卫星定位测量数据处理7.2GNSS控制测量06-5月-24118(1)选取基线构网：选取独立基线或合格基线构网，理论上应选取相互独立的基线构网。但在工程实践中，若基线采用商用软件进行解算，也可选取所有质量合格的基线构网。(2)无约束平差卫星定位测量控制网的无约束平差，应符合下列规定：1)选用与导航定位卫星系统一致的坐标系进行三维无约束平差，并提供各观测点在该坐标系中的三维坐标、各基线向量三个坐标差观测值的改正数、基线长度、基线方位及相关的精度信息等。2)无约束平差的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。在无约束平差中，网的几何形状完全取决于基线向量，而与外部起算数据无关，因此，无约束平差结果实际上也完全取决于基线向量。所以，无约束平差结果质量的优劣，以及在平差过程中所反映出的观测值间几何不一致性的大小，都是观测值本身质量的真实反映。由于GNSS网无约束平差的这一特点，一方面，通过无约束平差所得到的网精度指标被作为衡量其内符合精度的指标，另一方面，通过无约束平差所反映出的观测值的质量，又被作为判断粗差观测值及进行相应处理的依据。若无约束平差的基线向量改正数的绝对值超过相应等级的基线长度中误差的3倍，则认为所对应基线向量或其附近的基线向量可能存在质量问题，应对基线进行重新解算或重新补测，直至合格。

·3.GNSS网平差

7.2.5

卫星定位测量数据处理7.2GNSS控制测量06-5月-24119(3)约束平差：无约束平差合格后，引入会使网