卫星定位测量技术规范 DG-TJ08-2121-2013

前言

暋

根据上海市城乡建设和交通委员会关于印发年上海

《暣2011

市工程建设规范和标准设计编制计划第一批的通知沪建交

()暤》(

第号的要求由上海市测绘院等四家单位联合组成

[2011]462),

编制组共同制定了本规范

,。

规范编制组通过调查研究总结卫星定位测量实践经验参

,,

考有关国内标准结合本市实际情况在经广泛征求意见的基础

,,

上制定本规范

,。

规范分六章和五个附录主要内容包括总则术语

《》,:1灡;2灡

符号基本规定静态测量动态测量

;3灡;4灡GNSS;5灡GNSS;

成果转换模型

6灡GNSS。

为进一步完善规范各单位在执行本规范过程中如有意见或

,

建议请与上海市测绘院地址上海市武宁路号邮编

,(:419,:

联系以供今后再次修订时参考

200063),。

主编单位上海市测绘院

:

上海市城市建设设计研究总院

参编单位同济大学

:

上海岩土工程勘察设计研究院有限公司

主要起草人邹俊平季善标郭容寰余美义丁美

:暋暋暋暋暋

王解先褚平进郭春生李海涛邓斌

暋暋暋暋暋

杨欢庆余祖锋

暋

主要审查人沈云中张晓沪许新苗顾顺隆万军

:暋暋暋暋暋

顾建祥王智燏赵峰

暋暋暋

上海市建筑建材业市场管理总站

二一二年十二月

曫

目次

暋

总则………

1暋暋(1)

术语符号…………………

2暋、(2)

术语…………………

暋2灡1暋暋(2)

符号…………………

暋2灡2暋暋(4)

基本规定……………………

3暋(6)

坐标系统………………

暋3灡1暋(6)

坐标转换………………

暋3灡2暋(6)

时间…………………

暋3灡3暋暋(7)

仪器设备………………

暋3灡4暋(7)

静态测量……………

4暋GNSS(8)

一般规定………………

暋4灡1暋(8)

选点及造标…………

暋4灡2暋(10)

控制网联测…………

暋4灡3暋(12)

数据处理……………

暋4灡4暋(15)

技术总结与质量检查………………

暋4灡5暋(18)

成果提交……………

暋4灡6暋(19)

动态测量……………

5暋GNSS(20)

一般规定……………

暋5灡1暋(20)

测前准备……………

暋5灡2暋(21)

测量……………

暋5灡3暋RTD(22)

平面测量………

暋5灡4暋RTK(23)

大地高测量……

暋5灡5暋RTK(26)

数据处理与质量检验………………

暋5灡6暋(28)

成果提交……………

暋5灡7暋(29)

成果转换模型………

6暋GNSS(30)

一般规定……………

暋6灡1暋(30)

坐标成果转换………

暋6灡2暋(31)

正常高转换…………

暋6灡3暋(32)

附录地球椭球和参考椭球的基本几何参数……………

A暋(35)

附录控制点标志规格……………

B暋GNSS(36)

附录城市控制网点之记…………

C暋GNSS(38)

附录城市测量观测手簿…………

D暋GNSS(39)

附录城市测量成果表……………

E暋GNSS(40)

本规范用词说明………………

(41)

引用标准名录…………………

(42)

附条文说明…………………

:(43)

1总则

暋暋

1灡0灡1为统一卫星定位测量的工作原则及技术要求推进卫星

暋,

定位测量技术应用与成果共享保障城市建设管理工作的正确实

,

施制定本规范

,。

1灡0灡2本规范适用于在本市利用卫星定位技术开展的各类测绘

暋

活动包括大地测量摄影测量与遥感地图制图工程测量海

。、、、、

洋测绘等专业领域的卫星定位测量

。

1灡0灡3本规范以中误差作为衡量各等级卫星定位测量精度的标

暋

准并以两倍中误差作为测量极限误差

,。

1灡0灡4本市卫星定位测量应积极采用新技术新方法和新仪器

暋、。

进行卫星定位测量除应符合本规范外还应符合国家行业现行

,、

有关标准的规定

。

1

2术语、符号

暋

2灡1术语

暋暋

2灡1灡1卫星定位测量

暋SurveyingUsingSatellitePositioningSys灢

tem

使用全球导航卫星定位技术建立测量控制网或测量定位等

测绘活动又称测量

,GNSS(GlobalNavigationSatelliteSystem

Survey)。

2灡1灡2系统

暋SHCORSShangHaiContinuouslyOperatingRefer灢

enceStationSystem

由多个连续运行的基准站及计算机网络通信网络

GNSS、、

软件系统等组成用于提供不同精度多种方式定位服务的上海

,、

市连续运行参考站系统

。

2灡1灡3国家大地坐标系

暋2000ChinaGeodeticCoordinateSystem

2000(CGCS2000)

采用参考椭球原点在地心的右手地固直角坐标系

2000,。

我国自年月日起启用国家大地坐标系

200871,2000。

2灡1灡4上海平面坐标系统

暋ShangHaiLocalCoordinateSystem

上海统一采用的独立高斯平面直角坐标系统

。

2灡1灡5吴淞高程系

暋WuSongElevationSystem

上海统一采用的正常高系统

。

2灡1灡6观测时段

暋ObservationSession

测站上开始记录卫星观测数据到停止记录的时间间隔

。

2灡1灡7同步观测

暋SimultaneousObservation

2

两台及以上接收机同时对共同卫星进行观测

。

2灡1灡8同步观测环

暋SimultaneousObservationLoop

三台及以上接收机同步观测所获得的基线向量构成的闭合

环简称同步环

,。

2灡1灡9异步观测环

暋UnsimultaneousObservationLoop

由不同时段的观测基线向量构成的闭合环简称异步环

,。

2灡1灡10独立基线

暋IndependBaseline

线性无关的一组观测基线

。

2灡1灡11广播星历

暋BroadcastEphemeris

卫星实时发播的用来表示不同时刻卫星轨道位置的一组

参数

。

2灡1灡12精密星历

暋PreciseEphemeris

利用全球或区域导航卫星跟踪站网的观测数据经后处理确

,

定的表示卫星在不同时刻轨道精密位置的一组参数

。

2灡1灡13初始化

暋Initial

流动站通过接收相关数据实现对所观测卫星的锁定主要是

,

完成其整周模糊度的解算以获得更高定位精度

,。

2灡1灡14

暋RTDReal灢TimeDifferential

利用伪距差分的实时动态定位

。

2灡1灡15

暋RTKReal灢TimeKinematic

利用载波相位差分的实时动态定位

。

2灡1灡16精密单点定位

暋PrecisePointPositioning(PPP)

利用精密星历和精密钟差采用精细的误差改正模型进行的

,

单点定位

。

2灡1灡17似大地水准面

暋Quasi灢Geoid

从地面点沿正常重力线量取正常高所得端点构成的封闭

3

曲面

。

2灡1灡18高程异常

暋HeightAnomaly

似大地水准面相对于参考椭球面的高度

。

2灡1灡19

暋IGSInternationalGNSSService

国际前地球动力学服务

GNSS(GPS)。

2灡1灡20

暋GLONASSGlobalNavigationSatelliteSystem

俄罗斯全球卫星导航系统

。

2灡1灡21

暋GPSGlobalPositioningSystem

美国全球卫星定位系统

。

2灡1灡22伽利略导航系统

暋GalileoPositioningSysyem

欧盟全球卫星定位系统

。

2灡1灡23北斗卫星导航系统

暋BeiDou(COMPASS)Navigation

SatelliteSystem

中国卫星导航定位系统

。

2灡1灡24

暋RTCMRadioTechnicalCommissionForMaritimeServices

航海无线电技术委员会

。

2灡1灡25信噪比

暋Signal灢To灢NoiseRatio(S/N)

卫星正常信号与噪声的比值

。

2灡1灡26

暋PDOPPositionDilutionOfPrecision

三维位置精度因子

。

2灡2符号

暋暋

a基线长度的固定误差

暋———;

b基线长度的比例误差系数

———;

d相应等级规定的平均边长

———;

d复测基线的长度较差

s———;

4

dV基线改正数方向较差

曶X———X;

dV基线改正数方向较差

曶Y———Y;

dV基线改正数方向较差

曶Z———Z;

Hi曚拟合点检测点的测量高程

———、GNSS;

Hi拟合点检测点的水准测量的高程

———、;

L水准检测线路长度

———;

m控制网的测量中误差

———;

m检核点位中误差

cs———;

N控制网中异步环个数

———;

n闭合环边数测站数点数

———、、;

n重复测量的点数检测点的点数

c———、;

S三角高程测量边长

———;

S重复测量点的平面点位较差或高程较差

曶ci———;

t拟合模型参数个数

———;

V基线向量方向改正数

曶X———X;

V基线向量方向改正数

曶Y———Y;

V基线向量方向改正数

曶Z———Z;

vi拟合点的拟合残差

———;

Vi检测点的高程与水准高程之差

———GNSS;

W同步环异步环或附合线路坐标闭合差

S———、;

W同步环异步环方向坐标闭合差

X———、X;

W同步环异步环方向坐标闭合差

Y———、Y;

W同步环异步环方向坐标闭合差

Z———、Z;

氁基线向量的长度中误差

———;

高程异常中误差

毺———。

5

3基本规定

暋

3灡1坐标系统

暋

3灡1灡1测量原始观测值应采用相应导航卫星系统的坐标

暋GNSS

框架其测量的大地坐标转换成高斯平面坐标时坐标系统应采

。,

用上海平面坐标系统其测量的大地高转换成正常高时高程系

;,

统应采用吴淞高程系

。

3灡1灡2当测量要求采用国家大地坐标系北京

暋GNSS2000、1954

坐标系西安坐标系国家高程基准等不同参考系统

、1980、1985

时应进行转换各参考系的地球椭球和参考椭球基本几何参数

,。

应符合附录的规定

A。

3灡1灡3当采用测量的工程项目要求使用工程坐标系统

暋GNSS

时可根据工程地理位置和平均高程采用任意带高斯正形投影的

,

平面直角坐标系统投影面可采用椭球面或抵偿高程面

,。

3灡2坐标转换

暋

3灡2灡1测量的大地坐标转换成上海平面坐标时宜采用空

暋GNSS,

间七参数转换模型小面积区域可采用平面四参数转换模型

,。

3灡2灡2测量的大地高转换为吴淞高程时宜采用上海似大

暋GNSS,

地水准面精化模型进行高程异常改正小面积区域可采用数学拟

,

合方法建立高程异常模型进行改正

。

3灡2灡3测量成果与国家大地坐标系北京坐标

暋GNSS2000、1954

系及西安坐标系的转换应采用空间七参数转换模型

1980。

3灡2灡4测量需要建立的工程坐标系统应根据工程区域面

暋GNSS

6

积大小采用空间七参数模型或平面四参数模型与上海平面坐标

,

系统建立坐标转换关系

。

3灡3时间

暋暋

3灡3灡1测量原始观测值应采用相应导航卫星系统的系统

暋GNSS

时间记录

。

3灡3灡2测量外业记录应采用北京标准时

暋GNSS(BST)。

3灡4仪器设备

暋

3灡4灡1用于测量的仪器设备应经计量检验合格并在合

暋GNSS,

格有效期内使用

。

3灡4灡2新购置和经过维修的测量仪器设备应在计量检验

暋GNSS

合格后使用

。

7

4GNSS静态测量

暋

4灡1一般规定

暋

4灡1灡1静态测量可用于建立区域高程异常模型基准站建

暋GNSS、

设工程变形测量布设控制网等其中控制网包

、、GNSS。,GNSS

括平面控制网和高程控制网

。

4灡1灡2静态测量用于建立区域高程异常模型和获取正常

暋GNSS

高时应符合本规范第章的有关规定

,6。

4灡1灡3控制网布设应遵循从整体到局部分级布网的原

暋GNSS、

则加密控制网可逐级布网越级布网和布设同级网对

。GNSS、。

符合控制网布点要求的已有控制点应利用其标石

GNSS,。

4灡1灡4控制网相邻点间基线长度精度应按下列公式计算

暋GNSS:

氁a2bd2

=+()(4灡1灡4)

式中氁基线长度中误差

暋———(mm);

a固定误差

———(mm);

b比例误差系数

———(mm/km);

d相应等级规定的平均边长

———(km)。

4灡1灡5控制网按相邻站点的平均距离和精度划分为二

暋GNSS、

三四等及一二三级和图根网各等级控制网的技术要

、、、。GNSS

求应符合表的规定二三四等网相邻点最小边长不宜

4灡1灡5。、、

小于平均边长的最大边长不宜大于平均边长的倍一

1/2;2。、

二三级和图根网相邻点最小边长不宜小于平均边长的最大

、1/4;

边长不宜大于平均边长的倍

4。

8

表4灡1灡5GNSS控制网的主要技术要求

暋

等级平均边长ab-6最弱边相对中误差

(km)(mm)(1暳10)

二等

9曑5曑21/120000

三等

5曑5曑21/80000

四等

2曑10曑51/45000

一级

1曑10曑51/20000

二级

0灡5曑10曑51/10000

三级

0灡3曑10曑101/6000

图根

0灡2曑10曑101/4000

注当边长小于时边长中误差应小于

暋暋:1灡200m,2cm;

特殊工程控制网边长可不受限制但必须满足相应等级的精度要求

2灡,。

4灡1灡6新布设控制网时宜采用站点进行

暋GNSSSHCORS

控制网设计四等及以上控制网宜选用

GNSS。GNSSSHCORS

站点作为起算点提供的观测数据可作为布设各等级控

,SHCORS

制网的观测数据

。

4灡1灡7布设测区首级控制网时应与同等级或高等级控制网进行

暋

联测建立转换关系联测点数应不少于个联测点应均匀

,,2,

分布

。

4灡1灡8控制网由一个或若干个异步观测环构成或者采用

暋GNSS

附合线路的形式构成各等级控制网中每个异步环或附

。GNSS

合线路中的边数应符合表的规定

4灡1灡8。

9

表4灡1灡8异步环或附合线路边数的规定

暋

等级二等三等四等一级二级三级图根

暋暋暋

异步环或附合线路

的边数条曑6曑8曑10曑10曑10曑10曑10

()

4灡1灡9控制网的测量中误差应满足相应等级控制网的基

暋GNSS

线精度要求控制网的测量中误差按下列公式计算

,GNSS:

WW

m1ss

=N暺n(4灡1灡9)

3

式中m控制网的测量中误差

暋———(mm);

N控制网中异步环或附合线路个数

———;

n异步环或附合线路的边数

———;

W异步环或附合线路全长闭合差

s———(mm)。

4灡2选点及造标

暋

4灡2灡1控制网布设选点前应收集测区内和周边地区的相

暋GNSS

关资料资料宜包括

,:

1测区至比例尺地形图

暋1暶5001暶2000;

2测区及周边地区的控制测量资料包括平面控制网和高

暋,

程控制网成果技术设计技术总结点之记等资料

、、、;

3与测区有关的城市规划和近期城市建设发展资料

暋;

4与测区有关的交通地质气象通信和地下水等资料

暋、、、。

4灡2灡2控制网布设应根据项目总体技术精度要求卫星

暋GNSS、、

状况接收机类型和数量结合测区的实际情况以及测区已有的

、,

测量资料进行综合设计必要时还应当进行控制网优化和精度

,

估算

。

4灡2灡3选点应符合下列要求

暋:

10

1选择交通便利并有利于扩展和联测的地点

暋,;

2视场内高度角大于的障碍物不宜超过环视图的

暋15曘1/3;

3点位附近不应有强烈干扰接收卫星信号的干扰源或强烈

暋

反射卫星信号的物体

;

4充分利用符合上述要求的已有控制点

暋。

4灡2灡4控制点命名和编号应符合下列规定

暋GNSS:

1控制点宜采用项目道路单位等名称加编号方式

暋GNSS、、

表示

;

2控制点命名或编号应能反映出此点的等级标识

暋GNSS;

3利用原有旧点位时点名不宜更改

暋,。

4灡2灡5造标应符合下列要求

暋:

1二三四等控制点应埋设永久性测量标志一

暋、、GNSS,、

二三级和图根控制网点可根据项目实际情况埋设临时性

、GNSS

测量标志

;

2测量标志宜采用强制对中装置临时控制点标志可采用

暋,

预制或凿孔现场灌注混凝土埋设标志

;

3采用强制对中装置的控制点标志中心应用铜不锈钢或

暋、

其他耐腐蚀耐磨损的材料制作并应安放正直镶接牢固采用

、,,;

非强制对中装置的控制点标志中心应刻有清晰精细的十字线或

、

圆孔标志规格要求应符合本规范附录的要求

。B;

4造标后应在实地绘制点之记具备拴距条件的拴距不应

暋,,

少于三个方向拴距方向交角宜在之间拴距误差应小

,60曘~150曘,

于对二三四等点不具备拴距条件的应埋设指示标志

10cm;、、,。

点之记绘制应符合本规范附录的规定

C。

4灡2灡6选点与造标结束后应提交控制点点之记控制点选点

暋,、

网图

。

11

4灡3控制网联测

暋

4灡3灡1控制网完成造标后应在稳定坚固后进行联测

暋GNSS,、。

对规模较大的测区应编制作业计划

,。

4灡3灡2控制网应联测不少于个同等级或高等级已有控

暋GNSS2

制点联测的控制点点位应符合本规范第条中控

。4灡2灡3GNSS

制点的选点要求

。

4灡3灡3进行各等级测量选用的接收机应符合表的

暋GNSS4灡3灡3

规定

。

表4灡3灡3GNSS接收机的选用

暋

等级二等三等四等一级二级三级图根

接收机双频及单频及单频及单频及单频及单频及单频及

类型以上以上以上以上以上以上以上

标称曑(5mm曑(5mm曑(10mm曑(10mm曑(10mm曑(10mm曑(10mm

精度+2暳+2暳+5暳+5暳+5暳+10暳+10暳

-6d-6d-6d-6d-6d-6d-6d

10)10)10)10)10)10)10)

同步观

测接收

曒4曒3曒3曒3曒3曒3曒3

机数

4灡3灡4各等级观测的技术要求应符合表的规定

暋GNSS4灡3灡4。

表4灡3灡4GNSS测量各等级的作业的基本技术要求

暋

等级二等三等四等一级二级三级图根

暋暋暋暋暋

静态

曒15曒15曒15曒15曒15曒15曒15

卫星高度角

(曘)快速

静态———曒15曒15曒15曒15

12

续表4灡3灡4

等级二等三等四等一级二级三级图根

暋暋暋暋暋

静态

有效观测曒5曒5曒5曒4曒4曒4曒4

同类卫星数快速

静态———曒5曒5曒5曒5

静态

曒90曒60曒45曒30曒30曒30曒30

时段长度

(min)快速

静态———曒15曒15曒15曒15

静态

10~3010~3010~3010~3010~3010~3010~30

数据采样间隔

(s)快速

静态———5~155~155~155~15

静态

值

PDOP快速<6<6<6<6<6<6<6

静态

4灡3灡5观测的准备工作应符合下列要求

暋GNSS:

1接收设备在使用前应检查电池的容量内存和可

暋GNSS,、

存储空间同时进行通电检验通电检验宜符合下列要求

,,:

电源及工作状态指示灯工作应正常

暋1);

按键和显示系统工作应正常

暋2);

检验接收机锁定卫星时间及信号失锁情况

暋3)。

2接收机天线应安置整平定向标志宜指向正北对

暋GNSS,。

于定向标志不明显的接收机天线可预先设置定向标志

,;

3接收设备选用应符合本规范第条规定各接

暋GNSS4灡3灡3,

收机采样间隔应设置一致

;

4用三脚架安置接收机天线对中误差应小

暋GNSS,

于

3mm;

13

5天线高的量取应精确至测前测后各量测一次两次

暋1mm,,

较差不应大于取平均值作为最终成果较差超限时应查明

3mm,;

原因并记录至观测手簿备注栏内观测手簿格式

,GNSS;GNSS

应符合附录的规定

D;

6接收设备置于楼顶高标或其他设施顶端作业时

暋GNSS、,

应采取加固措施大风天气作业时应采取防风措施

;,。

4灡3灡6控制点上进行观测应符合下列要求

暋GNSS:

1观测过程中应逐项填写观测手簿中的记录项目

暋GNSS,

记录应符合本规范附录的规定

D;

2接收机开始记录数据后应查看测站信息卫星状况实

暋,、、

时定位结果存储介质记录和电源工作情况异常情况应记录至

、,

外业观测手簿异常情况记录栏内

GNSS;

3作业期间使用手机和对讲机时宜远离接收机雷雨天气

暋;

应关机停测并卸下天线

,;

4一个观测时段内不得重新启动