GPS技術(shù)設(shè)計說明書——章貢區(qū)E級GPS網(wǎng)觀測技術(shù)設(shè)計1、 項目概要委托單位名稱：章貢區(qū)人民政府委托測繪任務(wù)要求：為了滿足章貢區(qū)第二次土地資源詳查工作的需要，章貢區(qū)人民政府委托我校在中心城區(qū)進行測量，測制1：500數(shù)字化地籍圖近50平方公里，具體范圍由章貢區(qū)土管局圈定；雙方于2011年4月8日簽訂了測繪合同，要求在2011年12月底完成。為完成本次測圖任務(wù)需要布設(shè)一控制網(wǎng)，要求1個月內(nèi)完成。2、 測區(qū)概況簡述；章貢區(qū)位于江西省南部、贛州市中偏西北部，北緯25°4016〃?25°5856〃、東經(jīng)114°4644〃?115°3'40〃間。東、南、北與贛縣接壤，西與南康市、贛州經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)相鄰，總面積375.52平方千米。2009年底，轄水東、水南、水西、沙石、沙河5個鎮(zhèn)和贛江、解放、南外、東外4個街道辦事處，共57個行政村，48個街道社區(qū)居民委員會和10個鎮(zhèn)轄居民委員會。3、 已有資料的來源及分析、利用論證（依資料編寫）；1、 有等級控制點：①測區(qū)附近有國家二等三角點：3個，經(jīng)檢測精度符合要求后可做為四等平面控制的起算點使用。②測區(qū)附近有國家II等水準點2個，經(jīng)檢測精度符合要求后可做為四等水準的起算點使用。2、 2010年衛(wèi)星遙感圖可作為測區(qū)的設(shè)計、工作計劃用圖。4、 坐標系統(tǒng)的選擇及處理方法的論證，起始數(shù)據(jù)的數(shù)量和處理；GPS單點定位的坐標以及相對中解算的基線向量屬于WGS-84大地坐標，而章貢區(qū)選擇的是北京54坐標系統(tǒng)。GPS測量結(jié)果要通過坐標轉(zhuǎn)換，利用測區(qū)原有的資料：“測區(qū)附近的國家二等三角點3個（經(jīng)檢測精度符合要求后可做為四等平面控制的起算點使用），測區(qū)附近有國家II等水準點2個（經(jīng)檢測精度符合要求后可做為四等水準的起算點使用）”。通過控制網(wǎng)的聯(lián)測這3個平面控制點和2個高程水準點。在利用已知重合點的三維直角坐標將GPS點的WGS-84坐標轉(zhuǎn)換為國家坐標系（北京1954）中的坐標。5、 GPS網(wǎng)點的圖形及基本連接方法；GPS網(wǎng)結(jié)構(gòu)特征的測算，點位布設(shè)圖的繪制；一、GPS基線向量網(wǎng)的圖形設(shè)計1、圖形設(shè)計的原則網(wǎng)的圖形設(shè)計主要是取決于工程的具體要求，但是同時必須考慮經(jīng)費、時間和人力的消耗以及接收機數(shù)量和后勤保障條件等，在滿足精度要求的前提下將消耗減至最低。具體而言，通常要遵循下列原則：（1） GPS網(wǎng)應(yīng)盡量采用獨立觀測邊構(gòu)成閉合圖形，如三角形、多邊形或附合線路，這樣來增加檢核條件以提高網(wǎng)的可靠性。（2） 觀測站點網(wǎng)點應(yīng)盡量與原有的地面控制網(wǎng)點相重合，重合點一般不應(yīng)少于3個（不足時應(yīng)聯(lián)測），且在網(wǎng)中應(yīng)分布均勻，以利于可靠地確定GPS網(wǎng)與地面網(wǎng)之間的轉(zhuǎn)換系數(shù)。同時亦應(yīng)考慮與水準點相重合，而非重合點應(yīng)根據(jù)要求以水準測量方法（或相當精度的方法）進行聯(lián)測，或在網(wǎng)中布設(shè)一定密度的水準聯(lián)測點，以提高高程測量的精度。（3） 觀測站點一般應(yīng)設(shè)在視野開闊和交通便利的地方以利于觀測及水準聯(lián)測，同時為了便于與經(jīng)典方法聯(lián)測或擴展，必須考慮在GPS網(wǎng)點附近布設(shè)一些通視良好的方位點，以建立聯(lián)測方向。方位點與觀測站的距離，一般應(yīng)大于300m。2、基本圖形的選擇根據(jù)GPS網(wǎng)的測量的不同用途，GPS網(wǎng)的獨立觀測邊，應(yīng)構(gòu)成一定的幾何圖形，圖形的基本形式如下：（1） 三角形網(wǎng)GPS網(wǎng)中的三角形邊由獨立觀測邊組成。根據(jù)經(jīng)典測量可知，這種圖形的幾何圖形幾何結(jié)構(gòu)強，具有良好的自檢能力，能夠有效的發(fā)現(xiàn)觀測成果的粗差，以保障網(wǎng)的可靠性。同時，經(jīng)平差后網(wǎng)中相鄰點間基線向量的精度分布均勻。但其觀測工作量較大，尤其當接收機數(shù)量較少時，將使觀測工作的總時間大為延長，因此通常只有當網(wǎng)的精度和可靠性要求較高，接收機數(shù)目在三臺以上時，才單獨采用這種圖形，如下圖所示：（2） 環(huán)形網(wǎng)環(huán)形網(wǎng)是由若干含有多條獨立觀測邊的閉合環(huán)組成的網(wǎng)，這種圖形與經(jīng)典測量中的導線相似，圖形的結(jié)構(gòu)比三角形稍差。此時閉合環(huán)中所含基線邊的數(shù)量決定了網(wǎng)的自檢能力和可靠性。如下圖所示：一般來說，閉合環(huán)中包含的基線邊不能超過一定的數(shù)量。根據(jù)GB/T18314-2001全球定位系統(tǒng)（GPS）觀測規(guī)范，對閉合環(huán)中基線的邊數(shù)有以下限制：閉合環(huán)中基線邊邊數(shù)的限值級 另UCDE閉合環(huán)或附合路線的邊數(shù)W6W8W10環(huán)形網(wǎng)的優(yōu)點是觀測工作量較小，且具有較好的自檢性和可靠性，其缺點主要是，非直接觀測的基線邊（或間接邊）精度較直接觀測邊低，相鄰點間的基線精度分布不均勻。作為環(huán)形網(wǎng)特例，在實際工作中還可以按照網(wǎng)的用途和實際情況，采用所謂附合線路。這種附合線路與經(jīng)典測量中的附合導線相似。采用這種圖形的條件是，附合線路兩端點間的已知基線向量，必須具有較高的精度，另外，附合線路所包含的基線邊數(shù)，也不能超過一定的限制。6、技術(shù)依據(jù)及作業(yè)方法，主要是為保證網(wǎng)設(shè)計能夠付諸實施并達到預期目的而采取的有關(guān)技術(shù)措施；其主要包括有：執(zhí)行的規(guī)范、標石圖并注明規(guī)格、材料及埋設(shè)方法；儀器的選擇及檢驗項目要求、觀測綱要、數(shù)據(jù)處理等方案。1、GPS控制網(wǎng)選點為保證對衛(wèi)星的連續(xù)跟蹤觀測和衛(wèi)星信號的質(zhì)量要求，測站上空應(yīng)盡可能的開闊，在高度截止角以上不能有成片的障礙物；為減少各種電磁波對GPS衛(wèi)星信號的干擾，在測站周圍約200m的范圍內(nèi)不能有大功率無線發(fā)射源(如電視臺、電臺、微波站等)在50m內(nèi)不能有高壓輸點線和微波無線點信號傳遞通道。為避免或減少多路徑效應(yīng)的發(fā)生，測站應(yīng)遠離對電磁波信號發(fā)射強烈的地形地物，如高層建筑、成片水域等；為便于觀測作業(yè)和今后的應(yīng)用，測站應(yīng)選在交通便利，上點方便的地方；測站還應(yīng)選擇在易于保存的地方。選點結(jié)束后，應(yīng)在實地繪制點之記，具體要求見《全球定位系統(tǒng)(GPS)測量規(guī)范》。2、GPS控制點埋石圖及材料及埋設(shè)方法：A.2.4三等導線/三角形網(wǎng)/GPS平面控制點標石埋設(shè)規(guī)格應(yīng)符合圖圖A.2.4三等及以上導線/三角形網(wǎng)/GPS平面控制點點標石埋設(shè)圖(單位：mm)注：1—蓋；2—土面；3—磚；4—素土；5—凍土；6—貧混凝土控制點做好以后要做好點之記，然后把材料一起保存起來。2、 GPS基準網(wǎng)GPS控制網(wǎng)作用：用于對國家土地的二調(diào)做基準。還可以為以后章貢區(qū)各種測圖和工程建設(shè)等工作提供坐標。GPS基準網(wǎng)點位布設(shè)要根據(jù)章貢區(qū)土地二調(diào)的實際情況，在測區(qū)內(nèi)均勻的布設(shè)GPS控制點，控制點要與基準點聯(lián)測。以江西理工大學本部、西校區(qū)、應(yīng)科院為三大校區(qū)，每個校區(qū)必須布設(shè)一個以上的GPS基準點，以便以后學校方便使用。其余周邊地方可以視情況布設(shè)基準點。3、 GPS接收機用于GPS控制網(wǎng)觀測的GPS接收機必須符合GPS規(guī)范要求的雙頻機，其標準精度優(yōu)于5mm。為了便于觀測、提高精度和可靠性，采用3臺GPS接收機參加同步環(huán)的觀測。對于用于觀測的水準儀及GPS接收機都必須進行全面的檢測，各項標準應(yīng)符合要求。4、 觀測綱要GPS控制點應(yīng)觀測1.5小時以上；采樣的間隔為15s，高度截止角為15度。觀測期間不能周圍使用手機、電臺等。在整個控制網(wǎng)范圍內(nèi)，選3個國家大地控制點，與GPS控制點同步觀測，以便將GPS控制點的坐標轉(zhuǎn)換為1954北京坐標系。（4）觀測要記錄當時的觀測天氣、溫度等；觀測要符合GPS行業(yè)規(guī)范。4、數(shù)據(jù)處理方案（1） 數(shù)據(jù)處理綱要1、 以江西理工大學的點為起算點。理工點在ITRF參考框架中的坐標與國家三角點聯(lián)測解算出來的。2、 基線解算采用IGS的精密星歷，采用GAMIT/GLOBK軟件來進行數(shù)據(jù)處理。3、 顧及衛(wèi)星鐘差改正、接受機鐘差改正和潮汐改正。根據(jù)聯(lián)測的國家大地坐標控制點，求出各個點在北京1954的坐標。（2） 基線解算質(zhì)量檢核1、 由完全的獨立基線構(gòu)成的獨立環(huán)，各獨立環(huán)的坐標分量閉合差和全長閉合差應(yīng)符合以下規(guī)定：2、 預期精度（1） 理工點的精度小于10cm（相對于北京1954坐標系）（2） 所有的基線相對精度小于0.5mm（對于基準點）。（3） 全網(wǎng)最弱點的點位中誤差小于5.0mm。（4） 各種測量的精度符合行業(yè)規(guī)范。7、工作量綜合計算及工作進程計劃表；需用的主要裝備、儀器、材料及經(jīng)費預算。工作進程計劃表：（任務(wù)時間為6月27日到7月17日）時間內(nèi)容安排備注6.27測區(qū)的踏勘選點埋石6.28設(shè)備儀器籌備及人員組織6.29—7.03GPS外業(yè)測量7.04—7.11四等水準外業(yè)測量7.12—7.16數(shù)據(jù)內(nèi)業(yè)處理包括GPS網(wǎng)及水準測量7.17成果的檢核及提交經(jīng)費預算:主要儀器和材料及人員單價及數(shù)量備注GPS外業(yè)測量每人每天250元，每組4人包括交通運輸，人員消費補助GPS單頻接受機全套設(shè)備3臺，每天每臺250元租賃方式（接收機及腳架等）SJ4水準儀全套1套，一臺150元儀器，腳架，水準尺，記錄本等埋石的材料及人工費每個點合計250元測區(qū)踏勘選點人工費一天300元內(nèi)業(yè)控制網(wǎng)的設(shè)計一份設(shè)計報告250元水準測量四等外業(yè)測量一組4人，每人每天150元包括伙食交通補助費30元四等測量內(nèi)業(yè)測量一份處理報告100元GPS測量數(shù)據(jù)處理處理報告400元包括平差結(jié)果和各點位坐標合計總價GPS外業(yè)測量5天5000+3750=8750元水準外業(yè)測量8天1200+4800=6000元GPS內(nèi)業(yè)處理和水準內(nèi)業(yè)400+100+250=750元選點和踏勘300元埋石材料費及人工費250*6=1500元總計17300元7、上交的材料（1） 1:50000比例尺章貢區(qū)測區(qū)GPS控制網(wǎng)設(shè)計圖。（2） 水準路線的聯(lián)測路線及方案及經(jīng)費預算和進程計劃表。（3） 外業(yè)原始記錄（包括GPS手薄、氣象參數(shù)）。（4） 參加作業(yè)的GPS接收機及氣象儀器的檢測報告。（5） 各GPS控制點、GPS基準點的基本的信息。（6） 計算的同步基線和各GPS基準網(wǎng)的平差結(jié)果。（7）