1、GPS測量的設(shè)計(jì)與實(shí)施,GPS測量的技術(shù)設(shè)計(jì) GPS測量的外業(yè)準(zhǔn)備及技術(shù)設(shè)計(jì)書編寫 GPS測量的外業(yè)實(shí)施 數(shù)據(jù)預(yù)處理及觀測成果的質(zhì)量檢核 技術(shù)總結(jié)與上交資料,內(nèi)蒙古自治區(qū)測繪產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站,2,GPS網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)的依據(jù) GPS網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)的主要依據(jù)是GPS測量規(guī)范和測量任務(wù)書。 一. GPS測量規(guī)范 全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范 GB/T 183142001； 各部委根據(jù)本部門GPS工作的實(shí)際情況制定的專業(yè)測量規(guī)程或細(xì)則。 二. 測量任務(wù)書 測量任務(wù)書或合同書是測繪單位上級主管部門或合同甲方下達(dá)的技術(shù)要求文件，這種技術(shù)文件是指令性的，它規(guī)定了測量任務(wù)的范圍、目的、精度和密度要求，提交成果資料

2、的項(xiàng)目和時(shí)間，完成任務(wù)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等。,GPS測量的技術(shù)設(shè)計(jì),內(nèi)蒙古自治區(qū)測繪產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站,3,在GPS方案設(shè)計(jì)時(shí)，一般首先依據(jù)測量任務(wù)書提出的GPS網(wǎng)的精度、密度和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，再結(jié)合規(guī)范（規(guī)程）規(guī)定并現(xiàn)場踏勘具體確定各點(diǎn)間的連接方法，各點(diǎn)設(shè)站觀測的次數(shù)、時(shí)段長短等布網(wǎng)觀測方案。 GPS網(wǎng)的精度、密度設(shè)計(jì) 一. GPS測量精度標(biāo)準(zhǔn)及分類 GPS測量按其精度劃分為AA、A、B、C、D、E級。 AA級主要用于全球性的地球動力學(xué)研究、地殼形變測量和精密定軌； A級主要用于區(qū)域性的地球動力學(xué)研究和地殼形變測量； B級主要用于局部形變監(jiān)測和各種精密工程測量； C級主要用于大、中城市及工程測量的基本控制

3、網(wǎng)； D、E級主要用于中、小城市、城鎮(zhèn)及測圖、地藉、土地信息、,內(nèi)蒙古自治區(qū)測繪產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站,4,房產(chǎn)、物探、勘測、建筑施工等的控制測量。 各級GPS網(wǎng)相鄰點(diǎn)間基線長度精度用下式表示，并按表1規(guī)定執(zhí)行。 式中：標(biāo)準(zhǔn)差，mm；a固定誤差，mm；b比例誤差系數(shù)； d相鄰點(diǎn)間距離，mm。 表1 精度分級,內(nèi)蒙古自治區(qū)測繪產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站,5,二. GPS點(diǎn)的密度標(biāo)準(zhǔn) 各級GPS網(wǎng)相鄰點(diǎn)間的平均距離應(yīng)符合表2的要求，相鄰點(diǎn)的最小距離可為平均距離的1/31/2；最大距離可為平均距離的23倍。 GPS網(wǎng)中相鄰點(diǎn)之間的平均距離（km) GPS網(wǎng)構(gòu)成的幾個(gè)基本概念及網(wǎng)特征條件 一. GPS網(wǎng)圖形構(gòu)成的

4、幾個(gè)基本概念 觀測時(shí)段：測站上開始接收衛(wèi)星信號到觀測停止連續(xù)工作的時(shí)間段，簡稱時(shí)段； 同步觀測：兩臺或兩臺以上接收機(jī)同時(shí)對一組衛(wèi)星進(jìn)行的觀測；,內(nèi)蒙古自治區(qū)測繪產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站,6, 同步觀測環(huán)：三臺或三臺以上的接收機(jī)同步觀測獲得的基線向量所構(gòu)成的閉合環(huán)，簡稱同步環(huán)； 獨(dú)立觀測環(huán)：由獨(dú)立觀測所獲得的基線向量構(gòu)成的閉合環(huán)，簡稱獨(dú)立環(huán)； 異步觀測環(huán)：在構(gòu)成多邊形環(huán)路的所有基線向量中，只要有非同步觀測基線向量，則該多邊形環(huán)路叫異步觀測環(huán)，簡稱異步環(huán)； 獨(dú)立基線：對于N臺GPS接收機(jī)構(gòu)成的同步觀測環(huán)，有J條同步觀測基線，其中獨(dú)立基線數(shù)為N1，JN(N1)/2； 非獨(dú)立基線：除獨(dú)立基線外的其它基線叫非

5、獨(dú)立基線； 非獨(dú)立基線數(shù)：總基線數(shù)與獨(dú)立基線數(shù)之差即為非獨(dú)立基線數(shù)。 二. GPS網(wǎng)特征條件的計(jì)算,內(nèi)蒙古自治區(qū)測繪產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站,7,觀測時(shí)段數(shù)的計(jì)算公式： Cnm / N 式中：C為觀測時(shí)段數(shù)；n為網(wǎng)點(diǎn)數(shù)；m為每點(diǎn)設(shè)站次數(shù)；N為接收機(jī)數(shù)。 故在GPS網(wǎng)中： 總基線數(shù)：J總CN (N1) / 2 必要基線數(shù)：J必 n1 獨(dú)立基線數(shù)：J獨(dú)C(N1) 多余基線數(shù)：J多C(N1) (n1) 根據(jù)以上公式，就可確定出一個(gè)具體GPS網(wǎng)圖形結(jié)構(gòu)的主要特征。 三. 最簡獨(dú)立閉合環(huán)或附合路線邊數(shù)的規(guī)定 A級及A級以下各級GPS網(wǎng)中，最簡獨(dú)立閉合環(huán)或附合路線邊數(shù)的規(guī)定應(yīng)符合表3的規(guī)定。,內(nèi)蒙古自治區(qū)測繪產(chǎn)

6、品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站,8,表3 最簡獨(dú)立閉合環(huán)或附合路線邊數(shù)的規(guī)定,GPS網(wǎng)連測點(diǎn)的設(shè)計(jì) GPS測量獲得的是GPS基線向量，它屬于WGS84坐標(biāo)系的三維坐標(biāo)差，而實(shí)際我們需要的是國家坐標(biāo)系或地方獨(dú)立坐標(biāo)系的坐標(biāo)。所以在GPS網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計(jì)時(shí)，必須明確GPS成果所采用的坐標(biāo)系統(tǒng)和起算數(shù)據(jù)，即明確GPS網(wǎng)所采用的基準(zhǔn)。為了坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，小城市或工程控制可以聯(lián)測23個(gè)點(diǎn)。為保證GPS網(wǎng)進(jìn)行約束平差后坐標(biāo)精度的均勻性，對GPS網(wǎng)內(nèi)重合的高等級國家點(diǎn)或原城市等級控制網(wǎng)點(diǎn)，除未知點(diǎn)連結(jié)圖形觀測外，對它們也要適當(dāng)?shù)貥?gòu)成長邊圖形。新建GPS網(wǎng)的坐標(biāo)系應(yīng),內(nèi)蒙古自治區(qū)測繪產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站,9,盡量與測區(qū)過去采用的坐標(biāo)系

7、統(tǒng)一致，如果采用的是地方獨(dú)立或工程坐標(biāo)系， 一般還應(yīng)該了解以下參數(shù)： (1)所采用的參考橢球；(2)坐標(biāo)系的中央子午線經(jīng)度；(3)縱橫坐標(biāo)加常數(shù)；(4)坐標(biāo)系的投影面高程及測區(qū)平均高程異常值；(5)起算點(diǎn)的坐標(biāo)值。 GPS基線向量的布網(wǎng)形式 GPS網(wǎng)常用的布網(wǎng)形式有跟蹤站式、會戰(zhàn)式、多基準(zhǔn)站式、同步圖形擴(kuò)展式、單基準(zhǔn)站式。 一.跟蹤站式 布網(wǎng)形式 若干臺接收機(jī)長期固定安放在測站上進(jìn)行常年不間斷觀測，即一年,內(nèi)蒙古自治區(qū)測繪產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站,10,觀測365天，一天觀測24小時(shí)， 特點(diǎn) 由于在采用跟蹤站式的布網(wǎng)形式布設(shè)GPS網(wǎng)時(shí)，接收機(jī)在各個(gè)測站上進(jìn)行了不間斷的連續(xù)觀測，觀測時(shí)間長、數(shù)據(jù)量大，

8、而且在處理采用這種方式所采集的數(shù)據(jù)時(shí)，一般采用精密星歷，因此，采用此種形式布設(shè)的GPS網(wǎng)具有很高的精度和框架基準(zhǔn)特性。 每個(gè)跟蹤站為保證連續(xù)觀測，一般需要建立專門的永久性建筑即跟蹤站，用以安置儀器設(shè)備，這使得這種布網(wǎng)形式的觀測成本很高 此種布網(wǎng)形式一般用于建立GPS跟蹤站(AA組網(wǎng))，對于普通用途的GPS網(wǎng)，由于此種布網(wǎng)形式觀測時(shí)間長、成本高，故一般不被采用。 二. 會戰(zhàn)式 布網(wǎng)形式,內(nèi)蒙古自治區(qū)測繪產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站,11,在布設(shè)GPS網(wǎng)時(shí)，一次組織多臺GPS接收機(jī)，集中在一段不太長的時(shí)間內(nèi)，共同作業(yè)。在作業(yè)時(shí)，所有接收機(jī)在若干天的時(shí)間里分別在同一批點(diǎn)上進(jìn)行多天、長時(shí)段的同步觀測，在完成一批

9、點(diǎn)的測量后，所有接收機(jī)又都遷移到另外一批點(diǎn)上進(jìn)行相同方式的觀測，直至所有的點(diǎn)觀測完畢，這就是所謂的會戰(zhàn)式的布網(wǎng)。 特點(diǎn) 采用會戰(zhàn)式布網(wǎng)形式所布設(shè)的GPS網(wǎng)，因?yàn)楦骰€均進(jìn)行過較長時(shí)間、多時(shí)段的觀測，所以可以較好地消除SA等因素的影響，因而具有特高的尺度精度。此種布網(wǎng)方式一般用于布設(shè)A、B級網(wǎng)。 三. 多基準(zhǔn)站式 布網(wǎng)形式 所謂多基準(zhǔn)站式的布網(wǎng)形式就是有若干臺接收機(jī)在一段時(shí)間里長期,內(nèi)蒙古自治區(qū)測繪產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站,12,固定在某幾個(gè) 點(diǎn)上進(jìn)行長時(shí)間的觀測，這些測站稱為基準(zhǔn)站，在基準(zhǔn)站進(jìn)行觀測的同時(shí)，另外一些接 收機(jī)則在這些基準(zhǔn)站周圍相互之間進(jìn)行同步觀測。 特點(diǎn),采用多基準(zhǔn)站式的布網(wǎng)形式所布設(shè)

10、的GPS網(wǎng)，由于在各基準(zhǔn)準(zhǔn)站之間進(jìn)行了長時(shí)間的觀測，因此，可以獲得較高精度的定位結(jié)果，這些高精度的基線向量可以作為整個(gè)GPS網(wǎng)的骨架。另外一方面，其余的進(jìn)行了同步觀測的接收機(jī)間除了自身間有基線向量相連外，它們與各個(gè)基準(zhǔn)站之間也存在同步觀測，因此，也有同步觀測基線相連，這樣可以獲得更強(qiáng)的圖形結(jié)構(gòu)。,內(nèi)蒙古自治區(qū)測繪產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站,13,四. 同步圖形擴(kuò)展式 所謂同步圖形擴(kuò)展式的布網(wǎng)形式，就是多臺接收機(jī)在不同測站上進(jìn)行同步觀測，在完成一個(gè)時(shí)段的同步觀測后，又遷移到其它測站上進(jìn)行同步觀測，每次同步觀測都可以形成一個(gè)同步圖形，在測量過程中，不同的同步圖形間一般有若干各公共點(diǎn)相連，整個(gè)GPS網(wǎng)由這些

11、同步圖形構(gòu)成。 特點(diǎn) 同步圖形擴(kuò)展式的布網(wǎng)形式具有擴(kuò)展速度快，圖形強(qiáng)度較高，且作業(yè)方法簡單的優(yōu)點(diǎn)。同步圖形擴(kuò)展式是布設(shè)GPS網(wǎng)時(shí)最常用的一種布網(wǎng)形式。 采用同步圖形擴(kuò)展式布設(shè)GPS基線向量網(wǎng)的觀測作業(yè)方式主要以下幾種式：點(diǎn)連式、邊連式、網(wǎng)連式、混連式,內(nèi)蒙古自治區(qū)測繪產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站,14,點(diǎn)連式 觀測作業(yè)方式 所謂點(diǎn)連式就是在觀測作業(yè)時(shí)，相鄰的同步圖形間只通過一個(gè)公共點(diǎn)相連。這樣，當(dāng),有m臺儀器共同作業(yè)時(shí)，每觀測一個(gè)時(shí)段，就可測得m1個(gè)新點(diǎn)，當(dāng)這些儀器觀測了s 個(gè)時(shí)段后，就可以測得1s(m1)個(gè)點(diǎn)。 特點(diǎn) 點(diǎn)連式觀測作業(yè)方式的優(yōu)點(diǎn)是作業(yè)效率高，圖形擴(kuò)展迅速；缺點(diǎn)是圖形強(qiáng)度低，如果連接點(diǎn)發(fā)生

12、問題，將影響到后面的同步圖形。 邊連式 觀測作業(yè)方式,內(nèi)蒙古自治區(qū)測繪產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站,15,所謂邊連式就是在觀測作業(yè)時(shí)，相鄰的同步圖形間有一條邊（即兩個(gè)公共點(diǎn)）相連。這樣，當(dāng)有m臺儀器共同作業(yè)時(shí)，每觀測一個(gè)時(shí)段，就可測得m2個(gè)新點(diǎn)，當(dāng)這些儀器觀測了s 個(gè)時(shí)段后，就可以測得2s(m2)個(gè)點(diǎn)。 特點(diǎn) 邊連式觀測作業(yè)方式的具有較好的圖形強(qiáng)度和較高的作業(yè)效率。,內(nèi)蒙古自治區(qū)測繪產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站,16,網(wǎng)連式 觀測作業(yè)方式 所謂網(wǎng)連式就是在觀測作業(yè)時(shí)，相鄰的同步圖形間有3個(gè)（含3個(gè)以上）的公共點(diǎn)相連。這樣，當(dāng)有m臺儀器共同作業(yè)時(shí)，每觀測一個(gè)時(shí)段，就可測得mk個(gè)新點(diǎn)，當(dāng)這些儀器觀測了s 個(gè)時(shí)段后，就

13、可以測得k s(m k)個(gè)點(diǎn)。 特點(diǎn) 采用網(wǎng)連式觀測作業(yè)方式所測設(shè)的GPS網(wǎng)具有很強(qiáng)的圖形強(qiáng)度，但網(wǎng)連式觀測作業(yè)方式的作業(yè)效率很低。,混連式 觀測作業(yè)方式 在實(shí)際GPS作業(yè)中，一般并不是單獨(dú)采用上面所介紹的某一種觀測,內(nèi)蒙古自治區(qū)測繪產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站,17,作業(yè)模式，而是根據(jù)具體情況，有選擇地靈活采用這幾種方式作業(yè)，這樣一種觀測作業(yè)方式就是所謂的混連式。 特點(diǎn) 混連式觀測作業(yè)方式是我們實(shí)際作業(yè)中最常用的作業(yè)方式，它實(shí)際上是點(diǎn)連式、邊連式和網(wǎng)連式的一個(gè)結(jié)合體。,五. 單基準(zhǔn)站式 布網(wǎng)形式 單基準(zhǔn)站式的布網(wǎng)方式有時(shí)又稱作星形網(wǎng)方式它是以一臺接收機(jī)作為基準(zhǔn)站，在某個(gè)測站上連續(xù)開機(jī)觀測，其余的接收機(jī)

14、在此基準(zhǔn)站觀測期間，在其,內(nèi)蒙古自治區(qū)測繪產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站,18,周圍流動，每到一點(diǎn)就進(jìn)行觀測，流動的接收機(jī)之間一般不要求同步，這樣，流動的接收機(jī)每觀測一個(gè)時(shí)段，就與基準(zhǔn)站間測得一條同步觀測基線，所有這樣測得的同步基線就形成了一個(gè)以基準(zhǔn)站為中心得星形。流動的接收機(jī)有時(shí)也稱為流動站。 特點(diǎn) 單基準(zhǔn)站式的布網(wǎng)方式的效率很高，但是由于各流動站一般只與基準(zhǔn)站之間有同步觀測基線，故圖形強(qiáng)度很弱，為提高圖形強(qiáng)度，一般需要每個(gè)測站至少進(jìn)行兩次觀測。,GPS網(wǎng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 GPS網(wǎng)設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)是在保證質(zhì)量的前提下，盡可能地提高效率，努力降低成本。因此，在進(jìn)行GPS的設(shè)計(jì)和測設(shè)時(shí)，既不能脫離實(shí)際的應(yīng)用需求盲目地

15、要求不必要的高精度和高可靠性；也不能為追求高效率和,內(nèi)蒙古自治區(qū)測繪產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站,19,低成本而放棄對質(zhì)量的要求。 一.提高GPS網(wǎng)可靠性的方法 增加觀測期數(shù)(增加獨(dú)立基線數(shù)) 在布設(shè)GPS網(wǎng)時(shí)，適當(dāng)增加觀測期數(shù)(時(shí)段數(shù))對于捷高GPS網(wǎng)的可靠性非常有效。因?yàn)?，隨著觀測期數(shù)的增加，所測得的獨(dú)立基線數(shù)就會增加，而獨(dú)立基線數(shù)的增加，對網(wǎng)的可靠性的提高是非常有宜的。 保證一定的重復(fù)設(shè)站次數(shù) 保證一定的重復(fù)設(shè)站次數(shù)，可確保GPS網(wǎng)可靠性。一方面，通過在同一測站上的多次觀測，可有效地發(fā)現(xiàn)設(shè)站、對中、整平、量測天線高等人為錯(cuò)誤；另一方面，重復(fù)設(shè)站次數(shù)的增加，也意味著觀測期數(shù)的增加。不過，需要注意的是

16、，當(dāng)同一臺接收機(jī)在同一測站上進(jìn)行多個(gè)時(shí)段觀測時(shí)，各個(gè)時(shí)段間必須重新安置儀器，以更好地消除各種人為操作誤,內(nèi)蒙古自治區(qū)測繪產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站,20,差和錯(cuò)誤。 保證每個(gè)測站至少與三條以上的獨(dú)立基線相連，這樣可以使得測站具有較高的可靠性。在布設(shè)GPS網(wǎng)時(shí)，各個(gè)點(diǎn)的可靠性與點(diǎn)位無直接關(guān)系，而與該點(diǎn)上所連接的基線數(shù)有關(guān)，點(diǎn)上的基線數(shù)越多，點(diǎn)的可靠性則越高。 在布網(wǎng)時(shí)要使網(wǎng)中所有最小異步環(huán)的邊數(shù)不大于6條。 在布設(shè)GPS網(wǎng)時(shí)，檢查GPS觀測值(基線向量)質(zhì)量的量佳方法是異步環(huán)閉合差，而隨著組成異步環(huán)的基線向量數(shù)的增加，其檢驗(yàn)質(zhì)量的能力將逐漸下降。 二. 提高GPS網(wǎng)精度的方法 為保證GPS網(wǎng)中各相鄰點(diǎn)具

17、有較高的相對精度，對網(wǎng)中距離較近的點(diǎn)一定要進(jìn)行同步觀測，以獲得它們間的直接觀測基線。，,內(nèi)蒙古自治區(qū)測繪產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站,21,為提高整個(gè)GPS網(wǎng)的精度可以在全面網(wǎng)之上布設(shè)框架網(wǎng)，以框架網(wǎng)作為整個(gè)GPS 網(wǎng)的骨架;精心制定一個(gè)子區(qū)和子環(huán)路的實(shí)測方案。在布網(wǎng)時(shí)要使網(wǎng)中所有最小異步環(huán)的邊數(shù)不大于6條。 在布設(shè)GPS網(wǎng)時(shí)，引入高精度激光測距邊，作為觀測值與GPS觀測值（基線向量）一同進(jìn)行聯(lián)合平差，或?qū)⑺鼈冏鳛槠鹚氵呴L。 若要采用高程擬合的方法，測定網(wǎng)中各點(diǎn)的正常高正高，則需在布網(wǎng)時(shí)，選定一定數(shù)量的水準(zhǔn)點(diǎn)，水準(zhǔn)點(diǎn)的數(shù)量應(yīng)竟可能的多，且應(yīng)在網(wǎng)中均勻分布；還要保證有部分點(diǎn)分布在網(wǎng)的四周，將整個(gè)網(wǎng)包含在其

18、中。 為提高GPS網(wǎng)的尺度精度，可采用如下方法：增設(shè)長時(shí)間、多時(shí)段的基線向量。 三. 布設(shè)GPS網(wǎng)時(shí)起算點(diǎn)的選取與分布,內(nèi)蒙古自治區(qū)測繪產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站,22,若要求所布設(shè)的GPS網(wǎng)的成果與舊成果吻合最好，則起算點(diǎn)數(shù)量越多越好；若不要求所布設(shè)的GPS網(wǎng)的成果完全與舊成果吻合，則一般選35個(gè)起算點(diǎn)，這樣既可以保證新舊成果的一致性，也可以保持GPS網(wǎng)的原有精度。 為保證整網(wǎng)的點(diǎn)位精度均勻，起算點(diǎn)一般應(yīng)均勻地分布在GPS網(wǎng)的周圍。要避免所有的起算點(diǎn)分布在網(wǎng)中一側(cè)的情況。 四. 布設(shè)GPS網(wǎng)時(shí)起算邊長的選取與分布 在布設(shè)GPS網(wǎng)時(shí)，可以采用高精度激光測距邊作為起算邊長，激光測距邊的數(shù)量可在35條左右

19、，它們可設(shè)置在GPS網(wǎng)中的任意位置。但激光測距邊兩端點(diǎn)的高差不應(yīng)過分懸殊。 五. 布設(shè)GPS網(wǎng)時(shí)起算方位的選取與分布 在布設(shè)GPS網(wǎng)時(shí)，可以引入起算方位，但起算方位不宜太多，起算方位可布設(shè)在GPS網(wǎng)中的任意位置。,內(nèi)蒙古自治區(qū)測繪產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站,23,GPS測量的外業(yè)準(zhǔn)備及技術(shù)設(shè)計(jì)書編寫,在進(jìn)行GPS外業(yè)工作之前，必須做好實(shí)施前的工區(qū)踏勘、資料收集、器材籌備、觀測計(jì)劃擬定，GPS儀器檢校及設(shè)計(jì)書編寫等工作。 測區(qū)踏勘 接受下達(dá)任務(wù)或簽定GPS測量合同后，就可依據(jù)施工設(shè)計(jì)圖踏勘、調(diào)查測區(qū)，主要調(diào)查了解下列情況，為編寫技術(shù)設(shè)計(jì)，施工設(shè)計(jì)，成本預(yù)算提供依據(jù)。 一. 交通情況：公路、鐵路、鄉(xiāng)村便道

20、的分布及通行情況； 二. 水系分布情況：江河、湖泊、水渠、池塘的分布、橋梁、碼頭及水路交通情況； 三. 植被情況：森林、草原、農(nóng)作物的分布面積；,內(nèi)蒙古自治區(qū)測繪產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站,24,四. 控制點(diǎn)分布情況：三角點(diǎn)、水準(zhǔn)點(diǎn)、GPS點(diǎn)、導(dǎo)線點(diǎn)的等級、坐標(biāo)、高程系統(tǒng)，點(diǎn)位的數(shù)量及分布，點(diǎn)位標(biāo)志的完好情況； 五. 居民地分布情況：測區(qū)內(nèi)城鎮(zhèn)、鄉(xiāng)村居民點(diǎn)的分布，食宿及供電情況： 六. 當(dāng)?shù)仫L(fēng)俗民情。 資料收集 根據(jù)踏勘測區(qū)掌握的情況，收集下列資料： 一. 各類圖件：1：1萬1：10萬比例尺地形圖，交通圖。 二. 各類控制點(diǎn)成果：三角點(diǎn)、水準(zhǔn)點(diǎn)、CPS點(diǎn)、導(dǎo)線點(diǎn)及各控制點(diǎn)坐標(biāo)系統(tǒng)、技術(shù)總結(jié)等有關(guān)資料。

21、 三. 測區(qū)有關(guān)的地質(zhì)、氣象、交通、通訊等方面的資料。 四. 城市及鄉(xiāng)、村、行政區(qū)劃表。,內(nèi)蒙古自治區(qū)測繪產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站,25,設(shè)備、器材籌備及人員組織 設(shè)備、器材籌備及人員組織包括以下內(nèi)容： 一. 籌備儀器、計(jì)算機(jī)及配套設(shè)備； 二. 籌備機(jī)動設(shè)備及通訊設(shè)備； 三. 籌備施工器材，計(jì)劃油料，材料的消耗； 四. 組建施工隊(duì)伍，擬定施工人員名單及崗位； 五. 進(jìn)行詳細(xì)的投資預(yù)算。 擬定外業(yè)觀測計(jì)劃 觀測工作是GPS測量的主要外業(yè)工作。觀測開始之前，外業(yè)觀測計(jì)劃的擬定對于順利完成數(shù)據(jù)采集任務(wù)，保證測量精度，提高工作效益都是極為重要的。 一. 觀測區(qū)域的設(shè)計(jì)與劃分：當(dāng)GPS網(wǎng)的點(diǎn)數(shù)較多，網(wǎng)的規(guī)模較

22、大，,內(nèi)蒙古自治區(qū)測繪產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站,26,而參加觀測的接收機(jī)數(shù)量有限，交通和通訊不便時(shí)，可實(shí)行分區(qū)觀測。為了增強(qiáng)網(wǎng)的整體性，提高網(wǎng)的精度，相鄰分區(qū)應(yīng)設(shè)置公共觀測點(diǎn)，且公共點(diǎn)數(shù)量不得少于3個(gè)。 二. 編排作業(yè)調(diào)度表：作業(yè)組成觀測前應(yīng)根據(jù)測區(qū)的地形、交通狀況、網(wǎng)的大小、精度的高低、儀器的數(shù)量、GPS網(wǎng)設(shè)計(jì)、衛(wèi)星預(yù)報(bào)表和測區(qū)的天時(shí)、地理環(huán)境等編制作業(yè)調(diào)度表，以提高工作效益。作業(yè)調(diào)整度表包括觀測時(shí)段、測站號、測站名稱及接收機(jī)號等。 三.設(shè)計(jì)GPS網(wǎng)與地面網(wǎng)的聯(lián)測方案 GPS網(wǎng)與地面網(wǎng)的聯(lián)測，可根據(jù)測區(qū)地形變化和地面控制點(diǎn)的分布而定。一般在GPS網(wǎng)中至少要重合觀測三個(gè)以上的地面控制點(diǎn)(盡量選擇水準(zhǔn)

23、高程)作為約束點(diǎn)。 技術(shù)設(shè)計(jì)與編寫,內(nèi)蒙古自治區(qū)測繪產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站,27,資料收集全后，編寫技術(shù)設(shè)計(jì)，主要編寫內(nèi)容如下： 一. 任務(wù)來源及工作量 包括CPS項(xiàng)目的來源、下達(dá)任務(wù)的項(xiàng)目、用途及意義；GPS測量點(diǎn)的數(shù)量(包括新定點(diǎn)數(shù)、約束點(diǎn)數(shù)、水準(zhǔn)點(diǎn)數(shù)、檢查點(diǎn)數(shù))；GPS點(diǎn)的精度指標(biāo)及坐標(biāo)、高程系統(tǒng)。 二. 測區(qū)概況 測區(qū)隸屬的行政管轄；測區(qū)范圍的地理坐標(biāo)，控制面積；測區(qū)的交通狀況和人文地理；測區(qū)的地形及氣候狀況；測區(qū)控制點(diǎn)的分布及對控制點(diǎn)的分析、利用和評價(jià)。 三. 布網(wǎng)方案 GPS網(wǎng)點(diǎn)的圖形及基本連接方法；GPS網(wǎng)結(jié)構(gòu)特征的測算；點(diǎn)位布設(shè)圖的繪制。,內(nèi)蒙古自治區(qū)測繪產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站,28,

24、四. 選點(diǎn)與埋標(biāo) GPS點(diǎn)位的基本要求；點(diǎn)位標(biāo)志的選用及埋設(shè)方法；點(diǎn)位的編號等。 五. 觀測 對觀測工作的基本要求；觀測綱要的制定；對數(shù)據(jù)采集提出注意的問題。 六. 數(shù)據(jù)處理 數(shù)據(jù)處理的基本方法及使用的軟件；起算點(diǎn)坐標(biāo)的決定方法；閉合差檢驗(yàn)及點(diǎn)位精度的評定指標(biāo)。 七. 完成任務(wù)的措施 要求措施具體，方法可靠，能在實(shí)際工作中貫徹執(zhí)行。 八. 上交資料,內(nèi)蒙古自治區(qū)測繪產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站,29,GPS測量外業(yè)實(shí)施包括GPS點(diǎn)的選埋、觀測、數(shù)據(jù)傳輸及數(shù)據(jù)預(yù)處理等工作。 選點(diǎn) 由于GPS測量觀測站之間不一定要求相互通視，而且網(wǎng)的圖形結(jié)構(gòu)也比較靈活，所以選點(diǎn)工作比常規(guī)控制測量的選點(diǎn)要簡便。但由于點(diǎn)位的選

25、擇對于保證觀測工作的順利進(jìn)行和保證測量結(jié)果的可靠性有著重要的意義，所以在選點(diǎn)工作開始前，除收集和了解有關(guān)測區(qū)的地理情況和原有測量控制點(diǎn)分布及標(biāo)架、標(biāo)型、標(biāo)石完好狀態(tài)，決定其適宜的點(diǎn)位外，選點(diǎn)工作還應(yīng)遵守以下原則： 1、點(diǎn)位應(yīng)設(shè)在易于安裝接收設(shè)備、視野開闊的較高點(diǎn)上。 2、點(diǎn)位目標(biāo)要顯著，視場周圍在15以上不應(yīng)有障礙物以減少,GPS測量的外業(yè)實(shí)施,內(nèi)蒙古自治區(qū)測繪產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站,30,GPS信號被遮擋或障礙物吸收。 3、點(diǎn)位應(yīng)遠(yuǎn)高大功率無線電發(fā)射源(如電視臺、微波臺等)其距離不小于200m；遠(yuǎn)高高壓輸電線，其距離不得小于50m。以避免電磁場對GPS信號的干擾。 4、點(diǎn)位附近不應(yīng)有大面積水域或

26、不應(yīng)有強(qiáng)烈干擾衛(wèi)星信號接收的物體，以減弱多路徑效應(yīng)的影響。 5、點(diǎn)位應(yīng)選在交通方便，有利于其它觀測手段擴(kuò)展與聯(lián)測的地方。 6、地面基礎(chǔ)穩(wěn)定，易于點(diǎn)的保存。 7、選點(diǎn)人員應(yīng)按技術(shù)設(shè)計(jì)進(jìn)行踏勘，在實(shí)地按要求選定點(diǎn)位。 8、網(wǎng)形應(yīng)有利于同步觀測邊、點(diǎn)聯(lián)結(jié)。 9、當(dāng)所選點(diǎn)位需要進(jìn)行水準(zhǔn)聯(lián)測時(shí)，選點(diǎn)人員應(yīng)實(shí)地踏勘水準(zhǔn)路線，提出有關(guān)建議。,內(nèi)蒙古自治區(qū)測繪產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站,31,10、當(dāng)利用舊點(diǎn)時(shí)，應(yīng)對舊點(diǎn)的穩(wěn)定性、完好性，以及覘標(biāo)是否安全可用性作一檢查，符合要求方可利用。 標(biāo)志埋設(shè) GPS網(wǎng)點(diǎn)一般應(yīng)埋設(shè)具有中心標(biāo)志的標(biāo)石，以精確標(biāo)志點(diǎn)位，點(diǎn)的標(biāo)石和標(biāo)志必須穩(wěn)定、堅(jiān)固以利長久保存和利用。在基巖露頭地區(qū)，

27、也可直接在基巖上嵌入金屬標(biāo)志。每個(gè)點(diǎn)位標(biāo)石埋設(shè)結(jié)束后，應(yīng)填寫點(diǎn)之記井提交以下資料： 1、點(diǎn)之記； 2、GPS網(wǎng)的選點(diǎn)略圖； 點(diǎn)名一般取村名、山名、地名、單位名，應(yīng)向當(dāng)?shù)卣块T或群眾進(jìn)行調(diào)查后確定。利用原有舊點(diǎn)時(shí)點(diǎn)名不宜更改，點(diǎn)號編排（碼）應(yīng)適應(yīng)計(jì)算機(jī)計(jì)算。,內(nèi)蒙古自治區(qū)測繪產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站,32,觀測工作 1、天線安置 一般情況下，天線應(yīng)架設(shè)在三腳架上，并安置在標(biāo)志中心的上方直接對中，天線基座上的圓水準(zhǔn)氣泡必須整平。天線的定向標(biāo)志線應(yīng)指向正北，井顧及當(dāng)?shù)卮牌堑挠绊懀詼p弱相位中心偏差的影響。天線定向誤差依定位精度不同而異，一般不應(yīng)超過35。刮風(fēng)天氣安置天線時(shí)，應(yīng)將腳架進(jìn)行三方向固定，以防

28、倒地碰壞。雷雨天氣安置天線時(shí)，應(yīng)注意將其底盤接地，以防雷擊天線。架設(shè)天線不宜過低，一般應(yīng)距地面lm以上。天線架設(shè)好后，量取天線高，天線高記錄取值lmm。測量氣象參數(shù)：在高精度GPS測量中，要求測定氣象元素。每時(shí)段氣象觀測應(yīng)不少于3次(時(shí)段開始、中間、結(jié)束)。氣壓讀至0.lmbar，氣溫讀至0.1，對一般城市及工程測量只記錄天氣狀況。,內(nèi)蒙古自治區(qū)測繪產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站,33,2、開機(jī)觀測 觀測作業(yè)的主要目的是捕獲GPS衛(wèi)星信號，并對其進(jìn)行跟蹤、處理和量測，以獲得所需要的定位信息和觀測數(shù)據(jù)。天線安置完成后，在離開天線適當(dāng)位置的地面上安放GPS接收機(jī)，接通接收機(jī)與電源、天線、控制器的連接電纜，并經(jīng)

29、過預(yù)熱和靜置，即可啟動接收機(jī)進(jìn)行觀測。 接收機(jī)鎖定衛(wèi)星并開始記錄數(shù)據(jù)后，觀測員可按照儀器隨機(jī)提供的操作手冊進(jìn)行輸入和查詢操作，在未掌握有關(guān)操作系統(tǒng)之前，不要隨意按鍵和輸入，一般在下常接收過程中禁止更改任何設(shè)置參數(shù)。 通常來說，在外業(yè)觀測工作中，儀器操作人員應(yīng)注意以下事項(xiàng)； 當(dāng)確認(rèn)外接電源電纜及天線等各項(xiàng)連接完全無誤后，方可接通電源，啟動接收機(jī)。 開機(jī)后接收機(jī)有關(guān)指示顯示正常并通過自檢后，方能輸入有關(guān)測,內(nèi)蒙古自治區(qū)測繪產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站,34,站和時(shí)段控制信息。 接收機(jī)在開始記錄數(shù)據(jù)后，應(yīng)注意查看有關(guān)觀測衛(wèi)星數(shù)量、衛(wèi)星號、相位測量殘差、實(shí)時(shí)定位結(jié)果及其變化、存儲介質(zhì)記錄等情況。 一個(gè)時(shí)段觀測過

30、程中，不允許進(jìn)行以下操作：關(guān)閉又重新啟動；進(jìn)行自測試(發(fā)現(xiàn)故障除外)；改變衛(wèi)星高度角；改變天線位置；改變數(shù)據(jù)采樣間隔；按動關(guān)閉文件和刪除文件等功能健。 每一觀測時(shí)段中，氣象元素一般應(yīng)在始、中、末各觀測記錄一次，當(dāng)時(shí)段較長時(shí)可適當(dāng)增加觀測次數(shù)。 在觀測過程中要特別注意供電情況，除在出測前認(rèn)真檢查電池容量是否充足外，作業(yè)中觀測人員不要遠(yuǎn)離接收機(jī)，聽到儀器的低電壓報(bào)警要及時(shí)予以處理，否則可能會造成儀器內(nèi)部數(shù)據(jù)的破壞或丟失。 接收機(jī)在觀測過程中不要靠近接收機(jī)使用對講機(jī)；雷雨季節(jié)架設(shè),內(nèi)蒙古自治區(qū)測繪產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站,35,天線要防止雷擊，雷雨過境時(shí)應(yīng)關(guān)機(jī)停測，并卸下天線。 觀測站的全部預(yù)定作業(yè)項(xiàng)目，

31、經(jīng)檢查均巳按規(guī)定完成，且記錄與資料完整無誤后方可遷站。 觀測過程中要隨時(shí)查看儀器內(nèi)存或硬盤容量，每日觀測結(jié)束后，應(yīng)及時(shí)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存至計(jì)算機(jī)硬、軟盤上，確保觀測數(shù)據(jù)不丟失。 3、觀測記錄 在外業(yè)觀測工作中，所有信息資料均須妥善記錄。記錄形式主要有以下兩種： 由GPS接收機(jī)自動記錄在存儲介質(zhì)(如硬盤、硬卡或記憶卡等)上，其主要內(nèi)容有： 載波相位觀測值及相應(yīng)的觀測歷元；同一歷元的測碼偽距觀測值；GPS衛(wèi)星星歷及衛(wèi)星鐘差參數(shù)；實(shí)時(shí)絕對定位結(jié)果；測站控制信息及接收機(jī)工 作狀態(tài)信息。 接收機(jī)啟動前及觀測過程中，由觀測者隨時(shí)填寫記錄。,內(nèi)蒙古自治區(qū)測繪產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站,36,數(shù)據(jù)預(yù)處理及觀測成果的質(zhì)量檢核,

32、數(shù)據(jù)預(yù)處理 為了獲得GPS觀測基線向量并對觀測成果進(jìn)行質(zhì)量檢核，首先要進(jìn)行GPS數(shù)據(jù)的預(yù)處理。根據(jù)預(yù)處理結(jié)果對觀測數(shù)據(jù)的質(zhì)量進(jìn)行分析并做出評價(jià)，以確保觀測成果和定位結(jié)果的預(yù)期精度。 預(yù)處理的主要目的是對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯、加工整理、分流并產(chǎn)生各種專用信息文件，為進(jìn)一步的平差計(jì)算作準(zhǔn)備。它的基本內(nèi)容是： 數(shù)據(jù)傳輸 將GPS接收機(jī)記錄的觀測數(shù)據(jù)傳輸?shù)酱疟P或其它介質(zhì)上。 數(shù)據(jù)分流 從原始記錄中，通過解參碼將各種數(shù)據(jù)分類整理，剔除無效觀測值和冗余信息，形成各種數(shù)據(jù)文件，如星歷文件、觀測文件和測站信息文件等。,內(nèi)蒙古自治區(qū)測繪產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站,37, 統(tǒng)一數(shù)據(jù)文件格式將不同類型接收機(jī)的數(shù)據(jù)記錄格式、項(xiàng)目

33、和采樣間隔，統(tǒng)一為標(biāo)準(zhǔn)化的文件格式，以便統(tǒng)一處理。 衛(wèi)星軌道的標(biāo)準(zhǔn)化 采用多項(xiàng)式擬合法，平滑GPS衛(wèi)星每小時(shí)發(fā)送的軌道參數(shù)，使觀測時(shí)段的衛(wèi)星軌道標(biāo)準(zhǔn)化。 探測周跳、修復(fù)載波相位觀測值。 對觀測值進(jìn)行必要改正 在GPS觀測值中加入對流層改正，單頻接收的觀測值中加入電高層改正。 觀測成果的外業(yè)檢核 對野外觀測資料首先要進(jìn)行復(fù)查，內(nèi)容包括；成果是否符合調(diào)查命令和規(guī)范的要求；進(jìn)行的觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量分析是否符合實(shí)際。然后進(jìn)行下列項(xiàng)目的檢核： 一. 每一條基線的檢驗(yàn),內(nèi)蒙古自治區(qū)測繪產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站,38,1、模糊度的可靠性指標(biāo)Ratio：短邊絕對值3或相對值95%；長邊應(yīng)降低要求； 2、基線實(shí)際誤差與估值

34、誤差的比值：越小越好10，不能大于20； 3、反映觀測質(zhì)量的均方根誤差RMS、參考因子單位權(quán)中誤差 m0 、有關(guān)項(xiàng)的精度估值 mi ； 4、殘差分析：載波相位殘差圖，殘差絕對值應(yīng)小于載波波長的1/10； 5、調(diào)整參數(shù)： a 觀測值刪除率：使用殘差為RMS的倍數(shù)1.53之間調(diào)整，同一時(shí)段觀測值的數(shù)據(jù)別除率，其值應(yīng)小于10；衛(wèi)星高度角：1020之間調(diào)整。,內(nèi)蒙古自治區(qū)測繪產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站,39,b 選擇時(shí)段、衛(wèi)星取舍。 c 雙頻接收機(jī)選擇采用處理：L1單頻數(shù)據(jù)、寬巷數(shù)據(jù)、窄巷數(shù)據(jù)。 二. 基線間檢驗(yàn) 1、采用單基線處理模式時(shí)，對于采用同一種數(shù)學(xué)模型的基線解，其同步時(shí)段中任一的三邊同步環(huán)的坐標(biāo)分量全長相對