《3.2? 卫星定》位测量?
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:(Ⅰ) 卫星【定位测量的主—要技术要求
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3《.,2.1 卫星定位!测量控制网》主要技术要求的确定!。是从工?程测量?对相应等级的—大型工程《控,制网的基本技术要求!出发并?以三角?形网的基本指标为】依据制定的也是为了!使卫星定位测—量,的,应用具有良好的【可操:作性而提《出的
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3.2》.,2 相邻点的基】。线长度?中误差公式》中的固定误差A和】。比例误?差,系数B与接收机【。厂家:给出:的精:。度公式?(σ=a+b—。。。pp:m×D)《中,。的a、b含义相【似厂:家给出的公式—和规范中(》3.2.2》。)式是两种类型的】。精度计算公》式应用?上各有?。其特点基线长度中误!差公式主要应用于控!制网的设计和外业】观测数据的检核
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3.2.3 】 卫星定位测量【控制网外业》观测:精度的评定》应按异步环的—实际闭?。合差进行统计计【。算,这里采?用全中误差》的计:算方法来衡量控【制网的实际观—。测精度网的全—中误:差,不应超过基》线长度中误差的理】论,值
(Ⅱ!。) 卫星定—位测量控制网的设】计、选点与埋石
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3.2.4 【 卫:星,定位测量控制网【布设的技《术要求
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— 1 卫星定【位,测量控制网》的设:计是一个《综合设计的过程【首先应明确工程项目!对控制网的基本【精度要求然后—才能确定控制网或首!。级控制网的基—本精度?等级最终精度等级的!确立还?应考虑测区》现有测绘资料—的精度情况、计划】。投入的接收机—的类型、标称—精度:和数量、定位卫星的!健康状况和所能【接收的卫《。星数量?同时还?应兼顾测区的道路交!通状:况和避开强烈的【卫星信号干扰源等】。。
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《 2 由【于卫星定位测量所获!。。得,的,是空间?基线向量或三维【坐标向量属于其相】应的:空间坐标系(—如GPS《 WG?S-84坐标—系)故应《将其转换至国家坐标!系或地方《。独立坐标系方能使用!为了实现《这种:转换要求联测若【干个旧有控制点以】求得坐标《转换参?数故规定联》测2个以上高等【级国家平《面,控制:点或地方坐》标系的?高等级控制点—
】 对控制网内的】长边宜构成大地【四边形或中点多【边形的规定主要是为!了保证控《制网进行《约束平差后坐标精度!的,均匀性也是为了减少!尺,度比误?差的影响
!。
? 3 规范【课题组对m×n环】组成的连《。续,网形进行了研究结】果见:表2
表!。2 控制网—最简闭合环的—边数分析
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》 从表2中—可以看出3条边【的网型?、4条边n=m≥】2的网型《、5条边n=m≥】3的网型、6—条,边无限大《的网型都能达—到要求8《条、10条》。边的网型规模不管】多大均无法满足【。网的平均《可靠性指《标为1/《3的要求故规—定卫星?定位测量控制网【中构成闭合》环或:附合路线的边数【以6条为限值—简言之如果异步环】中独立基线数太【。多将:导致这一局部的【。。相关观测基线—可靠性?降低
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— 4《。 由于卫星—定位测量过程中要受!到各种?外界因素的影—响有:可,能,产生粗?差和各种随机—误,差,因此要求由非同步独!立观:测边:构成闭合环或附合】路线:就,是,为了对观测成果【进行质量检查以保证!成果可靠并恰当评定!。精,度
】 在《一些规范和》专业教科《书中各有观》测时段?数、施测时段数、重!复设站数《、平均重复设站数】、重复测量的最少基!线数、重复》测量的基线占—独立确定的基线总】数,的百分数等》不同概念《和技术指《标的规定且在观【测基线数《的计算中《。均涉及GPS—。网点数、接收机【台数、?平均重复《设,站数、平均可靠性】指标等四项因素;工!程应用上也显得比】较繁琐、条》理,不清
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规范】课题组研《究,认为GPS控制【网的工作量与接【收机台数不相—关
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【 故规?。定全网独立观—测基线总数不—。。宜少于必要》观测基线数的—1.5?倍必:要观测基线》数为网点数减—。1作:业时应准《确把握以保证控【。。制网:。的可靠性
》。
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《。 5 由于GPS!-RTK测图—对参考站《点位的选择有具【体要求所以在—布,设首级控制》网时应顾及参考【站点位?的分布?。和,观测条件的满足【
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3.?2.:5 关《于控制?点点位的选定—
! 1 卫星定【位测:量控制网的点位【之间原则上不要求通!视但考虑到在使【用其他测量》仪器对控制网—进行加密或》扩展:时的:需要故提出》控制:网布设时每》。个点至?少,应与一个以上的相邻!点通视
【。
2 !卫星高度角的限制】主要是为了减弱【对流层对定位精度的!影响由?于随着卫星高—度的:降低对流层影—。响愈显著测量误【差随:之增大因此》卫,星高度角一般都【。规定:大于15《°
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定位【卫星信号本身是很】微弱的为了》保证接收机能够正】常工:作,。及观测成《果的可靠性故应注】意,避开周?围的电磁波干扰【源,
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【 如:果接收机同时—接,。收来自?卫星的?直接:信号和很强》的反射信号会造成解!算结果不可》靠或出现错误这种】影响称为多路径效应!为了减少观测过【程中的多《路径效应《故提出控制》点位要远离强烈反】射卫星接收信号的物!体
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3 】 符合要求》的,旧有控制点》就是指满足》卫星定位测量的外】部环境条件、满足网!形和点位要求的旧】。有控:制点
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》3.2.6 布设!在高层建筑物顶【部的点位其标石要】求,浇筑在楼板的混凝土!面,上,内部骨?架可采用《在楼板?上钉入3~4—个钢:钉或膨胀《螺栓:再绑:。扎钢筋标《石底部四周要—求采取防漏》措施
】(Ⅲ) GP【S,观测
3!.2.7 关【于GPS《控制测量作》业的基本《技术要求《
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《 1 《 GPS定位有【绝对:定位:和相对定位两种形式!本规范所指的定位方!式为相对定》位
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— 依据测—距的原理GPS定】位,可划分为伪距法【定位、载《波相位测量定位和】GPS差分定位等本!章,的GP?S定位特指》载波相位测量定位】测地型?接收机目《前主要采用载—波相位观《测值等进行相对定】位
【 2 G】P,S定位卫星使—用两种?或两种以上不—同频率的载波—即L1载波、L2】载波等;只能接收L!1载波的接收机称为!单频接收机能同时接!收L1载波和L2载!波,的接:收机称?为双频接《收,。机利用双频技术可以!。建立较为严密—的电离层《修正模型通》过改正计算可以消】除或减弱电》离层折?射,对观测量的影响从】而获得很高》的,。。精度这便是后者的】优点对于《前者:虽,然可以利《用导航电文所—提供:的参数对观测量进行!电,离层:影响修正但由于【修正模型《尚不完善故精度较差!。。
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? : 对一《般的工程控制—网单频接《收机:便能满?足精:度要:求,。试验证明当》基线边超过8km】时双频?接收机的精度尤为】显著故规定二等网采!用双频接收机
】
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【。3,。 GPS》卫星有两种星历【。即卫星广播星历和精!密星历?
【。 通常我们所直!接接收到的》星历便?。是卫星广播》星,历它是一种外推星】历或者说预》估星历?虽然在?GP:S卫星广播星历中】给出了卫星钟差的】预,报值但误《差较:大可见?卫星广?播星历的精度相对不!高但通常可满足工】程测量的需》。要
】 ?。。对于有?特殊精度要求的【工程控制网例—如高精度变形—监测网需采》用精密星历处理观】测数据才能获—得更:高的基?线测量精度
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— 4 》 工:程,控制网的建立可采用!静态和?快速静态两》种GPS作业模【式
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? 根据工程控制!。网的应用《特点规定了建—立四等以上工—程控制网《时需采用静态定位】为了快速求》解整周未知数要求】每次至少观测—。5颗卫星
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》由于快速静态定位】对,直接观测基线不构】成闭合图形可靠【性较差所以规定仅】在一、二《级采:用
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5 【 观测时段的长【度和数据采》样间隔的限制是为】。了获得足够的数据】量足够的数据量有】利,于整周未知》数,的解算、周跳的探】测与修复和观测精度!的提高
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《 由于接收—机的:性能和功能在不断的!提高和完善对接收】时段长?度的要求也不尽【相同故本规范不【做严格的规》。定
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》6 GPS定【位的:精度因子通常包括】平面位置《精度因子HDO【P高程位置精度因】。子VDOP空间位置!精度因子PD—O,P接:收机钟差精度因子】TDOP几何精度】因子GDO》P等
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用户接!收机普?遍采:用空间位置》精,。度因子(又称图【形强度因《子)PDO》P值来直观地—计算并显示所观测】卫星的几何分布状况!。其值的大《小与观测卫星在空间!的几:何分布变化有关【所测卫星高度角越小!分布范?围越大?PDOP值》。越小实际观测中【为了减弱大气折射】的影:响卫星高度角不【能过低在满足15°!。高度:角的前?提下P?D,OP值?越小越好
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【为了保证《观测:精度四等《及以上等级》限定为PD》。OP≤6一、二【级限:定为PDOP≤8】
! 作业过程中如受】。外界条件《影响持续出现观【测卫星的几何分布】图形很差即》PDOP值不能满足!规范的要《求时:。则要求暂时中断观测!并做好记录;—待条件满《足要:求时可?。继续观测;如—果,经,过短时?等待依然无法—满足要求时则—需要:考虑重新布点
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》。 : 7 《 由于工程控制【网边长?相对较短(二等网】的平均边长也不超】过10km)卫星信!号在传播中所经过】的大气状《况较为相似即同【步观测中经》电离层?折射改正《后的基线向量长度】的残差?小于1×10—-,6若采用双频接【收机时其残差会更】小加之在测站上【所测定的气象数【据有:一,定局限性因》此作业?时可不观测相—。关气象数《据
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3.2.8】 GPS测量【作业:计划的编制仅限【于规:模较大的测》区其目的是为了【进行统一的组织协调!编制:预,报表时所需测区【中心的概略经—纬度可从小比例尺】地图上量取并—精确至分小》测区:则无需进行此项【工作
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3.2.!。9 关于》GPS控《制测量的测站作业】
【 ?。1 : 接:收机预热和静置的目!的是:为了让接收机自【动搜索并《锁定卫星并》对机:内的卫星广播星历进!行更替同时也是【为,了使机内的电—子元件运转》稳定随着接收机【制造技术的进一步完!善本:条对预热和》静置的时间不做【。统,一规定应《根据接收机》。。的品牌及性能具体】掌握
【
《 2: 关于天线—安置对?中误差和天线高量】取的规定主》要是为了《减少:人为误?差对测量《精度的影响通常情况!。下都应该《满足:。这一要求
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【 本条只提供了【量,。取天线高的限差要】求由:。于当:前GPS接收机天线!类,型的多样化则—天,线高量取部位—各不相同因此作【业前:应熟悉所使用的G】PS接?收机的操作说明并严!格按其要求量取
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》 3 由》于GPS接收机数据!采集的高度》自,动化其?记录载体《不同于常《规测:量人们容《易忽视?数据采集过程的其】他,操作如果不严格执】行各项操作或人工】记录:有误如点名、点号】混淆将给数据处理】造成麻烦天线高量错!也将:影响:成果质量《以致造?成超限返工因—此应认真做好测站】记录
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(—Ⅳ) G》P,S,测量数据处理
【
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3.?2.10 关【。于,基线的解算
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— 1 基线解】算时起算《点在WGS-8【4坐标系中》。的坐标精《度将会影响基线解】算结果的精度单点】。定位是直接获取【已知点在WGS-8!4坐标系中已知坐标!的方法理论计算和试!验表明用《。30min单—。点,定位:结果:的平均值作为—起算数据可以满足】1×10-6—相对定位的精度要】求
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【 2 多基线解】算模式和《单基线?解算模式的主要【区别是前者顾—及了同步观》测图:。形中独立《基线之间的》误差相关性后—者没有?顾及大多数商业化】软件基线解算只提】。供单:基线解算模式在精】度上也能满足—工程:控,制网:的要求?因此规定两种—解算模式都是—可以采用的
!
3 !由于基线长》度的不同观测时间长!短和获得的数据量将!不同所以解算整周】期模糊度的能力不】同能:获得全部模糊度参数!整数解的结果—称为双差固定解;只!能获得?双差模糊度参数【。实数:解的结果《称为双差浮点—解;对于《较长的基线浮—点,解也不能《得到好的结果只【能用三?差分相?位解称为三》差解
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基于】对工:。程控制网质量和可】靠性的要求》规定基线《解算结果应采用【双差固定解
【
3.2【.11 外业【。观测数?。据的检核包》括同步环、异—步环和?复测基?线的:检核分别说明如下】
【 1 》 由同步观测基【线组成的《闭合环称为同步【环同步环闭》合差理论上应为【零但由于观测时【同步环基线》间,不,能做到完全同—步,即观测?的数据?。量不同以及基—线,解,算,模型的不《完善即模型》的解算精度或模型误!差而引?起同步环《闭合差不《为零:因此应对《。同步环闭《合,差进行检《。验
》
2 】。。 由独立基线组成】的闭合?环称为?异步环异步环闭【合差的检验是G【PS:控制网质量》检核的主要》指,标计算公式是按误】。差传播规律确定【的并取2倍》。中,误差:。作为异?步环:闭合差的限》差
?
3! 重?复测:量的基?线称为复测基线【。。其长度较差也是【按误差传播》规律确定的》并取2倍《中误:差作为复测基线的限!差
】 以上三项检】核计算中σ的取【值按本规《范(3.2.2【)式:计算
《
3.2.】12 ? 在异步环》检核:和复测基线比较【检核中允《许舍去超《限基线而不予重测或!补测:。但,舍去超限基线—后异步环中》所含独立基线—边数不宜多于6条】。。反之就?需重测
!3.:2.14《 关于无约束【平差的说明
—
:
》 1 《 无约束平》差的:目的:是为了提《供GPS网平—差后的WGS—-84坐标系三维坐!标,同时也是为》了检验GPS—网本身的精度及【。基线向量之间—有无:明显的系统误—。差和粗差
》
《
《 2 无约束平】差在WGS-8【4坐标?系中进行通常以一个!控制点的三维坐标】作为起算数据—。进行平差计算实为】。单点位置约束平差或!。最小约束平差—它与:完全无约束的—亏秩:自由网平差是等价的!因此:称之为无约束平【差起算点坐标可【选用控制《点30mi》n的单点定位—结果(规《范,第,3.:。2.10条)或【已知控制点的—GPS坐标
—
《
: , 3 基线向】量改正数的绝—对值限差的提出【是为:了对:基线观测《量进行粗差检验【即基线向量各—坐标分量改正数的】绝对值不应超过相应!等,级的基线《长度中误差σ的3倍!超限时认《为该基?线或邻近《基线含?有粗差应《采用软?件提供的自动方【。法或人工方法剔除含!有粗:差的:基线:并符合规范3.2】.12条的规—定
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3:.,2.15《 关于约》束平差的说明
】
》 1《 约束平差的目的!是为了获《取GPS网在—国家或地方坐标系的!控制:。点坐标数据;这【里的地方坐标—系是指除标准国【家坐:标系统以外的—其,他坐标系统即本【规范3.1.4【条2:~5:款,所,采用的坐标》。系统
】 《2 约《。束平差是《以国家或地方坐标】系,的某些?控制点的坐标—、边长和《坐标方位角作—为约束条件进—行平差计《。算必要?时还应顾及GPS网!与地面网之间的【转换参数《。
— : :3 对《已知条件的约束可采!用强制约束》也可采用加权—约束强制约束是指】所有已知条件均作】。为固定值参与平差】计算:不需顾?及起:算数据的《误差它要求起—算数据应有》很好的精度且精度比!较均匀否则将—引起GPS》网发生扭《曲变形显著降低网的!精度
《
加!权约束?是指顾及所有—或部分已知约束数据!的起始误差按其【不同的精度加权【约束并?在平:差时进行适》当的修正定权时【。应使权的大小与约】束值精度相匹配【否则也会引》。起GPS《网的变形《或失去约束的意【义
! :平差时?在约束点间的边长】相,对中:误差满足《本规范表3.2.1!相应等级《要求的前提下如果】。。约束平差后最弱边】的相对中误》差也满足相应的【要求可以认为网平】差结:果,是合格?的
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4 】。 对已知条》件的约束有三维【约束:和二维约《束两:种模式三《维约束平差的约【。束条件是《控制点的《三,维大地坐标或三【维直角坐标》、空间边长、大【地,方,位,角;二?维约束平差》的约束条件是控制】点的平?面坐标、水》平距:离和坐标《方位角
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