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3.2【  卫星定位—测量 《 : Ⅰ【 卫星定位测量的主!。要,技术要求 【 , 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 《 3《.,。2.2?。  卫星定位网【相邻点的弦长精度】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a+?b(ppm)·D】中的:a、b含义相似厂家!。给出的公式和规范式!。(3.2.2)【是两种类型的—精度计算公式应用上!各有其特点 【 ? 3.2.3  G!PS网的外》业观测?精度应按异步环【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GP】S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 】 ,。。。 3.2.4—  卫星定位测【量控制网布设的技】术要:求 ?。 , :    《 ,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 《 : ,     2 【 由于卫星》定位测量所》。获得的是空间基线】向量或?三维坐标向量其属于!。W,GS-?84坐标系》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】种转换便要求—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《。~3个?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;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【续网形进行研究【。见,。表1 《 【 【     从表】1,中可以看《出三条边的网型、】四条边n=m≥2】的网型、五条边n】=,m≥3?的网型、六条边无限!。大,的网型都《能达:到要求八条、十条】。边的:网型规模不管多大均!无法满足《网,的平均可靠性指标1!/3的要求故G【PS网中规》定构成闭合环或符】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《致这一局部观测基线!可靠:性降低平差》后间:接基线边《的相对精度》降低 【     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—合线路是为了对【观,测成果进行》质量:检查以保证成果【的可靠并恰当地评定!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!定且在观测量—的计:算中均涉及》GP:S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  【   》  规?范课题?组研究认为GP【S控制网的工作量】与接收机台数不相关!  》   《  全?网总的站点数—为Np×Nr全网】的观测?时段数?为NpNr/—KiKi台接收【机观测一《个时段?的独立观《测基线?数为Ki-1—条则全网的独立观】测基线数《。为,。 , — 式—中NpGPS网点】数;: , 》      Ki接!收机台数; 【     】  Nr《平均重复《设站数 —    — 由于网的必要观测!。基线数为Np-【1,(此处仅以》。自由网?的情形讨论)则多】余独立观《测基:线数为 》 ? , :    【 网的平均可靠性指!。标为: : 【     【即 : !    》。 可将公式》转换:为 《   》  工程控制网【通常:。取1/3为网的【可靠性指标即有【 ? —。 ?    故》。规定全网独立—观测:基线:总数不宜《少于必?要观测量的1.5倍!必要观测量为网点数!减1作?业时:应准确把握以保【证控制网的可靠【性, ,   】  5  由于GP!S-RTK测图【。对参:。考站有具体要求所以!在布设首级控制网】时应充分考虑GPS!-RT?K参考站点的—分布和满足观测条件! 《 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° 【。  《   GPS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!  【   如《果接收机同时—接收来自卫星的直接!信号和很强的—反射信号这样会【造成解算结》果不:可靠出现错》误这:种影响称为》多路:径效应为了减少在观!测过程?中的多路径效—应故提出《点,位要远?离强烈反射卫星接】收信号的物体  ! ?。。     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 3.!2.6 《 布设在高层建筑物!顶部的点《位,其标石应浇》。筑,在楼板的混凝—土面上内部》骨架可采《用在:。楼板上钉入》3个~4个钢钉【或,膨胀螺?栓再绑扎钢筋—。的方法标《石底部四周》应采取防漏措—施 《 Ⅲ— GP?S观测 【 3.2【。.7 ? 关于G《PS控制《测量:作,业的基本技术—要求 ? :  《   1  G【P,S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 】   《  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GP【S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  GPS定【位卫星同时》使用了?两种:不同频率的载波即频!率,为1575.42M!Hz(波长约为19!.0:cm:)的L1载》波和频率为12【27.6《。0MHz《(波长约为24.】。4c:m,)的L2载波—  【   只能》接收L1载波的接】收机称?为单:频接收机《能同时?接收L?1载波和L》2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?。较差对一般的工程控!制网单频《接收机便能满足【精度要求但对于有】特殊精度要求—的工程?控制网特《。别,是部分基线边很长时!建议采用双》频卫:。。星定位接收机 !     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GPS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—的工程控制网如高精!度变形?监测网需采用精密】星历处理卫星定位】观测数据才能获得】更高的基线测—量精度 】    《 4  工程控制网!的,建,立可采用静态和【快速静态两》种,G,PS作业模》式 :。 ,     在!现行国家标》准工程测《。。量规范GB 500!。26中规定建—立四等及四》等以上的工程控制】网时需采用静态定】位但考?虑到GPS测—量规范中C、—D级控制网均—允许采用快》速静态定位的模【式同时考虑到—快速静态定位在观测!时,。间上及GPS观测数!据,处理:上的优越性故在本】规范中允许四等工程!控制网?采用快速静态定位的!模式 ? :     【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  】    》 由于?采用双频接收机可以!较快:获得整周未知数的解!算,结果所以规定双频接!收机用于《一、:二级:。的快速静态定—。位测量?的时间?可,以缩短至《10m?in —     6【  GPS》。定位的精度》因子通常包括平【。面位置?。精度因子HD—OP高程位》。。置精度因子》VDO?。P空间位置精度【因子PDOP接收】机钟差精度因子T】D,。OP几何精度因子G!DOP等 !     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【)PDOP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PDO】P,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1:5°高度角的—前提下PDOP值】越小越好 !     为了保】证观测精《度四等及以上等级限!定为PDOP≤【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— 《 ,   ?  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 》 —3.2?.8  G》PS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? ? 3.2.9】  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】和静置的时间不进行!。统一规定应》根据:。接收机的品牌及性】能具体?掌握  《 : 3.2.1】0  关于天线安】置的对中误差和天线!高的:量取规?。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? ?     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 【3.:。2.12  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【。填写测站记录表【格应记录《。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 !Ⅳ GPS》测量数?据处理 — 3.【2.13 》 关于基线的解【算说明如下  【 ?。 :    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-》84坐标系》中,。已,知坐标的方法—理论计?算和试验表明用3】0min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 【     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》的数据量也不同所】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— 》     》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 【 3.2.14 ! 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?。同时也规定同—步环环线全长相对】闭合差的限》差 :    】 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GPS—控制网质《。量检核的主要指标计!算公:式是以各等级G【PS网相邻点—间的基线精度指标σ!为依据?。按误差传播规律确定!中误差的计算公【式,并取2倍中》误差作为异步环闭合!差的限差《同时也?规,定了异步环》环线全长相》对闭合差的》限差 》     【3  重《复,测量的基线》称为复测基线其长度!较差的限差也—是按误差传》播规律?。确定基?线中误?差并取2《倍中误差作》为复测基线》的限:差 : 3.2!.15  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,数不应超过本规范】第,3.2.4条—第3款的规》定 3】.2.17  【关于无约束平差【的说明 !    《。1  无约束平差的!目的是为了》提供GP《S网平差后的—。WGS-《8,4,系,三维坐标同时也【是为了检验GP【S网本身的精—度及基线《向量之间《有无明显《的系:统误差和粗差无约】束平差是在WGS-!84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【差其与完《。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30m!in的单《点定位结《果(见?本,规范第3.2.【13:条,的规定)或已—知的控制点GPS】坐标 【     》2  ?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【符合本?规范第3.2.15!条的规定 【 3.2.1】8  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:独,立坐:标系的?控制点平差坐标【 :  》   2  约【束平差?是以国家或地方独】立坐标系《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G《PS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?差其要求起算数据应!有很好的《精度且精度比较【。均匀起算《数据:精度较差或分布不均!匀将: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》。配权的大小与约【束值精度不》匹配也?会引:起GPS网的变【形或失去约束的意义! —。   ? 起算数据都会【。含有误?差关键是误差的大小!或相互间《的内符合精度 【 , , ?    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》要求可以认为是【合格的 》    【 为了避《免由于起《算点相互间的内符】合精度不《高而引起的GPS】网扭曲变形约束【平差时可采用一个点!。。的,。坐标:和一个方位作为【起算数?据 :  【  : 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  《