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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(:pp:。m)·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G》P,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
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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
—。
,
? 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《WGS-《8,4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》GPS控《制网的工作量—与接收机《台数不相关 —
【 全网》总的站点数为N【p×Nr《全网的观测时段【数为Np《Nr/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?;,
:
【 : N:r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【GPS-RT—K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GP—S,-RTK《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 G?PS观测
!
,
3.2.7 !关于G?PS:控制测量作业的基】本技术要求
】
,
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
!
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GPS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157—5,.,42MHz》(,波长约?为19?。.,0cm)的L—。1载波和频率—为1227》.60?。MHz(《。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!GPS作业模式
】
》 在现—行国:家标准工程测量规】范GB 50026!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10—。min
【
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VDOP】空间位置精度—因子PDOP接收】机钟差?精,度因子TDO—P几何精度》因子GDOP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》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PD—。OP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P》DOP≤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PDO《P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10k!m,)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 : 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
—
:
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.?10 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】。GPS接收》机的操作说明—并严:格按其要求量取
!
?
3.2.》12 由于—G,PS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】.1:3 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W】GS-84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—
,
!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》GP:S控制网质》量检核的主》要指标计《。算公式是以各—等级GPS》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
【
3.2.1!7 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W:。G,S-84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【30min》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.《2.1?5条的规《定,
3.】2.18 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:。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GP》S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G—PS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,
?