GPS测量的设计与实施(I)

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1、第八章GPS测量的设计与实施8.1概述一、GPS测量工作：外业：选点、建立测站坐标、野外观测、成果检核内业：GPS测量的技术设计、测后数据处理、技术总结。工作程序：网的优化设计、选点与建立标志、外业观测、成果检核与处理。GPS静态定位在测量中主要用于测定各种用途的控制点。其中，较为常见的方面是利用GPS建立各种类型和等级的控制网，在这些方面，GPS技术已基本上取代了常规的测量方法，成为了主要手段。较之于常规方法，GPS在布设控制网方面具有以下一些特点：1、测量精度高GPS观测的精度要明显高于一般

2、的常规测量手段，GPS基线向量的相对精度一般在10-5~10-9之间，这是普通测量方法很难达到的。2、选点灵活、不需要造标、费用低GPS测量，不要求测站间相互通视，不需要建造觇标，作业成本低，大大降低了布网费用。3、全天侯作业在任何时间、任何气候条件下，均可以进行GPS观测，大大方便了测量作业，有利于按时、高效地完成控制网的布设。4、观测时间短采用GPS布设一般等级的控制网时，在每个测站上的观测时间一般在1~2个小时左右，采用快速静态定位的方法，观测时间更短。5、观测、处理自动化采用GPS布设控

3、制网，观测工程和数据处理过程均是高度自动化的。二、技术设计的依据1）测量任务书或测量合同书2）GPS测量规范及规程1、2001年国家技术监督局发布的国家标准《全球定位系统（GPS）测量规范》GB/T18314-2001。2、1992年国家测绘局发布的测绘行业标准《全球定位系统（GPS）测量规范》CH2001-92。3、1995年国家测绘局发布的测绘行业标准《全球定位系统（GPS）测量型接收机检定规程》CH8016-1995。4、1997年建设部发布的行业标准《全球定位系统城市测量技术规程》CJJ

4、73-97。5、各部委根据本部门GPS测量的实际情况所制定的其他GPS测量规程及细则。8.2GPS网的优化设计GPS网的优化设计，是实施GPS测量工作的第一步，是一项基础性的工作，也是在网的精确性、可靠性和经济性方面，实现用户要求的重要环节。这项内容的主要内容包括：精度指标的合理确定、网的图形设计和网的基准设计。一、精度标准的确定对GPS网的精度，主要取决于网的用途。精度指标，通常以网中相邻点之间的距离误差来表示。相邻点间距离Km比例误差固定误差mm标准差mm我国规范衡量GPS网精度的指标GPS

5、网的精度衡量指标–相邻点基线长度精度级别主要用途固定误差a(mm)比例误差b(ppm·D)AA全球性地球动力学研究、地壳形变测量、精密定轨≤3≤0.01A区域性的地球动力学研究、地壳形变测量≤5≤0.1B局部形变监测、精密工程测量≤8≤1C大、中城市及工程测量基本控制网≤10≤5DE中、小城市及测图、物探、建筑施工等控制测量≤10≤10-20等级平均距离(km)a(mm)b(ppm·D)最弱边相对中误差二9≤10≤21/12万三5≤10≤51/8万四2≤10≤101/4.5万一级1≤10≤101

6、/2万二级<1≤15≤201/1万注:当边长小于200m时，以边长中误差小于20mm来衡量．GPS点的密度标准项目AAABCDE相邻点最小距离30010015521相邻点最大距离20001000250401510相邻点平均距离10003007015-1010-55-2二、网的图形设计（1）几个基本概念观测时段（Session）测站上开始接收卫星信号到停止接收，连续观测的时间间隔称为观测时段，简称时段。同步观测（SimultaneousObservation）多台接收机同时对同一组卫星进行观测。基

7、线向量（Baseline）对同步观测所采集的数据进行处理，所获得的同步观测测站间的坐标差。截止高度角（Cut-offElevation）接收机观测卫星的高度角限值，低于此限值的卫星不被观测。采样间隔（Interval）接收机连续两个观测历元间的时间间隔。独立基线（IndependentBaseline）由相互函数独立的差分观测值所确定出的基线向量。当某一时段有m台接收机进行同步观测时，可得到m-1条独立基线。同步观测环（SimultaneousObservationLoop）由同一时段观测所得到

8、的基线向量构成的闭合环。独立观测环（IndependentObservationLoop）由相互独立的基线所构成的闭合环，也称为异步环。重复基线（复测基线）具有两个时段以上同步观测结果的基线向量。（2）GPS网常用的布网形式有以下几种：跟踪站式会战式多基准站式（枢纽点式）同步图形扩展式单基准站式1、跟踪站式形式若干台接收机长期固定安放在测站上，进行常年、不间断的观测，即一年观测365天，一天观测24小时，这种观测方式很象是跟踪站，因此，这种布网形式被称为跟踪站式（实际上就是跟踪站）。数据处理通常