GPS测量的设计与实施(III)

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1、第八章GPS测量的设计与实施主要讨论：采用GPS相对定位方法，建立“局域性城市与工程GPS控制网”的工作程序与方法。GPS测量可划分为：技术方案设计、外业实施及内业数据处理三个阶段。§7.1GPS测量的技术设计GPS测量的技术设计是指依据国家有关规范（规程）以及GPS网的用途、用户的要求等，对GPS测量工作的网形、精度及基准等进行具体设计。一、GPS网技术设计的依据1、GPS测量规范（规程）①《全球定位系统(GPS)测量规范》(GBT18314-2009)②1998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》，简称《规程③各部委根据本部门GPS工作的实际情况制定

2、的其他GPS测量规程或细则。2、测量任务书测量任务书或测量合同是测量施工单位的上级主管部门或合同甲方下达的技术要求文件。二、GPS网的精度、密度设计1.精度指标GPS相邻点间的弦长精度（距离误差）σ：相邻GPS点间的距离中误差(mm)a：固定误差(mm)b：比例误差(ppm或10-6)D：相邻GPS点间的距离(km)2.GPS网的分类《规范》中的精度分级，表8－1；《规程》中的精度分级，表8－2。三、GPS网的基准设计1.GPS网的基准设计指明确GPS定位成果所采用的坐标系统和起算数据，即明确GPS网所采用的基准。2.GPS网的基准方位基准：一般以给定的起算方位角值确定，也

3、可以由GPS基线向量的方位作为方位基准；尺度基准：一般由地面的电磁波测距边确定，也可由两个以上的起算点间的距离确定，或由GPS基线向量的距离确定；位置基准：一般由给定的起算点坐标确定。3.基准设计应考虑问题（参考教材P102）3.基准设计应考虑问题（1）与地面网联测（2）适当构成长边图形（3）联测水准点（4）采用地方坐标系还应了解：中央子午线经度纵横坐标加常数坐标系的投影面高程及测区平均高程异常起算点坐标四、GPS网构成的几个基本概念及网特征条件1、GPS网图形构成的几个基本概念①观测时段：测站开始接受卫星信号到观测停止（包括信号中断），连续工作的时间段。②同步观测：两台或

4、两台以上接收机同时对一组卫星进行的观测。③同步观测环:三台或三台以上接收机同步观测获得的基线向量所构成的闭合环。④独立观测环：独立观测的基线向量构成的闭合环。⑤异步观测环：在构成多边形环路的所有基线向量中，只要有非同步观测基线向量，则该多边形环路叫异步观测环。⑥独立基线N台GPS接收机构成的同步观测环，独立基线数为N-1。⑦非独立基线除独立基线外的其他基线。2、GPS网特征条件的计算R.Asany提出的观测时段数的计算公式：因此，在GPS网中总基线数：必要基线数：独立基线数：多余基线数：3、GPS网同步图形构成及独立边的选择N台GPS接收机进行同步观测，一个观测时段包含的G

5、PS基线（或简称GPS边）数为：当同步观测的GPS接收机数N≥3时，同步闭合环的最少个数应为：图8－1N台接收机同步观测所构成的同步图图8－2GPS独立边的不同选择4、同步环的闭合差和异步图形的构成（1）同步环的闭合差：指同步闭合环中各GPS边的坐标差之和。理论上应为0，但由于各台GPS接收机并不是严格同步，同步环的闭合差并不等于零。在GPS规范中，规定了同步闭合差的限差。注意：同步环闭合差较小，通常只能说明GPS基线向量的计算合格，并不能说明GPS边的观测精度高，也不能发现因接收信号受到干扰而产生的某些粗差。（2）异步图形的构成：由GPS网中的独立边构成的一定的几何图形。

6、由数条GPS独立边构成的非同步多边形（闭合环）由两个起算点之间的数条GPS独立边构成的附合路线五、GPS网的图形设计GPS网的图形设计:根据所布设GPS网的精度要求和其他方面的要求，设计出由独立GPS边构成的几何图形。主要取决于用户的要求、经费、时间、人力以及所投入接收机的类型、数量和后勤保障条件等。（一）GPS网的基本图形1、三角形网GPS网中的三角形边均由独立基线边组成。优点：图形几何结构强，具有良好的自检能力，能够有效的发现观测成果的粗差，经平差后网中相邻点间基线向量的精度分布均匀。缺点：观测工作量大。适用于对网的精度和可靠性要求较高的情况。2、环形网由若干含有多条独

7、立基线边的闭合环组成的网。环形网的网形：与经典测量中的导线网相似。图形的几何结构比三角形网差，并且网的自检能力和可靠性与闭合环中所含基线边的数量有关。所以，根据网的不同精度要求，一般都对闭合环中包含的基线边数进行限制。优点：观测工作量较小，且具有较好的自检能力和可靠性。缺点：非直接观测的基线边精度较直接观测边低，相邻点间的精度分布不均匀。3、附合线路图形与经典测量中的附合导线相似；要求：两端点间的已知基线向量须具有较高的精度，附合线路所包含的基线边数也不能超过一定的限制。选择附合路线时，要注意各条基线精度的均匀性。