全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS

《全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS（125頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 全球衛(wèi)星定位系統(tǒng) GPS 1.GPS（ Global Positioning System）簡(jiǎn)介 即全球定位系統(tǒng)，是由美國(guó)建立的一個(gè)衛(wèi) 星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)，用戶(hù)可以在全 球范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)全天候、連續(xù)、實(shí)時(shí)的三維導(dǎo)航 定位和測(cè)速；另外，利用該系統(tǒng)，用戶(hù)還能夠 進(jìn)行高精度的時(shí)間傳遞和高精度的精密定位。 GPS 計(jì)劃始于 1973 年，已于 1994 年進(jìn)入完全 運(yùn)行狀態(tài)。 GPS 的整個(gè)系由空間部分、地面控 制部分和用戶(hù)部分所組成： 1.1 GPS 系統(tǒng)的組成 空間部分： 提供星歷和時(shí)間信息 發(fā)射偽距和載表信號(hào) 提供其它輔助信息 地面控制部分： 中心控制系統(tǒng) 實(shí)現(xiàn)時(shí)間同步 跟蹤衛(wèi)星進(jìn)行定軌

2、用戶(hù)部分 ： 接收并測(cè)衛(wèi)星信號(hào) 記錄處理數(shù)據(jù) 提供導(dǎo)航定位信息 空間部分 24顆衛(wèi)星（ 21+3） 6個(gè)軌道平面 55軌道傾角 20200km軌道高度（地面高度） 12小時(shí)（恒星時(shí)）軌道周期 5個(gè)多小時(shí)出現(xiàn)在地平線以上（每顆星） 1.2 GPS定位測(cè)量特點(diǎn) 一、 GPS特點(diǎn)： 1 、定位精度高 應(yīng)用實(shí)踐已經(jīng)證明， GPS相對(duì)定位精度在 50KM以?xún)?nèi)可達(dá) ， 100-500KM可 達(dá) ， 1000KM可達(dá) 。在 300-1500m工程精密定位中， 1小時(shí)以上觀測(cè)的 解其平面位置誤差小于 1mm。 2 、觀測(cè)時(shí)間短 隨著 GPS系統(tǒng)的不斷完善，軟件的不斷更新，目前， 20KM以?xún)?nèi)相對(duì)靜態(tài)定位， 僅

3、需 15-20 分鐘；快速靜態(tài)相對(duì)定位測(cè)量時(shí)，當(dāng)每個(gè)流動(dòng)站與基準(zhǔn)站相距在 15KM以?xún)?nèi) 時(shí)，流動(dòng)站觀 測(cè)時(shí)間只需 1-2分鐘，然后可隨時(shí)定位，每站觀測(cè)只需幾秒鐘。 3、 測(cè)站間無(wú)須通視 4 、可提供三維坐標(biāo) 經(jīng)典大地測(cè)量將平面與高程采用不同方法分別施測(cè)。 GPS可同時(shí)精確測(cè)定測(cè)站 點(diǎn)的三維坐標(biāo)。 目前 GPS水準(zhǔn)可滿(mǎn)足四等水準(zhǔn)測(cè)量的精度。 610 710 910 5、 操作簡(jiǎn)便 隨著 GPS接收機(jī)不斷改進(jìn)，自動(dòng)化程度越來(lái)越高， 有的已達(dá)“傻瓜化”的程度；接收機(jī)的體積 越來(lái)越小， 重量越來(lái)越輕，極大地減輕測(cè)量工作者的工作緊張程 度和勞動(dòng)強(qiáng)度。 使野外工作變得輕松愉快。 6、全天候作業(yè) 目前 GP

4、S觀測(cè)可在一天 24小時(shí)內(nèi)的任何時(shí)間進(jìn)行 , 不受陰天黑夜、起霧刮風(fēng)、下雨下雪等氣候的影響。 7、功能多、應(yīng)用廣 GPS系統(tǒng)不僅可用于測(cè)量、導(dǎo)航，還可用于測(cè)速、 測(cè)時(shí)。測(cè)速的精度可達(dá) 0.1M/S，測(cè)時(shí)的精度可達(dá)幾十 毫微秒。其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。 1.3 GPS 定位的誤差源 （ 1）與 GPS衛(wèi)星有關(guān)的因素 SA政策 美國(guó)政府從其國(guó)家利益出發(fā)，通過(guò)降低廣播星歷精度、 在 GPS 基準(zhǔn)信號(hào)中加入高頻抖動(dòng)（技術(shù)）等方法，人為降低普 通用戶(hù)利用 GPS 進(jìn)行導(dǎo)航定位時(shí)的精度。 衛(wèi)星星歷誤差 在進(jìn)行 GPS 定位時(shí)，計(jì)算在某時(shí)刻 GPS 衛(wèi)星位置所需的 衛(wèi)星軌道參數(shù)是通過(guò)各種類(lèi)型的星歷提供的，但不論

5、采用哪種 類(lèi)型的星歷，所計(jì)算出的衛(wèi)星位置都會(huì)與其真實(shí)位置有所差異， 這就是所謂的星歷誤差。 衛(wèi)星鐘差 衛(wèi)星鐘差是 GPS 衛(wèi)星上所安裝的原子鐘的鐘面時(shí)與 GPS 標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間之間的誤差。 衛(wèi)星信號(hào)發(fā)射天線相位中心偏差 衛(wèi)星信號(hào)發(fā)射天線相位中心偏差是 GPS 衛(wèi)星上信號(hào)發(fā)射 天線的標(biāo)稱(chēng)相位中心與其真實(shí)相位中心之間的差異。 電離層延遲 由于地球周?chē)碾婋x層對(duì)電磁波的折射效應(yīng)，使得 GPS 信 號(hào)的傳播速度發(fā)生變化，這種變化稱(chēng)為電離層延遲。電磁波所 受電離層折射的影響與電磁波的頻率以及電磁波傳播途徑上電 子總含量有關(guān)。 對(duì)流層延遲 由于地球周?chē)膶?duì)流層對(duì)電磁波的折射效應(yīng)，使得 GPS 信 號(hào)的傳播速度發(fā)

6、生變化，這種變化稱(chēng)為對(duì)流層延遲。電磁波所 受對(duì)流層折射的影響與電磁波傳播途徑上的溫度、濕度和氣壓 有關(guān)。 多路徑效應(yīng) 由于接收機(jī)周?chē)h(huán)境的影響，使得接收機(jī)所接收到的衛(wèi)星 信號(hào)中還包含有各種反射和折射信號(hào)的影響，這就是所謂的多 路徑效應(yīng)。 （ 2）與傳播途徑有關(guān)的因素 （ 3）與接收機(jī)有關(guān)的因素 接收機(jī)鐘差 接收機(jī)鐘差是 GPS 接收機(jī)所使用的鐘的鐘 面時(shí)與 GPS 標(biāo)準(zhǔn)時(shí)之間的差異。 接收機(jī)天線相位中心偏差 接收機(jī)天線相位中心偏差是 GPS 接收機(jī)天 線的標(biāo)稱(chēng)相位中心與其真實(shí)的相位中心之間的 差異。 接收機(jī)軟件和硬件造成的誤差 在進(jìn)行 GPS 定位時(shí)，定位結(jié)果還會(huì)受到諸 如處理與控制軟件和硬件

7、等的影響。 （ 4）其它 GPS 控制部分人為或計(jì)算機(jī)造成的影響 由于 GPS 控制部分的問(wèn)題或用戶(hù)在進(jìn) 行數(shù)據(jù)處理時(shí)引入的誤差等。 數(shù)據(jù)處理軟件的影響 數(shù)據(jù)處理軟件的算法不完善對(duì)定位結(jié)果 的影響。 2 坐標(biāo)系、基準(zhǔn)和坐標(biāo)系統(tǒng) 2.1 坐標(biāo)系 測(cè)量的基本任務(wù)就是確定物體在空間中的位 置、姿態(tài)及其運(yùn)動(dòng)軌跡。而對(duì)這些特征的描 述都是建立在某一個(gè)特定的空間框架和時(shí)間 框架之上的。所謂空間框架就是我們常說(shuō)的 坐標(biāo)系統(tǒng)，而時(shí)間框架就是我們常說(shuō)的時(shí)間 系統(tǒng)。 空間直角坐標(biāo)系 空間直角坐標(biāo)系的坐 標(biāo)系原點(diǎn)位于參考橢 球的中心， Z 軸指向 參考橢球的北極， X 軸指向起始子午面與 赤道的交點(diǎn)， Y 軸位 于

8、赤道面上，且按右 手系與 X 軸呈 90 夾 角。某點(diǎn)在空間中的 坐標(biāo)可用該點(diǎn)在此坐 標(biāo)系的各個(gè)坐標(biāo)軸上 的投影來(lái)表示。 空間大地坐標(biāo)系 空間大地坐標(biāo)系是采用大地經(jīng)、緯度和大地高 來(lái)描述空間位置的。緯 度是空間的點(diǎn)與參考橢 球面的法線與赤道面的 夾角，經(jīng)度是空間中的 點(diǎn)與參考橢球的自轉(zhuǎn)軸 所在的面與參考橢球的 起始子午面的夾角，大 地高是空間點(diǎn)沿參考橢 球的法線方向到參考橢 球面的距離。 平面直角坐標(biāo)系 平面直角坐標(biāo)系是利用投影變換， 將空間坐標(biāo)（空間直角坐標(biāo)或空間 大地坐標(biāo)）通過(guò)某種數(shù)學(xué)變換映射 到平面上，這種變換又稱(chēng)為投影變 換。投影變換的方法有很多，如 UTM 投影、 Lambert 投

9、影等，在我 國(guó)采用的是高斯 -克呂格投影，也 稱(chēng)為高斯投影 。 2.2 基 準(zhǔn) 所謂基準(zhǔn)是指為描述空間位置 而定義的點(diǎn)、線、面，在大地 測(cè)量中，基準(zhǔn)是指用以描述地 球形狀的參考橢球的參數(shù)，如 參考橢球的長(zhǎng)、短半軸，以及 參考橢球在空間中的定位及定 向，還有在描述這些位置時(shí)所 采用的單位長(zhǎng)度的定義。 2.3 GPS 測(cè)量中常用的坐標(biāo)系統(tǒng) WGS-84 坐標(biāo)系是目前 GPS 所采用的坐標(biāo)系統(tǒng)， GPS 所發(fā)布的星歷參 數(shù)就是基于此坐標(biāo)系統(tǒng)的。 WGS- 84 坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點(diǎn)位于地球的 質(zhì)心， Z 軸指向 BIH1984.0 定義的 協(xié)議地球極方向， X 軸指向 BIH1984.0的零子午面和赤道

10、的交 點(diǎn)， Y 軸與 X 軸和 Z 軸構(gòu)成右手系。 1954 年北京坐標(biāo)系 1954 年北京坐標(biāo)系是我國(guó)目前廣泛采用的大 地測(cè)量坐標(biāo)系 ,采用的參考橢球是克拉索夫斯 基橢球，遺憾的是，該橢球并未依據(jù)當(dāng)時(shí)我 國(guó)的天文觀測(cè)資料進(jìn)行重新定位，而是由前 蘇聯(lián)西伯利亞地區(qū)的一等鎖，經(jīng)我國(guó)的東北 地區(qū)傳算過(guò)來(lái)的，該坐標(biāo)系的高程異常是以 前蘇聯(lián) 1955 年大地水準(zhǔn)面重新平差的結(jié)果為 起算值，按我國(guó)天文水準(zhǔn)路線推算出來(lái)的， 而高程又是以 1956 年青島驗(yàn)潮站的黃海平均 海水面為基準(zhǔn)。 克拉索夫斯基橢球參數(shù)同現(xiàn)代精確的橢球參數(shù)的 差異較大，并且不包含表示地球物理特性的參數(shù)， 因而給理論和實(shí)際工作帶來(lái)了許多不

11、便。 橢球定向不十分明確，橢球的短半軸既不指向國(guó) 際通用的 CIO 極， 也不指向目前我國(guó)使用的 JYD 極。 參考橢球面與我國(guó)大地水準(zhǔn)面呈西高東低的系統(tǒng)性 傾斜，東部高程異常達(dá) 60余米，最大達(dá) 67米。 該坐標(biāo)系統(tǒng)的大地點(diǎn)坐標(biāo)是經(jīng)過(guò)局部分區(qū)平差得 到的，因此，全國(guó)的天文大地控制點(diǎn)實(shí)際上不能形 成一個(gè)整體，區(qū)與區(qū)之間有較大的隙距，如在有的 接合部中，同一點(diǎn)在不同區(qū)的坐標(biāo)值相差 1-2 米， 不同分區(qū)的尺度差異也很大，而且坐標(biāo)傳遞是從東 北到西北和西南，后一區(qū)是以前一區(qū)的最弱部作為 坐標(biāo)起算點(diǎn)，因而一等鎖具有明顯的坐標(biāo)積累誤差。 1954 年北京坐標(biāo)系存在著很多缺點(diǎn) 1980 年西安大地坐標(biāo)系

12、 1978 年，我國(guó)決定重新對(duì)全國(guó)天文大地網(wǎng)施行整體 平差，并且建立新的國(guó)家大地坐標(biāo)系統(tǒng)，整體平差 在新大地坐標(biāo)系統(tǒng)中進(jìn)行，這個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)就是 1980 年西安大地坐標(biāo)系統(tǒng)。 1980 年西安大地坐標(biāo)系統(tǒng)所 采用的地球橢球參數(shù)的四個(gè)幾何和物理參數(shù)采用了 IAG 1975 年的推薦值，橢球的短軸平行于地球的自 轉(zhuǎn)軸（由地球質(zhì)心指向 1968.0 JYD 地極原點(diǎn)方向）， 起始子午面平行于格林尼治平均天文子午面，橢球 面同似大地水準(zhǔn)面在我國(guó)境內(nèi)符合最好，高程系統(tǒng) 以 1956 年黃海平均海水面為高程起算基準(zhǔn)。 高程系統(tǒng) *一）、大地高系統(tǒng) H 大地高系統(tǒng)是以參考橢球面為基準(zhǔn)面的高程系統(tǒng)。 *二）、正

13、高系統(tǒng) Hg 正高系統(tǒng)是以大地水準(zhǔn)面為基準(zhǔn)面的高程系統(tǒng) 。 某點(diǎn)的正高是該點(diǎn)到通過(guò) 該點(diǎn)的鉛垂線與大地水準(zhǔn)面的交點(diǎn)之間的距離 ， 正高用符號(hào) Hg表示 。 *三 ） 、 正常高 H 正常高系統(tǒng)是以似大地水準(zhǔn)面為基準(zhǔn)的高程系統(tǒng) 。 某點(diǎn)的正常高是該點(diǎn)到 通過(guò)該點(diǎn)的鉛垂線與似大地水準(zhǔn)面的交點(diǎn)之間的距離 ， 正常高用 H 表示 。 大地水準(zhǔn)面 參考橢球面 似大地水準(zhǔn)面 地球表面 H g H h g H 高程系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系 大地水準(zhǔn)面到參 考橢球面的距離 ， 稱(chēng) 為大地水準(zhǔn)面差距 ， 記為 hg 。 大地高與 正高之間的關(guān)系可以 表示為： H=Hg+hg 似大地水準(zhǔn)面到 參考橢球面的距離 ， 稱(chēng)為

14、高程異常 ， 記為 。 大地高與正常 高之間的關(guān)系可以表 示為： H= H + 大地水準(zhǔn)面 參考橢球面 似大地水準(zhǔn)面 地球表面 H g H h g H 高程異常 或大地水準(zhǔn)面差距 hg的確定方法 1、 等值線圖法 從高程異常圖或大 地水準(zhǔn)面差距圖分別查 出各點(diǎn)的高程異?；虼?地水準(zhǔn)面差距 ， 然后分 別采用下面兩式可計(jì)算 出正常高和正高 。 正常高 : H = H- 正高： Hg=H-hg 2、 地球模型法 地球模型法本質(zhì) 上是一種數(shù)字化的 等值線圖，目前國(guó) 際上較常采的地球 模型有 EGM96、 OSU91A等。帶入經(jīng) 緯度坐標(biāo)即可得到 或 hg 。 2.4采用載波相位觀測(cè)值 發(fā)自衛(wèi)星 的電

15、磁波 信號(hào)： 信號(hào)量測(cè)精度優(yōu)于波長(zhǎng)的 1/100 載波波長(zhǎng)（ L1=19cm, L2=24cm)比 C/A碼波長(zhǎng) (C/A=293m)短 得多 所以， GPS測(cè)量采用載波相位觀測(cè)值可以獲得比偽距（ C/A碼或 P 碼）定位高得多的成果精度，同時(shí)消除掉由于電離層效應(yīng)而引起 的延遲誤差。 L1載波 L2載波 C/A碼 P-碼 p=29.3 m L2=24 cm L1=19c m C/A=293 m 組成星際站際兩次差分觀測(cè)值 可以消去衛(wèi)星鐘的系統(tǒng)偏差 可以消去接收機(jī)時(shí)鐘的誤差 Pik Plj P i j Pj Plk Pk Sl Si 可以消去軌道（星歷）誤差的影響 可以削弱大氣折射對(duì)觀測(cè)值的影響

16、 載波相位差分原理 載波相位差分 GPS的方法分為兩類(lèi)：修 正法和差分法。前者與偽距差分相同，基準(zhǔn) 站將載波相位修正值發(fā)送給用戶(hù)站，以改正 其載波相位，從而解算坐標(biāo)。 后者將基準(zhǔn)站采集的載波相位發(fā)送給 用戶(hù)臺(tái)，用戶(hù)臺(tái)結(jié)合來(lái)自衛(wèi)星的載波相位求 差解算坐標(biāo)。 3 GPS測(cè)量的設(shè)計(jì)與實(shí)施 GPS測(cè)量的技術(shù)設(shè)計(jì) GPS測(cè)量的外業(yè)準(zhǔn)備及技術(shù)設(shè)計(jì)書(shū)編 寫(xiě) GPS測(cè)量的外業(yè)實(shí)施 GPS測(cè)量的作業(yè)模式 數(shù)據(jù)預(yù)處理及觀測(cè)成果的質(zhì)量 技術(shù)總結(jié)與上交資料 3.1.1 GPS網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)的依據(jù) GPS布網(wǎng)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)采集的技術(shù)依據(jù)主要是 GPS測(cè)量規(guī)范和測(cè)量 任務(wù)書(shū) 。 二者同時(shí)也是數(shù)據(jù)處理等后續(xù)工作的技術(shù)依據(jù) 。 一、

17、測(cè)量任務(wù)書(shū) 測(cè)量任務(wù)書(shū)是測(cè)量施工單位上級(jí)主管部門(mén)下達(dá)的技術(shù)文件。這 種技術(shù)文件是指令性文件，它規(guī)定了測(cè)量任務(wù)的范圍和目的，進(jìn)度 和密度的要求，完成任務(wù)并上交成果資料的項(xiàng)目和時(shí)間安排以及完 成測(cè)量任務(wù)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。 二、 GPS測(cè)量規(guī)范 是國(guó)家測(cè)繪主管部門(mén)或行業(yè)部門(mén)制定的技術(shù)法規(guī)。主要有： 2001年國(guó)家測(cè)繪局頒布的 全球定位系統(tǒng)（ GPS）的測(cè)量規(guī)范 1998年建設(shè)部發(fā)布的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 全球定位系統(tǒng)城市測(cè)量技術(shù)規(guī) 程 各部委根據(jù)本部門(mén) GPS工作的實(shí)際情況制定的其他 GPS測(cè)量規(guī)程 和細(xì)則。 3.1 GPS測(cè)量的技術(shù)設(shè)計(jì) 3.1.2 GPS網(wǎng)的精度 、 密度設(shè)計(jì) 1、 精度設(shè)計(jì) 對(duì)于 GPS網(wǎng)的精度

18、要求 ， 主要取決于網(wǎng)的用途和定位 技術(shù)所能達(dá)到的精度 。 精度指標(biāo)通常是以相臨點(diǎn)間弦長(zhǎng) 的標(biāo)準(zhǔn)差來(lái)表示 ， 即 22()a bd 式中 GPS基線向量的弦長(zhǎng)中誤差 ， mm； GPS接收機(jī)標(biāo)稱(chēng)精度中的固定誤差 ， mm； b GPS接收機(jī)標(biāo)稱(chēng)精度中的比例誤差系數(shù) ，ppm； d GPS衛(wèi)星定位網(wǎng)中相臨點(diǎn)間的距離 ， km。 a 級(jí)別 平均距離 （ km） 固定誤差 a（ mm） 比例誤差 b（ ppmD） AA 1000 3 0.01 A 300 5 0.1 B 70 8 1 C 10 15 10 5 D 5 10 10 10 E 0.2 5 10 20 規(guī)范規(guī)定的 GPS測(cè)量精度分級(jí)（一）

19、 等級(jí) 平均距離 （ km） a （ mm） b （ ppmD） 最弱邊相對(duì)中誤差 二 9 10 2 1/12萬(wàn) 三 5 10 5 1/8萬(wàn) 四 2 10 10 1/4.5萬(wàn) 一級(jí) 1 10 10 1/2萬(wàn) 二級(jí) 1 15 20 1/1萬(wàn) 規(guī)程規(guī)定的 GPS測(cè)量精度分級(jí)（二） 注：當(dāng)邊長(zhǎng)小于 200m時(shí) ， 邊長(zhǎng)中誤差應(yīng)小于 20mm。 2、 GPS點(diǎn)的密度標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)范 和 規(guī)程 對(duì) GPS網(wǎng)中兩相臨點(diǎn)間 距離視其需要作出了規(guī)定：相鄰點(diǎn)間最小距離 應(yīng)為平均距離的 1/2 1/3；最大距離應(yīng)為平均 距離的 2 3倍 。 規(guī)程 還規(guī)定 ， 特殊情況下 ， 個(gè)別點(diǎn)的間距還允許超出表中規(guī)定 。 3.1.

20、3 GPS網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計(jì) GPS網(wǎng)的基準(zhǔn)包括位置基準(zhǔn)、尺度基準(zhǔn)、方位 基準(zhǔn)。 在基準(zhǔn)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮： 1、為求定 GPS點(diǎn)在地面坐標(biāo)系的坐標(biāo)，應(yīng)在地 面坐標(biāo)系中選定起算數(shù)據(jù)和聯(lián)測(cè)原有地方控制 點(diǎn)若干，用以坐標(biāo)轉(zhuǎn)換（ 2個(gè)點(diǎn)）。 2、為保證 GPS網(wǎng)進(jìn)行約束平差后坐標(biāo)精度的均 勻性以及減少尺度比誤差影響，對(duì) GPS網(wǎng)內(nèi)重合 的高等級(jí)國(guó)家控制點(diǎn)，除未知點(diǎn)聯(lián)結(jié)圖形觀測(cè) 外，對(duì)它們也要適當(dāng)?shù)臉?gòu)成長(zhǎng)邊圖形。 3、 GPS網(wǎng)經(jīng)平差計(jì)算后 ,可以得到 GPS點(diǎn)在地面參照 系中的大地高 ,為求得 GPS點(diǎn)的正常高 ,可根據(jù)具體情 況聯(lián)測(cè)高程點(diǎn) ,聯(lián)測(cè)的高程點(diǎn)需 均勻分布 于網(wǎng)中 ,對(duì) 丘陵或山地應(yīng)按高程擬和曲面的

21、要求進(jìn)行布設(shè) 4、新建 GPS網(wǎng)的坐標(biāo)系應(yīng)盡量與測(cè)區(qū)過(guò)去采用的坐 標(biāo)系統(tǒng)一致 ,如果采用地方或工程坐標(biāo)系 ,一般還應(yīng) 注意 （ 1）所采用的參考橢球；（ 2）坐標(biāo)系 的中央 子午線經(jīng)度；（ 3）縱、橫坐標(biāo)加常數(shù)；（ 4）坐標(biāo) 系投影面高程及測(cè)區(qū)平均高程異常值；（ 5）起算點(diǎn) 的坐標(biāo)值 . 3.1.4 GPS圖形設(shè)計(jì) 網(wǎng)的圖形設(shè)計(jì)，雖然主要決定于用戶(hù)的 要求，但是有關(guān)經(jīng)費(fèi)、時(shí)間和人力的消耗以 及所需接收設(shè)備的類(lèi)型、數(shù)量和后勤保障條 件等，也都與網(wǎng)的圖形設(shè)計(jì)有關(guān)。對(duì)此應(yīng)當(dāng) 充分加以顧及，以期在滿(mǎn)足用戶(hù)要求的條件 下，盡量減少消耗。 一 、 為了用戶(hù)的利益 ， GPS網(wǎng)圖形設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循以下 原則：

22、（ 1） GPS網(wǎng)應(yīng)根據(jù)測(cè)區(qū)實(shí)際需要和交通狀況 ， 作業(yè) 時(shí)的衛(wèi)星狀況 ， 預(yù)期達(dá)到的精度 ， 成果的可靠性以及工作 效率 ， 按照優(yōu)化設(shè)計(jì)原則進(jìn)行 。 （ 2） GPS網(wǎng)一般應(yīng)通過(guò)獨(dú)立觀測(cè)邊構(gòu)成閉合圖形 ， 例如一個(gè)或若干個(gè)獨(dú)立觀測(cè)環(huán) ， 或者附合路線形式 ， 以增 加檢核條件 ， 提高網(wǎng)的可靠性 。 （ 3） GPS網(wǎng)的點(diǎn)與點(diǎn)之間不要求通視 ， 但應(yīng)考慮常 規(guī)測(cè)量方法加密時(shí)的應(yīng)用 ， 每點(diǎn)應(yīng)有一個(gè)以上通視方向 。 （ 4） 在可能條件下 ， 新布設(shè)的 GPS網(wǎng)應(yīng)與附近已有的 GPS點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè)；新布設(shè)的 GPS網(wǎng)點(diǎn)應(yīng)盡量與地面原有控 制網(wǎng)點(diǎn)相聯(lián)接 ， 聯(lián)接處的重合點(diǎn)數(shù)不應(yīng)少于三個(gè) ， 且分

23、布均勻 ， 以便可靠地確定 GPS網(wǎng)與原有網(wǎng)之間的轉(zhuǎn)換參數(shù) 。 （ 5） GPS網(wǎng)點(diǎn) ， 應(yīng)利用已有水準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)測(cè)高程 。 C級(jí)網(wǎng)每 隔 36點(diǎn)聯(lián)測(cè)一個(gè)高程點(diǎn) ， D和 E級(jí)網(wǎng)視具體情況確定聯(lián)測(cè) 點(diǎn)數(shù) 。 A和 B級(jí)網(wǎng)的高程聯(lián)測(cè)分別采用三 、 四等水準(zhǔn)測(cè)量 的方法； C至 E級(jí)網(wǎng)可采用等外水準(zhǔn)或與其精度相當(dāng)?shù)姆?法進(jìn)行 。 3.1.5 GPS基線向量網(wǎng)的布網(wǎng)形式 GPS網(wǎng)常用的布網(wǎng)形式有以下幾種：跟蹤站式、 會(huì)戰(zhàn)式、多基準(zhǔn)站式、同步圖形擴(kuò)展式、單基準(zhǔn)站 式。 1、跟蹤站式： 1）、布網(wǎng)形式：若干臺(tái)接收機(jī)長(zhǎng)期固定安放在測(cè)站 上，進(jìn)行常年、不間斷的觀測(cè)，即一年觀測(cè) 365天， 一天觀測(cè) 24小時(shí)，這種

24、觀測(cè)方式很象是跟蹤站，因 此，這種布網(wǎng)形式被稱(chēng)為跟蹤站式。 2）、特點(diǎn)：由于在采用跟蹤站式的布網(wǎng)形式布設(shè) GPS網(wǎng)時(shí)，接收機(jī)在各個(gè)測(cè)站上進(jìn)行了不間斷的連 續(xù)觀測(cè)，觀測(cè)時(shí)間長(zhǎng)、數(shù)據(jù)量大，而且在處理采用 這種方式所采集的數(shù)據(jù)時(shí)，一般采用精密星歷，因 此，采用此種形式布設(shè)的 GPS網(wǎng)具有很高的精度和 框架基準(zhǔn)特性。 每個(gè)跟蹤站為保 證連續(xù)觀測(cè)，一般需 要建立專(zhuān)門(mén)的永久性 建筑即跟蹤站，用以 安置儀器設(shè)備，這使 得這種布網(wǎng)形式的觀 測(cè)成本很高。 此種布網(wǎng)形式一 般用于建立 GPS跟蹤站 （ AA級(jí)網(wǎng)），對(duì)于普 通用途的 GPS網(wǎng)，由于 此種布網(wǎng)形式觀測(cè)時(shí) 間長(zhǎng)、成本高，故一 般不被采用。 2、會(huì)戰(zhàn)式

25、1）、布網(wǎng)形式 在布設(shè) GPS網(wǎng)時(shí)，一次組織多臺(tái) GPS接收機(jī)，集 中在一段不太長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，共同作業(yè)。在作業(yè)時(shí)， 所有接收機(jī)在若干天的時(shí)間里分別在同一批點(diǎn)上進(jìn) 行多天、長(zhǎng)時(shí)段的同步觀測(cè)，在完成一批點(diǎn)的測(cè)量 后，所有接收機(jī)又都遷移到另外一批點(diǎn)上進(jìn)行相同 方式的觀測(cè)，直至所有的點(diǎn)觀測(cè)完畢，這就是所謂 的會(huì)戰(zhàn)式的布網(wǎng)。 2）、特點(diǎn) 采用會(huì)戰(zhàn)式布網(wǎng)形式所布設(shè)的 GPS網(wǎng)，因?yàn)楦骰?線均進(jìn)行過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間、多時(shí)段的觀測(cè)，所以可以較 好地消除 SA等因素的影響，因而具有特高的尺度精 度。此種布網(wǎng)方式一般用于布設(shè) A、 B級(jí)網(wǎng)。 3、多基準(zhǔn)站式 1）布網(wǎng)形式：所謂多基準(zhǔn)站式的布網(wǎng) 形式就是有若干臺(tái)接收機(jī)在一段時(shí)

26、間 里長(zhǎng)期固定在某幾個(gè)點(diǎn)上進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間 的觀測(cè)，這些測(cè)站稱(chēng)為基準(zhǔn)站，在基 準(zhǔn)站進(jìn)行觀測(cè)的同時(shí)，另外一些接收 機(jī)則在這些基準(zhǔn)站周?chē)嗷ブg進(jìn)行 同步觀測(cè)。 2）、特點(diǎn)：采用多基準(zhǔn)站式的 布網(wǎng)形式所布設(shè)的 GPS網(wǎng)， 由于在各個(gè)基準(zhǔn)站之間進(jìn)行 了長(zhǎng)時(shí)間的觀測(cè)，因此，可 以獲得較高精度的定位結(jié)果， 這些高精度的基線向量可以 作為整個(gè) GPS網(wǎng)的骨架。另 外一方面，其余的進(jìn)行了同 步觀測(cè)的接收機(jī)間除了自身 間有基線向量相連外，它們 與各個(gè)基準(zhǔn)站之間也存在有 同步觀測(cè)，因此，也有同步 觀測(cè)基線相連，這樣可以獲 得更強(qiáng)的圖形結(jié)構(gòu)。 4、同步圖形擴(kuò)展式 1）、布網(wǎng)形式：所謂同步圖形擴(kuò)展式的布網(wǎng)形式，就是多 臺(tái)

27、接收機(jī)在不同測(cè)站上進(jìn)行同步觀測(cè)，在完成一個(gè)時(shí) 段的同步觀測(cè)后，又遷移到其它的測(cè)站上進(jìn)行同步觀 測(cè)，每次同步觀測(cè)都可以形成一個(gè)同步圖形，在測(cè)量 過(guò)程中，不同的同步圖形間一般有若干個(gè)公共點(diǎn)相連， 整個(gè) GPS網(wǎng)由這些同步圖形構(gòu)成。 2）、特點(diǎn)：同步圖形擴(kuò)展式的布網(wǎng)形式具有擴(kuò)展速度快， 圖形強(qiáng)度較高，且作業(yè)方法簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。同步圖形擴(kuò) 展式是布設(shè) GPS網(wǎng)時(shí)最常用的一種布網(wǎng)形式。 同步圖形擴(kuò)展式的作業(yè)方式具有作業(yè)效率高，圖 形強(qiáng)度好的特點(diǎn)，它是目前在 GPS測(cè)量中普遍采用的一 種布網(wǎng)形式，在本書(shū)中將著重介紹此種布網(wǎng)形式。 *3）、采用同步圖形擴(kuò)展式布設(shè) GPS基線向量網(wǎng)時(shí)的觀測(cè)作 業(yè)方式主要以下幾種式

28、：點(diǎn)連式、邊連式、網(wǎng)連式、 混連式。 （ 1）點(diǎn)連式 所謂點(diǎn)連式就是在觀測(cè)作業(yè) 時(shí)，相鄰的同步圖形間只通過(guò)一 個(gè)公共點(diǎn)相連。這樣，當(dāng)有 3臺(tái) 儀器共同作業(yè)時(shí)，每觀測(cè)一個(gè)時(shí) 段，就可以測(cè)得 2個(gè)新點(diǎn)，當(dāng)這 些儀器觀測(cè)觀測(cè)了 n個(gè)時(shí)段后， 就可以最多測(cè)得 2n個(gè)新點(diǎn)。 特點(diǎn)：點(diǎn)連式觀測(cè)作業(yè)方式的優(yōu) 點(diǎn)是作業(yè)效率高，圖形擴(kuò)展迅速； 它的缺點(diǎn)是圖形強(qiáng)度低，如果連 接點(diǎn)發(fā)生問(wèn)題，將影響到后面的 同步圖形。 （ 2） 邊連式 觀測(cè)作業(yè)方式：所謂邊連 式就是在觀測(cè)作業(yè)時(shí)，相 鄰的同步圖形間有一條邊 （即兩個(gè)公共點(diǎn)）相連。 這樣，當(dāng)有 3臺(tái)儀器共同同 作業(yè)時(shí)，每觀測(cè)一個(gè)時(shí)段， 就可以測(cè)得 1個(gè)新點(diǎn)，當(dāng)這 些儀

29、器觀測(cè)觀測(cè)了 n個(gè)時(shí)段 后，就可以最多測(cè)得 n個(gè)新 點(diǎn)。 特點(diǎn)：邊連式觀測(cè)作業(yè)方 式具有較好的圖形強(qiáng)度和 較高的作業(yè)效率。 （ 3）網(wǎng)連式 觀測(cè)作業(yè)方式 所謂網(wǎng)連式就是在作業(yè)時(shí)，相鄰的同步 圖形間有 3個(gè)（含 3個(gè)）以上的公共點(diǎn)相連。 這樣，當(dāng)有 n臺(tái)儀器共同作業(yè)時(shí)，每觀測(cè)一 個(gè)時(shí)段，就可以測(cè)得 n-3個(gè)新點(diǎn) . 特點(diǎn) 采用網(wǎng)連式觀測(cè)作業(yè)方式所測(cè)設(shè)的 GPS 網(wǎng)具有很強(qiáng)的圖形強(qiáng)度，但網(wǎng)連式觀測(cè)作業(yè) 方式的作業(yè)效率很低。 （ 4）混連式 觀測(cè)作業(yè)方式：在實(shí)際的 GPS作業(yè)中，一 般并不是單獨(dú)采用上面所介紹的某一種觀 測(cè)作業(yè)模式，而是根據(jù)具體情況，有選擇 地靈活采用這幾種方式作業(yè)，這樣一種觀 測(cè)作

30、業(yè)方式就是所謂的混連式。 特點(diǎn)：混連式觀測(cè)作業(yè)方式是我們實(shí)際作 業(yè)中最常用的作業(yè)方式，它實(shí)際上是點(diǎn)連 式、邊連式和網(wǎng)連式的一個(gè)結(jié)合體。 5、 單基準(zhǔn)站式 （ 星狀網(wǎng) ） 1）、布網(wǎng)形式：?jiǎn)位鶞?zhǔn)站式的布網(wǎng)方式有時(shí)又 稱(chēng)作星形網(wǎng)方式，它是以一臺(tái)接收機(jī)作為基 準(zhǔn)站，在某個(gè)測(cè)站上連續(xù)開(kāi)機(jī)觀測(cè)，其余的 接收機(jī)在此基準(zhǔn)站觀測(cè)期間，在其周?chē)鲃?dòng)， 每到一點(diǎn)就進(jìn)行觀測(cè)，流動(dòng)的接收機(jī)之間一 般不要求同步，這樣，流動(dòng)的接收機(jī)每觀測(cè) 一個(gè)時(shí)段，就與基準(zhǔn)站間測(cè)得一條同步觀測(cè) 基線，所有這樣測(cè)得的同步基線就形成了一 個(gè)以基準(zhǔn)站為中心得星形。流動(dòng)的接收機(jī)有 時(shí)也稱(chēng)為流動(dòng)站。 2）、特點(diǎn)：?jiǎn)位鶞?zhǔn)站式的布網(wǎng)方式的效率很高，

31、但是由于各流動(dòng)站一般只與基準(zhǔn)站之間有同 步觀測(cè)基線，故圖形強(qiáng)度很弱，為提高圖形 強(qiáng)度，一般需要每個(gè)測(cè)站至少進(jìn)行兩次觀測(cè)。 基準(zhǔn)站 流動(dòng)站 3.1.6 GPS測(cè)量的技術(shù)指標(biāo) 觀測(cè)時(shí)段 observation session： 測(cè)站上 開(kāi)始接收衛(wèi)星信號(hào)到停止接收 ， 連續(xù)觀測(cè)的 時(shí)間間隔稱(chēng)為觀測(cè)時(shí)段 ， 簡(jiǎn)稱(chēng)時(shí)段 。 同步觀測(cè) simultaneous observation ： 兩臺(tái)或兩臺(tái)以上接收機(jī)同時(shí)對(duì)同一組衛(wèi)星所 進(jìn)行的觀測(cè) 。 同步觀測(cè)環(huán) simultaneous observation loop ： 三臺(tái)或三臺(tái)以上接收機(jī)同步觀測(cè)所 獲得的基線向量構(gòu)成的閉合環(huán) 。 獨(dú)立觀測(cè)環(huán) indepe

32、ndent observation loop ： 由非同步觀測(cè)獲得的基線向量構(gòu) 成的閉合環(huán) 。 3.1.7 提高 GPS網(wǎng)可靠性的方法 增加觀測(cè)期數(shù)（增加獨(dú)立基線數(shù) ): 在布設(shè) GPS網(wǎng)時(shí)，適當(dāng)增加 觀測(cè)期數(shù)（時(shí)段數(shù)）對(duì)于提高 GPS網(wǎng)的可靠性非常有效。因?yàn)?，隨 著觀測(cè)期數(shù)的增加，所測(cè)得的獨(dú)立基線數(shù)就會(huì)增加，而獨(dú)立基線 數(shù)的增加，對(duì)網(wǎng)的可靠性的提高是非常有宜的。 保證一定的重復(fù)設(shè)站次數(shù) :保證一定的重復(fù)設(shè)站次數(shù)，可確保 GPS網(wǎng)的可靠性。一方面，通過(guò)在同一測(cè)站上的多次觀測(cè)，可有效 地發(fā)現(xiàn)設(shè)站、對(duì)中、整平、量測(cè)天線高等人為錯(cuò)誤；另一方面， 重復(fù)設(shè)站次數(shù)的增加，也意味著觀測(cè)期數(shù)的增加。不過(guò)，需要

33、注 意的是，當(dāng)同一臺(tái)接收機(jī)在同一測(cè)站上連續(xù)進(jìn)行多個(gè)時(shí)段的觀測(cè) 時(shí)，各個(gè)時(shí)段間必須重新安置儀器，以更好地消除各種人為操作 誤差和錯(cuò)誤。 保證每個(gè)測(cè)站至少與三條以上的獨(dú)立基線相連，這樣可以使得 測(cè)站具有較高的可靠性。在布設(shè) GPS網(wǎng)時(shí)，各個(gè)點(diǎn)的可靠性與點(diǎn)位 無(wú)直接關(guān)系，而與該點(diǎn)上所連接的基線數(shù)有關(guān)，點(diǎn)上所連接的基 線數(shù)越多，點(diǎn)的可靠性則越高。 3.1.8 提高 GPS網(wǎng)精度的方法 為保證 GPS網(wǎng)中各相鄰點(diǎn)具有較高的相對(duì)精度， 對(duì)網(wǎng)中距離較近的點(diǎn)一定要進(jìn)行同步觀測(cè)，以獲得 它們間的直接觀測(cè)基線。為提高整個(gè) GPS網(wǎng)的精度， 可以在全面網(wǎng)之上布設(shè)框架網(wǎng)，以框架網(wǎng)作為整個(gè) GPS網(wǎng)的骨架；精心制定一個(gè)

34、子區(qū)和子環(huán)路的實(shí)測(cè) 方案。 在布設(shè) GPS網(wǎng)時(shí)，引入高精度激光測(cè)距邊，作 為觀測(cè)值與 GPS觀測(cè)值（基線向量）一同進(jìn)行聯(lián)合 平差，或?qū)⑺鼈冏鳛槠鹚氵呴L(zhǎng)。 若要采用高程擬合的方法，測(cè)定網(wǎng)中各點(diǎn)的正 常高 /正高，則需在布網(wǎng)時(shí)，選定一定數(shù)量的水準(zhǔn) 點(diǎn)，水準(zhǔn)點(diǎn)的數(shù)量應(yīng)竟可能的多，且應(yīng)在網(wǎng)中均勻 分布，還要保證有部分點(diǎn)分布在網(wǎng)中的四周，將整 個(gè)網(wǎng)包含在其中。 3.2GPS測(cè)量的外業(yè)準(zhǔn)備及技術(shù)設(shè)計(jì)書(shū)編寫(xiě) 3.2.1測(cè)區(qū)踏勘 交通情況 水系分布情況 植被情況 控制點(diǎn)分布情況 居民地分布情況 當(dāng)?shù)仫L(fēng)俗民情 3.2.2 資料收集 各類(lèi)圖件 各類(lèi)控制點(diǎn)成果 測(cè)區(qū)有關(guān)的地質(zhì)、氣象、交通、通信等方面 的資料 城市及

35、其鄉(xiāng)村行政區(qū)劃表 3.2.3 設(shè)備、器材籌備及人員組織 籌備器材、計(jì)算機(jī)及配套設(shè)備 籌備機(jī)動(dòng)設(shè)備及通信設(shè)備 籌備施工器材，計(jì)劃油料，材料的消耗 組建施工隊(duì)伍，擬訂施工人員名單及崗位 進(jìn)行詳細(xì)的投資預(yù)算 3.2.4 擬定外業(yè)觀測(cè)計(jì)劃 擬訂觀測(cè)計(jì)劃的主要依據(jù) GPS網(wǎng)的規(guī)模大小 點(diǎn)位精度要求 GPS衛(wèi)星星座幾何圖形強(qiáng)度 參加作業(yè)的接收機(jī)數(shù)量 交通、通信及后勤保障 觀測(cè)計(jì)劃的主要內(nèi)容應(yīng)包括： 編制 GPS衛(wèi)星的可見(jiàn)性預(yù)報(bào)圖 選擇衛(wèi)星的幾何圖形強(qiáng)度 選擇最佳的觀測(cè)時(shí)段 觀測(cè)區(qū)域的設(shè)計(jì)與劃分 編排作業(yè)調(diào)度表 相關(guān)觀測(cè)的概念 數(shù)據(jù)剔除率 percentage of data rejection ： 同一時(shí)

36、段中 ， 刪除的觀測(cè)值個(gè)數(shù)與獲取的觀測(cè)值 總數(shù)的比值 。 天線高 antenna height：觀測(cè)時(shí)接收機(jī)天線相 位中心至測(cè)站中心標(biāo)志面的高度 。 國(guó) 際 地 球 參 考 框 架 ITRF Y International Terrestrial Reference Frame ：由國(guó)際地球自 轉(zhuǎn)服務(wù)局推薦的以國(guó)際參考子午面和國(guó)際參考極 為定向基準(zhǔn) ， 以 ITRF Y Y天文常數(shù)為基礎(chǔ)所定義 的一種地球參考系和地心 （ 地球 ） 坐標(biāo)系 。 參考站 Reference station ：在一定的觀 測(cè)時(shí)間內(nèi)，一臺(tái)或幾臺(tái)接收機(jī)分別固定在一 個(gè)或幾個(gè)測(cè)站上，一直保持跟蹤觀測(cè)衛(wèi)星， 其余接收機(jī)在這

37、些測(cè)站的一定范圍內(nèi)流動(dòng)設(shè) 站作業(yè)，這些固定站就稱(chēng)為參考站。 流動(dòng)站 roving station ： 在參考站的一定 范圍內(nèi)流動(dòng)作業(yè)的接收機(jī)所設(shè)立的測(cè)站。 1、 編制 GPS衛(wèi)星的可見(jiàn)性預(yù)報(bào)圖 由于衛(wèi)星的軌道運(yùn)動(dòng)和地球的自轉(zhuǎn) ， 衛(wèi)星相對(duì)于測(cè)站 的幾何圖形在不斷變化 。 一些衛(wèi)星從地平線升起至一定高度 ， 可以投入觀測(cè)作業(yè) ， 另一些衛(wèi)星觀測(cè)高度角越來(lái)越小 ， 無(wú)法 繼續(xù)觀測(cè) 。 考慮到作業(yè)中盡可能選取圖形強(qiáng)度較好的衛(wèi)星進(jìn) 行觀測(cè) ， 因而在一個(gè)觀測(cè)時(shí)段要幾次更換跟蹤的衛(wèi)星 。 我們 將時(shí)段中任一衛(wèi)星有效觀測(cè)時(shí)間符合要求的衛(wèi)星 ， 稱(chēng)為有效 觀測(cè)衛(wèi)星 。 測(cè)量等級(jí)越高 ， 有效觀測(cè)衛(wèi)星總數(shù)需要

38、越多 ， 時(shí) 段中任一衛(wèi)星有效觀測(cè)時(shí)間需要越長(zhǎng) ， 觀測(cè)時(shí)段應(yīng)該越多 ， 時(shí)段長(zhǎng)度也應(yīng)越長(zhǎng) 。 級(jí) 別 項(xiàng) 目 AA A B C D E 衛(wèi)星截止高度角 （ ） 10 10 15 15 15 15 同時(shí)觀測(cè)有效衛(wèi)星數(shù) 4 4 4 4 4 4 觀測(cè)有效衛(wèi)星總數(shù) 20 20 9 6 4 4 觀測(cè)時(shí)段數(shù) 10 6 4 2 1.6 1.6 時(shí)段長(zhǎng)度 min 靜態(tài) 720 540 240 60 45 40 快 速 靜 態(tài) 雙頻 +P(Y)碼 10 5 2 雙頻全波 15 10 10 單頻或雙頻半波 30 20 15 采樣間隔 S 靜態(tài) 30 30 30 10 30 10 30 10 30 快速靜態(tài) 5

39、15 5 15 5 15 靜態(tài) 15 15 15 15 15 15 快 速 靜 態(tài) 雙頻 +P(Y)碼 1 1 1 雙頻全波 3 3 3 單頻或雙頻半波 5 5 5 注： 1 在時(shí)段中觀測(cè)時(shí)間符合表 6 3中第七項(xiàng)規(guī)定的衛(wèi)星 ， 為有效觀測(cè)衛(wèi)星； 2 計(jì)算有效觀測(cè)衛(wèi)星總數(shù)時(shí) ， 應(yīng)將各時(shí)段的有效觀測(cè)衛(wèi)星數(shù)扣除其間的重復(fù)衛(wèi)星數(shù)； 3 觀測(cè)時(shí)段長(zhǎng)度 ， 應(yīng)為開(kāi)始記錄數(shù)據(jù)到結(jié)束記錄的時(shí)間段； 4 觀測(cè)時(shí)段數(shù) 1.6， 指每站觀測(cè)一時(shí)段 ， 至少 60%測(cè)站再觀測(cè)一時(shí)段 。 時(shí)段中任 一衛(wèi)星有效 觀測(cè)時(shí)間 min 表 規(guī) 范 規(guī)定 的各 級(jí) GPS 測(cè)量 基本 技術(shù) 要求 規(guī)定 項(xiàng) 目 等 級(jí) 觀測(cè)方

40、法 二等 三等 四等 一級(jí) 二級(jí) 衛(wèi)星截止高度角 （ ） 靜 態(tài) 15 15 15 15 15 快速靜態(tài) 有效觀測(cè)衛(wèi)星數(shù) 靜 態(tài) 4 4 4 4 4 快速靜態(tài) 5 5 5 5 平均重復(fù)設(shè)站數(shù) 靜 態(tài) 2 2 1.6 1.6 1.6 快速靜態(tài) 2 1.6 1.6 1.6 時(shí)段長(zhǎng)度 （ min） 靜 態(tài) 90 60 45 45 45 快速靜態(tài) 20 15 15 15 數(shù)據(jù)采樣間隔 （ S） 靜 態(tài) 10 60 10 60 10 60 10 60 10 60 快速靜態(tài) PDOP 靜態(tài)、快速靜態(tài) 6 6 6 6 6 表 規(guī)程規(guī)定的 GPS測(cè)量各等級(jí)的作業(yè)的基本技術(shù)要求 2、選擇衛(wèi)星的幾何圖形強(qiáng)度 GP

41、S定位精度同衛(wèi)星與測(cè)站構(gòu)成的圖形強(qiáng)度有關(guān) ， 與能同 步跟蹤的衛(wèi)星數(shù)和接收機(jī)使用的通道數(shù)有關(guān) 。 若接收機(jī)有觀測(cè) 到 5顆衛(wèi)星以上的能力 ， 就應(yīng)該把所有可能觀測(cè)到的衛(wèi)星都進(jìn)行 跟蹤觀測(cè) ， 若只有觀測(cè)到 4顆衛(wèi)星的能力 ， 應(yīng)在所有可見(jiàn)星中選 取 PDOP值最小的那一組衛(wèi)星進(jìn)行觀測(cè) ， 這是根據(jù)偽距定位時(shí)求 解公式推算出的選星原則 。 規(guī)范 對(duì)圖形強(qiáng)度因子 PDOP值沒(méi)有要求； 規(guī)程 對(duì)點(diǎn) 的空間位置圖形強(qiáng)度因子 PDOP值要求不應(yīng)超過(guò)上表所列值 。 級(jí) 別 二 三 四 一級(jí) 二級(jí) PDOP 6 6 6 6 6 表 圖形強(qiáng)度因子（ PDOP） 規(guī)定值 3、選擇最佳觀測(cè)時(shí)段 GPS衛(wèi)星的觀測(cè)

42、， 是待 GPS衛(wèi)星升離地平線一定的角度才開(kāi)始的 ， 這個(gè)角 度就是衛(wèi)星高度截止角 。 高度角愈小 ， 愈有利于減小三維位置圖形強(qiáng)度因子 （ PDOP） ， 從而延長(zhǎng) 最佳觀測(cè)時(shí)間；但是 衛(wèi)星高度角愈小 ， 對(duì) 流層影響愈顯著 ， 測(cè) 量誤差隨之增大 。 在 精密定位測(cè)量時(shí) ， 衛(wèi) 星高度截止角宜選定 在 15 左右 。 當(dāng)衛(wèi)星高度角 15 時(shí)，某測(cè)站上在視 GPS衛(wèi)星的 PDOP隨時(shí) 間變化曲線的例子如 左圖所示。 圖 PDOP變化曲線圖 該圖是用測(cè)站概略經(jīng)緯度和現(xiàn)有 GPS衛(wèi)星星歷所做 出的 PDOP預(yù)報(bào) ， 用以選擇最佳觀測(cè)時(shí)段 。 由圖可知 ， 整 個(gè)作業(yè)時(shí)段上除 10： 17至 10

43、： 33間 16min只有 4顆衛(wèi)星外 ， 均有 5顆以上衛(wèi)星可供觀測(cè)；除 8： 42至 8： 53約 11min內(nèi) PDOP 8外 ， 其余時(shí)間的幾何圖形處于良好狀態(tài)或一般 狀態(tài) 。 通常用一個(gè)子環(huán)路的平均經(jīng)緯度和最接近觀測(cè)時(shí) 日的 GPS衛(wèi)星星歷繪制 PDOP變化曲線 ， 以此選擇測(cè)量該 子環(huán)路的公共觀測(cè)時(shí)段 ， 而不是依每一個(gè)測(cè)站選擇最佳 觀測(cè)時(shí)段 。 四、編排作業(yè)調(diào)度表 作業(yè)小組應(yīng)在觀測(cè)前根據(jù)測(cè)區(qū)地形 、 交通狀況 、 控制網(wǎng)的大小 、 精度的 高低 、 儀器的數(shù)量 、 GPS網(wǎng)的設(shè)計(jì) 、 星歷預(yù)報(bào)表和測(cè)區(qū)的天氣 、 地理環(huán)境等編 制作業(yè)調(diào)度表 ， 以提高工作效益 。 時(shí)段 編號(hào) 觀測(cè)

44、 時(shí)間 測(cè)戰(zhàn)號(hào) /名 測(cè)戰(zhàn)號(hào) /名 測(cè)戰(zhàn)號(hào) /名 測(cè)戰(zhàn)號(hào) /名 測(cè)戰(zhàn)號(hào) /名 機(jī)號(hào) 機(jī)號(hào) 機(jī)號(hào) 機(jī)號(hào) 機(jī)號(hào) 0 1 2 3 4 表 GPS作業(yè)調(diào)度表 3.2.5、 設(shè)計(jì) GPS網(wǎng)與地面網(wǎng)的聯(lián)測(cè)方案 1.聯(lián)測(cè)點(diǎn) （ 公共點(diǎn) ） 的精度要求 聯(lián)測(cè)點(diǎn)作為 GPS成果轉(zhuǎn)化到常規(guī)地面坐標(biāo)系的基準(zhǔn)點(diǎn) ， 在 GPS測(cè)量數(shù)據(jù)處理中具有重要的意義 。 聯(lián)測(cè)點(diǎn)的地面實(shí) 用坐標(biāo)是將 GPS定位結(jié)果的 WGS 84坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換至地面坐 標(biāo)系時(shí)的起算數(shù)據(jù) ， 所以要求聯(lián)測(cè)點(diǎn)的地面坐標(biāo)具有較 高的精度 。 為此 ， 聯(lián)測(cè)點(diǎn)應(yīng)是下列幾種點(diǎn)之一： （ 1） 測(cè)區(qū)內(nèi)現(xiàn)有的最高等級(jí)的常規(guī)地面控制點(diǎn)； （ 2） 地方坐標(biāo)系中控制網(wǎng)

45、定位 、 定向的起算點(diǎn)； （ 3） 聯(lián)接國(guó)家坐標(biāo)系和地方坐標(biāo)系的聯(lián)接點(diǎn)； （ 4） 水準(zhǔn)點(diǎn) 。 2.聯(lián)測(cè)點(diǎn)的密度和分布 GPS網(wǎng)與地面網(wǎng)的聯(lián)測(cè)點(diǎn)最少應(yīng)有兩個(gè) 。 其中一個(gè)作 為 GPS在地面網(wǎng)坐標(biāo)系內(nèi)的定位起算點(diǎn) ， 兩個(gè)點(diǎn)間的方位 和距離作為 GPS網(wǎng)在地面坐標(biāo)系內(nèi)定向 、 長(zhǎng)度的起算數(shù)據(jù) 。 3.GPS網(wǎng)中水準(zhǔn)點(diǎn)的選擇和分布 GPS網(wǎng)一般是求得測(cè)站點(diǎn)的三維坐標(biāo) ， 其中高程為大地 高 ， 而實(shí)際應(yīng)用的高程系統(tǒng)為正常高系統(tǒng) 。 為此 ， 通常是 在 GPS網(wǎng)中施測(cè)或重合少量的幾何水準(zhǔn)點(diǎn) ， 用數(shù)值擬合法擬 合出測(cè)區(qū)的似大地水準(zhǔn)面 ， 繼而內(nèi)插出其它 GPS點(diǎn)的高程異 常 ， 再求出其正常高

46、。 根據(jù)研究 ， 在平原地區(qū)布測(cè)的 GPS網(wǎng)中 ， 只要用三等實(shí) 測(cè)或重合全網(wǎng)五分之一 GPS點(diǎn)的幾何水準(zhǔn) ， 用數(shù)值擬合法求 定 GPS點(diǎn)的正常高 ， 即可代替四等水準(zhǔn)測(cè)量 。 所實(shí)測(cè)的水準(zhǔn) 點(diǎn) ， 大部分應(yīng)布設(shè)在網(wǎng)的周?chē)c(diǎn)上 ， 少量放在網(wǎng)的中間 ， 以求獲得最佳效果 。 3.2.6 GPS接收機(jī)的選擇和檢驗(yàn) 一、接收機(jī)的類(lèi)型選擇 1.單 、 雙頻接收機(jī)的選擇 1） 單頻接收機(jī) 單頻接收機(jī)只能接收經(jīng)調(diào)制的 L1 信號(hào) 。 它雖然可以 利用導(dǎo)航電文提供的參數(shù) ， 對(duì)觀測(cè)量進(jìn)行電離層影響的改 正 ， 但由于改正模型的不完善 ， 誤差較大 ， 所以單頻接收 機(jī)主要用于基線較短 （ 例如 10km

47、 ） 的精密定位工作 。 但是 ， 單頻接收機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是工藝成熟 ， 所用的電子元 件較少 ， 對(duì)微處理器的要求較低 ， 不需要昂貴的互相關(guān)器 ， 不受 P 碼保密的限制 ， 產(chǎn)量大 ， 價(jià)格比雙頻接收機(jī)便宜的 多 。 2） 雙頻接收機(jī) 雙頻接收機(jī)可以同時(shí)接收 L1和 L2信號(hào) ， 利用雙頻技 術(shù)可以消除或減弱電離層折射對(duì)觀測(cè)量的影響 ， 所以定 位精度較高 ， 基線長(zhǎng)度不受限制 。 其次 ， 解算整周未知 數(shù)的時(shí)間較短 ， 約為單頻機(jī)的一半 ， 所以作業(yè)效率較高 。 GPS接收機(jī)是完成測(cè)量定位的關(guān)鍵設(shè)備 ， 可根據(jù)需要 按規(guī)范和規(guī)程選用 。 級(jí)別 AA A B C D、 E 單頻 /雙 頻 雙

48、頻 /全 波長(zhǎng) 雙頻 /全 波長(zhǎng) 雙頻 雙頻或 單頻 雙頻或單 頻 觀測(cè)量至 少有 L1、 L2載 波相位 L1、 L2載 波相位 L1、 L2載 波相位 L1載波 相位 L1載波相 位 同步觀測(cè) 接收機(jī)數(shù) 5 4 4 3 2 表 接收機(jī)選用 （ 規(guī)范 ） 等級(jí) 項(xiàng)目 二 三 四 一級(jí) 二級(jí) 接收機(jī)類(lèi)型 雙頻或單頻 雙頻或單頻 雙頻或單頻 雙頻或單頻 雙頻或單頻 標(biāo)稱(chēng)精度 （ 10mm+ 2 10 6 d （ 10mm+ 5 10 6 d （ 10mm+ 5 10 6 d （ 10mm+ 5 10 6 d （ 10mm+ 5 10 6 d 觀測(cè)量 載波相位 載波相位 載波相位 載波相位 載波相

49、位 同步觀測(cè) 接收機(jī)數(shù) 3 3 2 2 2 表 接收機(jī)選用 （ 規(guī)程 ） 二、接收機(jī)的檢驗(yàn) GPS測(cè)量工作所采用的接收設(shè)備，都必須對(duì)其性能 和可能達(dá)到的精度水平進(jìn)行檢驗(yàn)，合格后方能參加作 業(yè)。尤其對(duì)于新購(gòu)置的設(shè)備，應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行全面的檢 驗(yàn)。接收機(jī)全面檢驗(yàn)的內(nèi)容，包括一般檢視、通電檢 驗(yàn)、試測(cè)檢驗(yàn)和隨機(jī)數(shù)據(jù)后處理軟件的檢測(cè)。 1. 一般性檢視 主要檢查接收設(shè)備的各部件及其附件是否齊全 、 完好 ， 緊固部件有否松動(dòng)與脫落 ， 設(shè)備的使用手冊(cè) 及隨機(jī)軟件等資料是否齊全 。 2. 通電檢驗(yàn) 檢驗(yàn)的主要項(xiàng)目包括：設(shè)備通電后有關(guān)信號(hào)燈 、 按鍵 、 顯示系統(tǒng)和儀表的工作情況 ， 以及自測(cè)試系 統(tǒng)的工作情

50、況 。 當(dāng)自測(cè)試正常后 ， 按操作步驟進(jìn)行 衛(wèi)星的捕獲與跟蹤 ， 以檢驗(yàn)接收機(jī)捕獲衛(wèi)星的時(shí)間 ， 接收信號(hào)的信噪比及信號(hào)的鎖定等情況 。 3. 實(shí)測(cè)檢驗(yàn) 實(shí)測(cè)檢驗(yàn)應(yīng)在不同長(zhǎng)度的標(biāo)準(zhǔn)基線上 ， 或?qū)ＴO(shè)的 GPS 測(cè)量檢驗(yàn)場(chǎng)上進(jìn)行 。 標(biāo)準(zhǔn)基線的相對(duì)精度 ， 應(yīng)不低于被檢 驗(yàn)接收設(shè)備的標(biāo)稱(chēng)精度 。 實(shí)測(cè)檢驗(yàn)是接收設(shè)備檢驗(yàn)的主要 內(nèi)容之一 ， 凡是用于精密定位的接收設(shè)備 ， 都應(yīng)按作業(yè)時(shí) 間的長(zhǎng)短 ， 至少在每年出測(cè)前進(jìn)行一次 。 實(shí)測(cè)檢驗(yàn)的主要內(nèi)容包括：接收機(jī)野外作業(yè)的性能 ， 接收機(jī)的內(nèi)部噪聲水平 ， 天線相位中心的穩(wěn)定性 ， 以及對(duì) 不同測(cè)程的基線測(cè)量所能達(dá)到的精度等 。 另外 ， 天線底座

51、的圓水準(zhǔn)器和光學(xué)對(duì)中器 ， 也都要在每年出測(cè)前進(jìn)行檢驗(yàn) 和校正 。 對(duì)于作業(yè)中所使用的氣象測(cè)量?jī)x表 （ 通風(fēng)干濕表 、 氣壓表 、 溫度計(jì) ） ， 也應(yīng)定期送氣象部門(mén)檢驗(yàn) ， 以保障其 正常工作 。 3.2.7 技術(shù)設(shè)計(jì)書(shū)的編寫(xiě) 1、任務(wù)來(lái)源及工作量 2、測(cè)區(qū)概況 3、布網(wǎng)方案 4、選點(diǎn)與埋標(biāo) 5、觀測(cè) 6、數(shù)據(jù)處理 7、完成任務(wù)的措施 一 、野外選點(diǎn) 1.GPS選點(diǎn)應(yīng)符合下列要求： （ 1） 點(diǎn)位應(yīng)選設(shè)在易于安置接收設(shè)備和便于操作的地方 ， 視野 應(yīng)開(kāi)闊 。 被測(cè)衛(wèi)星的地平高度角一般應(yīng)大于 10 -15 ， 以減弱對(duì)流 層折射的影響 。 （ 2） 點(diǎn)位應(yīng)遠(yuǎn)離大功率無(wú)線電發(fā)射源 （ 如電視臺(tái)

52、、 微波站等 ， 其距離不得小于 200m； 并應(yīng)遠(yuǎn)離高壓輸電線 ， 其距離不得小于 50m） ， 以避免周?chē)艌?chǎng)對(duì) GPS衛(wèi)星信號(hào)的干擾 。 （ 3） 點(diǎn)位附近不應(yīng)有強(qiáng)烈干擾接收衛(wèi)星信號(hào)的物體 ， 并盡量避 免大面積水域 ， 以減弱多路徑誤差的影響 。 （ 4） 點(diǎn)位應(yīng)選在交通方便的地方 ， 有利于用其他測(cè)量手段聯(lián)測(cè) 或擴(kuò)展 。 （ 5） 地面基礎(chǔ)穩(wěn)定 ， 利于點(diǎn)位保存 。 （ 6） 應(yīng)充分利用符合要求的舊有控制點(diǎn) 。 3.3 GPS測(cè)量的外業(yè)實(shí)施 2.選點(diǎn)作業(yè) 選點(diǎn)人員在實(shí)地選定的點(diǎn)位上 ， 打一木樁或以其它方式加以標(biāo) 定 ， 同時(shí)樹(shù)立測(cè)旗 ， 以便埋石及觀測(cè)人員能迅速找到點(diǎn)位 ， 開(kāi)展后

53、 續(xù)工作 。 選點(diǎn)人員還應(yīng)按技術(shù)設(shè)計(jì)的要求 ， 最后確認(rèn)該點(diǎn)是否進(jìn)行 水準(zhǔn)聯(lián)測(cè) ， 并應(yīng)實(shí)地踏勘水準(zhǔn)路線 ， 提出有關(guān)建議 。 GPS點(diǎn)名可取村名 、 山名 、 地名 、 單位名 、 應(yīng)向當(dāng)?shù)卣块T(mén)或 群眾進(jìn)行調(diào)查后確定 。 當(dāng)利用符合要求的舊有控制點(diǎn)時(shí) ， 點(diǎn)名不宜 更改 。 不論是新選定的點(diǎn)或利用原有點(diǎn)位 ， 均應(yīng)按規(guī)范或規(guī)程中規(guī)定 的格式在實(shí)地繪制 GPS點(diǎn)點(diǎn)之記 ， 如表 6-7所示 。 點(diǎn)位周?chē)懈哂?10 的障礙物時(shí)；應(yīng)用平板儀和羅盤(pán)儀繪制點(diǎn)的環(huán)視圖 。 測(cè)區(qū)選點(diǎn) 完成后 ， 還應(yīng)繪制 GPS網(wǎng)選點(diǎn)圖 。 測(cè)區(qū)選點(diǎn)完成后 ， 還應(yīng)繪制 GPS網(wǎng) 選點(diǎn)圖 。 最后 ， 要對(duì)選點(diǎn)工作

54、寫(xiě)出總結(jié) ， 包括詳細(xì)的交通情況 ， 車(chē)的種 類(lèi) 、 車(chē)次以及通訊 、 供電 、 充電情況等 。 點(diǎn) 名 及 種 類(lèi) GPS點(diǎn) 名 土 質(zhì) 號(hào) 舊點(diǎn)名 所 在 地 交通路線 所在圖幅號(hào) 概略位置 X Y L B (略圖 ) 備 注 標(biāo)石說(shuō)明 （單、雙層、 類(lèi)型）舊點(diǎn) 相臨點(diǎn)（名、 號(hào)、里程、 通視否） 日期： 20 年 月 日 記錄者： 繪圖者： 校對(duì)者： 表 GPS點(diǎn)點(diǎn)之記 3.選點(diǎn)記錄 GPS 網(wǎng) 選 點(diǎn) 圖 4、標(biāo)石埋設(shè) 表 標(biāo)石類(lèi)型及其適用級(jí)別 類(lèi) 別 形 式 適 用 級(jí) 別 基巖標(biāo)石 基巖天線墩 基巖標(biāo)石 A 基本標(biāo)石 一般基本標(biāo)石 土層天線墩 巖層天線墩 凍土基本標(biāo)石 沙丘基本標(biāo)石

55、 A或 B 普通標(biāo)石 一般標(biāo)石 巖層標(biāo)石 建筑物上標(biāo)石 B E 點(diǎn)位選定后 （ 包括方位點(diǎn) ） ， 均應(yīng)按規(guī)定 繪制點(diǎn)之記 ， 其主要內(nèi)容包括：點(diǎn)位及點(diǎn)位 略圖 ， 點(diǎn)位的交通情況以及選點(diǎn)情況等 。 選點(diǎn)工作結(jié)束后 ， 應(yīng)提交的技術(shù)資料主要包括： 點(diǎn)之記及點(diǎn)的環(huán)視圖 GPS網(wǎng)選點(diǎn)圖； 選點(diǎn)工作技術(shù)總結(jié) 。 二、觀測(cè)工作 級(jí) 別 項(xiàng) 目 AA A B C D E 衛(wèi)星截止高度角 （ ） 10 10 15 15 15 15 同時(shí)觀測(cè)有效衛(wèi)星數(shù) 4 4 4 4 4 4 觀測(cè)有效衛(wèi)星總數(shù) 20 20 9 6 4 4 觀測(cè)時(shí)段數(shù) 10 6 4 2 1.6 1.6 時(shí)段長(zhǎng)度 min 靜態(tài) 720 540

56、240 60 45 40 快 速 靜 態(tài) 雙頻 +P(Y)碼 10 5 2 雙頻全波 15 10 10 單頻或雙頻半波 30 20 15 采樣間隔 S 靜態(tài) 30 30 30 10 30 10 30 10 30 快速靜態(tài) 5 15 5 15 5 15 靜態(tài) 15 15 15 15 15 15 快 速 靜 態(tài) 雙頻 +P(Y)碼 1 1 1 雙頻全波 3 3 3 單頻或雙頻半波 5 5 5 注： 1 在時(shí)段中觀測(cè)時(shí)間符合表 6 3中第七項(xiàng)規(guī)定的衛(wèi)星 ， 為有效觀測(cè)衛(wèi)星； 2 計(jì)算有效觀測(cè)衛(wèi)星總數(shù)時(shí) ， 應(yīng)將各時(shí)段的有效觀測(cè)衛(wèi)星數(shù)扣除其間的重復(fù)衛(wèi)星數(shù)； 3 觀測(cè)時(shí)段長(zhǎng)度 ， 應(yīng)為開(kāi)始記錄數(shù)據(jù)到結(jié)束

57、記錄的時(shí)間段； 4 觀測(cè)時(shí)段數(shù) 1.6， 指每站觀測(cè)一時(shí)段 ， 至少 60%測(cè)站再觀測(cè)一時(shí)段 。 1 、 觀 測(cè) 工 作 依 據(jù) 的 主 要 技 術(shù) 指 標(biāo) 2、 天線安置 天線要盡量利用腳架安置 ， 直接在點(diǎn)上對(duì)中 。 當(dāng)控制點(diǎn)上建有尋 常標(biāo)時(shí) ， 應(yīng)在安置天線之前先放倒覘標(biāo)或采取其它措施 。 只有在特 殊情況下 ， 方可進(jìn)行偏心觀測(cè) ， 此時(shí)歸心元素應(yīng)以解析法精確測(cè)定 。 天線的定向標(biāo)志線應(yīng)指向正北 。 其中 A與 B級(jí)在顧及當(dāng)?shù)卮牌切?正后 ， 定向誤差不應(yīng)大于 5 。 天線底盤(pán)上的圓水準(zhǔn)氣泡必須居中 。 天線安置后 ， 應(yīng)在每時(shí)段觀測(cè)前 、 后各量取天線高一次 。 對(duì)備有 專(zhuān)門(mén)測(cè)高標(biāo)

58、尺的接收設(shè)備 ， 將標(biāo)尺插入天線的專(zhuān)用孔中 ， 下端垂準(zhǔn) 中心標(biāo)志 ， 直接讀出天線高 。 對(duì)其它接收設(shè)備 ， 可采用傾斜測(cè)量方 法 。 從腳架互成 120 的三個(gè)空擋測(cè)量天線底盤(pán)下表面至中心標(biāo)志面 的距離 ， 互差小于 3mm時(shí) ， 取平均值 L， 若天線底盤(pán)半徑為 R， 再利用 廠方提供的平均相位中心至底盤(pán)下表面的高度 hc， 按求出天線高 。 22 ch L R h 測(cè)量氣象參數(shù)：在高精度測(cè)量中，要求測(cè)定 氣象元素，每時(shí)段氣象元素的測(cè)定不應(yīng)少于 3次，氣壓讀至 0.1mabar，氣溫讀至 0.1 復(fù)查點(diǎn)明并計(jì)入測(cè)量手簿 3、 開(kāi)機(jī)觀測(cè) 觀測(cè)作業(yè)的主要任務(wù)是捕獲 GPS衛(wèi)星信號(hào) ， 并對(duì)其

59、進(jìn)行跟 蹤 、 處理和量測(cè) ， 以獲得所需要的定位信息和觀測(cè)數(shù)據(jù) 。 對(duì)于一些品牌的接收機(jī) ， 接收機(jī)開(kāi)始記錄數(shù)據(jù)后 ， 觀測(cè) 員可使用專(zhuān)用功能鍵和選擇菜單 ， 查看測(cè)站信息 、 接收衛(wèi)星數(shù) 量 、 各通道信噪比 、 相位測(cè)量殘差 、 實(shí)時(shí)定位的結(jié)果及其變化 、 存儲(chǔ)介質(zhì)記錄情況等 。 觀測(cè)員要細(xì)心操作 ， 靜置和觀測(cè)期間防止接收設(shè)備震動(dòng) ， 防止人員和其它物體碰動(dòng)天線和阻擋信號(hào) 。 4、觀測(cè)記錄 在外業(yè)觀測(cè)過(guò)程中 ， 所有信息資料和觀測(cè)數(shù)據(jù)都要妥 善記錄 。 記錄的形式主要有以下兩種： （ 1） 觀測(cè)記錄 觀測(cè)記錄由接收設(shè)備自動(dòng)完成 ， 均記錄在存儲(chǔ)介質(zhì) （ 如磁帶 、 磁卡等 ） 上 ，

60、記錄項(xiàng)目主要有：載波相位觀測(cè) 值及其相應(yīng)的 GPS時(shí)間； GPS衛(wèi)星星歷參數(shù)；測(cè)站和接收機(jī) 初始信息 （ 測(cè)站名 、 測(cè)站號(hào) 、 時(shí)段號(hào) 、 近似坐標(biāo)及高程 、 天線及接收機(jī)編號(hào) 、 天線高 ） 。 存儲(chǔ)介質(zhì)的外面應(yīng)貼制標(biāo)簽 ， 注明文件名 、 網(wǎng)區(qū)名 、 點(diǎn)名 、 時(shí)段號(hào) 、 采集日期 、 測(cè)量手簿編號(hào)等 。 接收機(jī)內(nèi)存數(shù)據(jù)文件轉(zhuǎn)錄到外存介質(zhì)上時(shí) ， 不得進(jìn)行任何剔除和刪改 ， 不得調(diào)用任何對(duì)數(shù)據(jù) 實(shí)施重新加工組合的操作指令 。 （ 2） 測(cè)量手簿 測(cè)量手簿是在接收機(jī)啟動(dòng)前與作業(yè)過(guò)程中 ， 由測(cè)量員隨時(shí)填寫(xiě)的 。 整個(gè)觀測(cè)過(guò)程出現(xiàn)的重要 問(wèn)題及其處理情況 ， 亦應(yīng)如實(shí)地填寫(xiě)在記事欄內(nèi) 。 觀

61、測(cè)記錄和測(cè)量手簿都是 GPS精密定位的依 據(jù) ， 必須按照規(guī)定妥善保管 。 觀測(cè)者姓名 日 期 年 月 日 測(cè) 站 名 測(cè) 站 號(hào) 時(shí)段號(hào) 天 氣狀 況 測(cè)站近似坐標(biāo)： 經(jīng)度： E 緯度： N 高程： 本測(cè)站為 新點(diǎn) 等大地點(diǎn) 等水準(zhǔn)點(diǎn) 記錄時(shí)間： 北京時(shí)間 UTC 區(qū)時(shí) 開(kāi)錄時(shí)間 結(jié)束時(shí)間 接收機(jī)號(hào) 天線號(hào) 天線高： （ m） 測(cè)后校核值 1. 2. 3. 平均值 天線高量取方式略圖 測(cè)站略圖及障礙物情況 觀測(cè)狀況記錄 1.電池電壓 (快 、 條 ) 2.接收衛(wèi)星號(hào) 3.信噪比 （ SNR） 4.故障情況 5.備注 工程 GPS外業(yè)觀測(cè)手簿 GPS 外 業(yè) 觀 測(cè) 手 簿 3.4 GPS測(cè)量

62、的作業(yè)模式 1.靜態(tài)定位 （ 1） 作業(yè)方法 采用兩 套接收設(shè)備 ， 分別安置在 一條基線的兩個(gè)端點(diǎn) ， 同 步觀測(cè) 4顆衛(wèi)星 1h左右 ， 或 同步觀測(cè) 5顆衛(wèi)星 20min左 右 。 （ 2） 精度 基線的相對(duì)定 位精度可達(dá) 5mm+1ppmD， D 為基線長(zhǎng)度 （ km） 。 一、常用的定位方法 （ 3） 適用范圍 建立全球性或國(guó)家級(jí)大地控制 網(wǎng)、建立地殼運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)網(wǎng)、建立長(zhǎng)距離檢?；?線、進(jìn)行島嶼與大陸聯(lián)測(cè)、鉆井定位。 （ 4）注意事項(xiàng) 所有觀測(cè)過(guò)的基線應(yīng)組成一系 列封閉圖形，以利于外業(yè)檢核，提高成果可靠 度。并且可以通過(guò)平差，有助于進(jìn)一步提高定 位精度 。 圖 經(jīng)典靜態(tài)相對(duì)定位 2.快

63、速靜態(tài)定位 （ 1） 作業(yè)方法 在測(cè)區(qū) 中部選擇一個(gè)基準(zhǔn)站 ， 并安 置一套接收設(shè)備連續(xù)跟蹤所 有可見(jiàn)衛(wèi)星；另一臺(tái)接收機(jī) 依次到各點(diǎn)流動(dòng)設(shè)站 ， 每點(diǎn) 觀測(cè) 12min。 （ 2） 精度 流動(dòng)站相對(duì)于 基準(zhǔn)站的長(zhǎng)度中誤差為 5mm+1ppmD。 （ 3） 應(yīng)用范圍 控制網(wǎng)的建立及其加密 、 工 程測(cè)量 、 地籍 測(cè)量 、 大批相距百米左右的 點(diǎn)位定位 。 （ 4） 注意事項(xiàng) 在觀測(cè)時(shí)段內(nèi)應(yīng)確保有 5顆以 上衛(wèi)星可供觀測(cè)；流動(dòng)點(diǎn)與基準(zhǔn)點(diǎn)相距應(yīng)不 超過(guò) 20km； 流動(dòng)站上的接收機(jī)在轉(zhuǎn)移時(shí) ， 不 必保持對(duì)所測(cè)衛(wèi)星連續(xù)跟蹤 ， 可關(guān)閉電源以 降低能耗 。 圖 快速靜態(tài)相對(duì)定位模式 基準(zhǔn)站 觀測(cè)基線

64、 遷站路線 流動(dòng)站 3.準(zhǔn)動(dòng)態(tài)定位 （ 1） 作業(yè)方法 在測(cè)區(qū) 選擇一個(gè)基準(zhǔn)站 ， 安置接收 機(jī)連續(xù)跟蹤所有可見(jiàn)衛(wèi)星； 將另一臺(tái)接收機(jī)先置于 1號(hào)站 觀測(cè) 12min； 在保持對(duì)所測(cè) 衛(wèi)星連續(xù)跟蹤而不失鎖的情 況下 ， 將流動(dòng)接收機(jī)分別在 2、 3、 4 各點(diǎn)觀測(cè)數(shù)秒鐘 。 （ 2） 精度 基線的中誤差約為 12cm。 （ 3） 應(yīng)用范圍 開(kāi)闊地區(qū)的加密控制測(cè)量、 工程定位及碎部測(cè)量、剖面測(cè)量及路線測(cè)量 等。 （ 4）注意事項(xiàng) 應(yīng)確保在觀測(cè)時(shí)段上有 5顆以 上衛(wèi)星可供觀測(cè)；流動(dòng)點(diǎn)與基準(zhǔn)點(diǎn)距離不超 過(guò) 20km； 觀測(cè)過(guò)程中流動(dòng)接收機(jī)不能失鎖， 否則應(yīng)在失鎖的流動(dòng)點(diǎn)上延長(zhǎng)觀測(cè)時(shí)間 12min。

65、4.往返式重復(fù)設(shè)站 （ 1） 作業(yè)方法 建立一 個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)安置接收機(jī)連續(xù) 跟蹤所有可見(jiàn)衛(wèi)星；流動(dòng) 接收機(jī)依次到每點(diǎn)觀測(cè) 12min； 1h后逆序返測(cè)各 流動(dòng)點(diǎn) 1 2min。 （ 2） 精度 相對(duì)于基準(zhǔn) 點(diǎn) 的 基 線 中 誤 差 為 5mm+1ppmD。 圖 往返式重復(fù)設(shè)站 （ 3） 應(yīng)用范圍 控制測(cè)量及控制網(wǎng)加密、取 代導(dǎo)線測(cè)量及三角測(cè)量、工程測(cè)量及地籍測(cè) 量等。 （ 4）注意事項(xiàng) 流動(dòng)點(diǎn)與基準(zhǔn)點(diǎn)相距不超過(guò) 20km； 基準(zhǔn)點(diǎn)上空開(kāi)闊，能正常跟蹤 3顆及 以上的衛(wèi)星。 5.動(dòng)態(tài)定位 （ 1） 作業(yè)方法 建立一 個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)安置接收機(jī)連續(xù)跟蹤 所有可見(jiàn)衛(wèi)星；流動(dòng)接收機(jī)先 在出發(fā)點(diǎn)上靜態(tài)觀測(cè) 12m

66、in； 然后流動(dòng)接收機(jī)從出發(fā)點(diǎn)開(kāi)始 連續(xù)運(yùn)動(dòng)；按指定的時(shí)間間隔 自動(dòng)測(cè)定運(yùn)動(dòng)載體的實(shí)時(shí)位置 。 （ 2） 精度 相對(duì)于基準(zhǔn)點(diǎn) 的瞬時(shí)點(diǎn)位精度可達(dá) 12cm。 圖 動(dòng)態(tài)定位 （ 3） 應(yīng)用范圍 精密測(cè)定運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的軌跡、 測(cè)定道路的中心線、剖面測(cè)量、航道測(cè)量等。 （ 4）注意事項(xiàng) 需同步觀測(cè) 5顆衛(wèi)星，其中至 少 4顆衛(wèi)星要連續(xù)跟蹤；流動(dòng)點(diǎn)與基準(zhǔn)點(diǎn)相 距不超過(guò) 20km。 3.5實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量作業(yè)模式與應(yīng)用 1、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)（ RTK）定位技術(shù)簡(jiǎn)介 RTK的工作原理是將一臺(tái)接收機(jī)置于基 準(zhǔn)站上，另一臺(tái)或幾臺(tái)接收機(jī)置于載體（稱(chēng) 為流動(dòng)站）上，基準(zhǔn)站和流動(dòng)站同時(shí)接收同 一時(shí)間相同 GPS衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)，基準(zhǔn)站所 獲得的觀測(cè)值與已知位置信息進(jìn)行比較，得 到 GPS差分改正值。然后將這個(gè)改正值及時(shí) 地通過(guò)無(wú)線電數(shù)據(jù)鏈電臺(tái)傳遞給共視衛(wèi)星的 流動(dòng)站以精化其 GPS觀測(cè)值，得到經(jīng)差分改 正后流動(dòng)站較準(zhǔn)確的實(shí)時(shí)位置。 2、 RTK作業(yè)模式與應(yīng)用 （ 1）快速靜態(tài)測(cè)量 （ 2）準(zhǔn)動(dòng)態(tài)測(cè)量 （ 3）動(dòng)態(tài)測(cè)量 3、 RTK系統(tǒng)的組成 下面以美國(guó)天寶導(dǎo)航有限公司生產(chǎn)的 4800GPS雙頻接收機(jī)為例 ， 說(shuō)明 RTK的系