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GPS测量规范
发布人:    发布时间:2010-11-4 10:48:39    

中华人民共和国国家标准

全球定位系统(GPS)测量规范   GB/T 18314-2001

Specifications for global positioning system (GPS) surveys

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------

1. 范围

本标准规定利用全球定位系统(GPS)按静态、快速静态定位原理,建立测量控制网(简称(GPS)控制网)的原则、等级划分和作业方法。

本标准适用于国家和局部GPS控制网的设计、布测和数据处理。

2. 引用标准

下列标准所包含的条文,通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时,所示版本均为有效。所有标准都会被修订,适用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。

GB 12897-1991  国家一、二等水准测量规范

GB 12898-1991  国家三、四等水准测量规范

GB/T 17942-2000  国家三角测量规范

CH 1002-1995  测绘产品检查验收规定

CH 1003-1995  测绘产品质量评定规定

CH/T 1004-1999  测绘技术设计规定

CH 8016-1995  全球定位系统(GPS)测量型接收机检定规程

3. 术语

3.1观测时段  observation session

测站上开始接收卫星信号到停止接受,连续观测的时间间隔称为观测时段,简称时段。

3.2同步观测  simultaneous observation

两台或两台以上接收机同时对一组卫星进行的观测。

3.3同步观测环  simultaneous observation loop

三台或三台以上接收机同步观测所获得的基线向量构成的闭合环。

3.4独步观测环  independent observation loop

由非同步观测获得的基线向量构成的闭合环。

3.5数据剔除率  percentage of data rejection

同一时段中,删除的观测值个数于获得的观测值总数的比值。

3.6天线高  antenna height

观测时接收机相位中心至测站中心标志面的高度。

3.7参考站  Reference station

在一定的观测时间内,一台或几台接收机分别固定在一个或几个测站上,一直保持跟踪观测卫星,其余接收机在这些测站的一定范围内流动设站作业,这些固定测站就成为参考站。

3.8流动站  roving station

在参考站得一定范围内流动作业的接收机所设立的测站。

3.9观测单元  observation unit

快速静态测量定位时,参考站从开始至停止接收卫星信号连续观测的时间段。

3.10世界大地坐标系  1984(GPS84)  World Geodetic System 1984

由美国国防部在与WGS72相应的精密星历NSWC-9Z-2基础上,采用1980大地参考数和BIH1980.0 系统定向所建立的一种地心坐标系。

3.11国际地球参考框架  ITRF YYInternational Terrestrial Reference Frame

由国际地球自转服务局推荐的以国际参考子午面和国际参考极为定向基准,以LERS YY天文常数为基础所定义的一种地球参考系和地心(地球)坐标。

3.12GPS静态定位测量  static GPS positioning

通过在多个测站上进行若干个时段同步观测,确定测站之间相对位置的GPS定位测量。

3.13GPS快速静态定位测量  rapid static GPS positioning

利用快速整周模糊度解算法原理所进行的GPS静态定位测量。

3.14永久性跟踪站  permanent tracking station

长期连续跟踪接收卫星信号的永久性地面观测站。

3.15单基线解  single baseline solution

在多台GPS接收机同步观测中,每次选取两台接收机的GPS观测数据解算相应的基线向量。

3.16多基线解  multi-baseline solution

m(m3)GPS接收机同步观测值中,由m-1条独立基线构成观测方程,统一解算出m-1条基线向量。

4. 坐标系和时间系统

4.1坐标系

4.1.1 GPS测量采用广播星历时,其相应坐标系为世界大地坐标系WGS84。该坐标系的地球椭圆基本参数以及主要几何和物理常数见附录A(标准的附录)

GPS测量采用精密星历时,其坐标系为相应历元的国际地球参考框架ITRF YY。当换算为大地坐标时,可采用与WGS84相同的地球椭球基本参数以及主要几何和物理常数。

4.1.2当要求提供1980西安坐标系或其他参考坐标系时,可按坐标转换等方法求得这些坐标系的坐标。

当要求提供1985国家高程基准或其他高程系高程时,可按高程拟合、大地水准面精化等方法求得这些高程系统的高程。

1980西安坐标系及1954年北京坐标系的参考椭球基本参数以及主要几何和物理常数见附录A(标准的附录)

4.2时间系统

GPS测量采用GPS时间系统,手簿纪录宜采用世界协调时(UTC)

5. 精度分级

5.1GPS测量按其精度划分为AAABCDE级。

GPS快速静态定位测量可用于CDEGPS控制网的布设。

5.2各级GPS测量的用途:

AA级主要用于全球性的地球动力学研究、地壳形变测量和精密定轨;

A级主要用于区域性的地球动力学研究和地壳形变测量;

B级主要用于局部形变监测和各种精密工程测量;

C级主要用于大、中城市及工程测量的基本控制网。

DE级主要用于中、小城市、城镇及测图、地籍、土地信息、房产、物探、勘测、建筑施工等的控制测量。

AAA级。可作为建立地心参考框架的基础。

AAAB级可作为建立国家空间大地测量控制网的基础

5.3各级GPS网相邻点基线长度精度用下列公式表示,并按表1规定执行。

1  精度分级


级别

固定误差

比例误差系数

AA

A

B

C

D

E

3

5

8

10

10

10

0.01

0.1

1

5

10

20

σ=a²+(b.d.10-6)²

式中:σ—标准差,㎜;

a---固定误差,㎜;

b---比例误差系数,

d---相邻点间距离,㎜。

5.4GPS测量大地高差的精度,固定误差a和比例误差系数b按表1可放宽1倍执行。

            AAA级平差后在ITRF YY地心参考框架中的点位精度及对连续观测站经多次观测后计算的相邻站间基线长度年变化率测定精度,按表2规定执行。

2  点位精度和基线长度年变化率精度规定

级别

点位地心坐标精度,m

基线长度年变化率精度,㎜/

AA

0.05

2

A

0.1

3

6. 网的技术设计

6.1技术设计基本要求

GPS网布测前应进行技术设计,以得到最优的布测方案。技术设计书的格式、内容、要求与审批程序按照CH/T 1004进行。

6.2技术设计准备

6.2.1根据任务的需要,收集测区范围既有的国家三角点、导线点、天文重力水准点、水准点、甚长基线干涉测量站、卫星激光测量站、天文台和已有的GPS站点资料,包括点之记、网图、成果表、技术总结等。

6.2.2搜集测区范围内有关的地形图、交通图及测区总体建设规划和近期发展方面的资料。若任务需要,还应搜集有关的地震、地质资料等。

6.2.3技术设计前,应对上述资料分析研究,必要时进行实地勘察,然后进行图上设计。

6.3技术设计的原则

6.3.1在设计图上应标出新设计的点位、点名、点号和级别,还应标出相关的各类测量站点、水准路线及主要的交通路线、水系和居民地等。

6.3.2GPS网布设原则

6.3.2.1GPS网布设应视其目的、要求的精度、卫星状况、接收机类型和数量、测区已有的资料、测区地形和交通状况以及作业效率综合考虑,按照优化设计原则进行。

6.3.2.2AAABGPS网应布设成连续网,除边缘点外,每点的连接点数应不少于3点。CDEGPS网可布设成多边形或附合路线。

6.3.2.3A级及A级以下各级GPS网中,最简独立闭合环或附合路线的边数应符合表3的规定。

3  最简独立闭合环或附合路线的边数的规定

级别

A

B

C

D

E

闭合环或附合路线的边数

5

6

6

8

10

6.3.2.4各级GPS网相邻点间平均距离应符合表4要求。相邻点最小距离可为平均距离的1/31/2;最大距离可为平均距离的23倍。

4  GPS网相邻点间平均距离(KM)

项目      级别

AA

A

B

C

D

E

平均距离

1000

300

70

1015

510

0.25

6.3.2.5AAABGPS网点,应与GPS永久性跟踪站联测;其联测的站数,AA级不得少于4站,A级不得少于3站,B级不得少于2站。

6.3.2.6ABGPS网,应尽量与周围的GPS地壳形变监测网、基本验潮站联测。

6.3.2.7AAABGPS网点已与参加过全国天文大地网整体平差的三角点、导线点和一、二等水准点并置或重合。

6.3.2.8新布设的GPS网应与附近已有的国家高等级GPS点进行联测,联测点数不得少于2点。

6.3.2.9BGPS网,在高程异常变化剧烈地区,其点间的距离不宜超过100km;在地壳断裂带或地震频发地区,其点间距离以适当缩短。

6.3.2.10大陆、岛、礁之间的ABGPS网的边长可视实际情况变通,重要岛、礁与大陆之间的联测,其连接的点数不应少于3个。

6.3.2.11为求定GPS点在某一参考坐标系中坐标,应与该参考坐标系中的原有控制点联测,联测的总点数不得少于3点。

    在需要常规测量方法加密控制网的地区,CDEGPS网点应有12方向通视。

6.3.2.12为求得GPS网点的正常高,应根据需要适当进行高程联测。AAA级网应逐点联测高程,B级网至少每隔23点,B级网每隔36点联测一个高程点,D级与E级网可依具体境况确定联测高程的点数。

6.3.2.13AAAGPS点的高程联测,应按GB 12897二等水准的方法进行,BGPS点的高程联测,应按GB 12898三等水准或与其精度相当的方法进行,CDEGPS点的高程联测,应按GB 12898四等水准或与其精度相当的方法进行高程联测。

6.3.2.14GPS快速静态定位网的布设,除应满足上述有关规定外,还应满足下列要求:

        a)相邻地区两个观测单元之间的流动站的重合点数:CD级不应少于2点,E级不应少于1点;

        b)相邻点的距离大于20km时,应采用GPS静态定位法施测;

        c)当网中相邻点间距离小于该级别所要求的相邻点间最小距离时,两相邻点必须直接进行同步观测;

        d)对于双参考站作业方式,不同观测单元的基准基线宜相互联结,以构成整个网的骨架。

        e)DEGPS网可采用单参考站作业方式,对相邻观测单元的一些流动测站点必须进行二次设站观测。

6.4技术设计后应上交的资料:

    a)野外踏勘技术总结;

    b)测量任务书与专业设计书(附技术设计图)

7. 选点

7.1选点准备

7.1.1选点人员在实地选点前,应收集有关布网任务与测区的资料,包括测区1:50000或更大比列尺地形图,已有各类控制点、卫星跟踪站的资料等。

7.1.2选点人员应充分了解和研究测区情况,特别是交通、通讯、供电、气象及大地点等情况。

7.2点位基本要求

a)周围应便于安置接收设备和操作,视野开阔,视场内障碍物的高度角不宜超过15º;

b)远离大功率无线电发射源(如电视台、电台、微波站等),其距离不小于200m;远离高压输电线和微波无线电信号传送通道,其距离不得小于50m

c)附近不应有强烈反射卫星信号的物体(如大型建筑物等)

d)交通方便、并有利于其他测量手段扩展和联测;

e)地面基础稳定,易于点位保存;

f)AAABGPS点,应选在能长期保存的地点;

g)充分利用符合要求的旧有控制点;

h)选站时应尽可能使测站附近的小环境(地形、地貌、植被等)与周围的大环境保持一致,以减少气象元素的代表性误差。

7.3辅助点与方位角

7.3.1非基岩的AAAGPS的附近应埋设13个辅助点,并测定其与GPS点的距离和高差,精度应优于±5㎜。

7.3.2GPS点可视需要设立与其通视的方向点,选点应目标明确,观测方便,和GPS点的距离一般不小于300m

7.4选点作业

7.4.1选点人员应按照技术设计书经过踏勘,在实地案7.2要求选定点位,并在实地加以标定。

7.4.2当利用旧点时,应检查旧点的稳定性、可靠性和完整性,符合要求方可利用。

7.4.3点名应取居民地名,CDEGPS点名也可取山名、地名、单位名,应向当地政府部门或群众进行调查后确定。少数民族地区应使用准确的音译汉语名,在音译后可附上原文。

新旧点重合时,应采用原有旧点名,不得更改,如确需更改应在新店名后括号内附上旧点名。如与水准点重合时,应在新店名后括号内附上水准点等级、编号。

在同一网区有相同点时,应在点名后附上()()加以区别。

点名书写采用汉字,一律以国务院公布的简化字为准。

点号编排应便于计算机管理。

7.4.4需要水准联测得GPS点,应实地踏勘水准路线情况,选择联测水准点和绘出联测路线图。

7.4.5不论新选定的点或利用旧点(包括辅助点与方向点),应实地按照附录B形式绘制点之记,其内容要求在现场详细记录,不得追记。

7.4.6AAAGPS点,在其点之记中应填写地质概要、构造背景及地形地质构造略图。

7.4.7点位周围有高于10的障碍物时,应绘制点的环视图,其形式见附录B

7.4.8一个网区选点完成后,应绘制GPS网选点图,其形式见附录B

7.5选点结束后应上交的资料

a)用黑墨水填写的道林纸点之记、环视图;

b)GPS网选点图(测区较小,选点、埋石与观测一期完成时,可以展点图代替)

c)选点工作总结。

8. 埋石

8.1标石类型

8.1.1GPS点的标石类型及其适用级别按表5规定执行。

GPS点的标石类型

标石类型

适用级别

a.基岩天线墩

b.岩层天线墩

c.基岩标石

d.岩层普通标石

e.土层天线墩

f.普通基本标石

g.冻土基本标石

h.固定沙丘基本标石

i.普通标石

j.建筑物上的标石

AAA

AAA

B

BE

AAA

BE

B

B

BE

BE

C级以下临时性工程网点,可埋设简易标志。

8.1.2各种类型的标石应设有中心标志,基岩和基本标石的标石中心标志应用铜或不锈钢制作。普通标石的中心标志可用铁或坚硬的复合材料制作。标志中心应可有清晰、精细的十字线或嵌入不同颜色金属(不锈钢或铜)制作的直径小于0.5㎜的中心点。并应在标志表面制有“GPS”及施测单位名称。

8.1.3各种标志的规格,见附录B

8.1.4各种天线墩必须附有强制对中装置。

8.2埋石作业

8.2.1各级GPS点的标石应用混泥土灌制。在有条件的地区,也可用整块花岗石、青石等坚硬石料凿制,但其规格应不小于同类标石的规定。

8.2.2埋设天线墩、基岩标石、基本标石时,应现场浇灌混泥土。普通标石可预先制做,然后运往各点埋设。

8.2.3埋设标石,须使各层标志中心严格在同一铅垂线上,其偏差不得大于2㎜。强制对中装置的对中精度不得大于1㎜。

8.2.4当利用旧点时,应首先确认该点标石完好,并符合同级GPS点埋设要求,且能长期保存。必要时需要挖开标石侧面查看标石情况。如遇上标石被破坏,可以下标石为准,重埋上标石。

8.2.5方位点应埋普通标石,并加适当标注以便与GPS点相。区分

8.2.6GPS点埋石所占土地,应经土地使用者或管理部门同意,并办理相应手续。新埋标石时应办理测量标志委托保管书,一式三份,交标石保管的单位或个人,上交和存档各一份。利用旧点时需对委托保管书进行核实,若委托保管情况不落时应重新办理。

8.2.7AAAB级点标石埋设后,至少需经过一个雨季,冻土地区至少需经过一个冻解期,基岩或岩层标石至少需经过一个月后,方可用于观测。

8.3标石外部整饰

8.3.1各类GPS点混泥土标石灌制时,均应在基上压印GPS点的类型、埋设年代和国家设施勿动的字样。

8.3.2BGPS点表示埋设后,需在周围砌筑混泥土方井或圆井护框,其内径根据情况而定,但至少不小于0.6m,高为0.2m

8.3.3荒漠或平原不宜寻找的GPS点还需在其近旁埋设指示牌,其规格参见GB 12898

8.4埋石结束上交资料

a)填写了埋石情况的GPS点之记;

b)土地占用批准文件与测量标志委托保管书;

c)埋石工作总结。

9. 仪器

9.1接收机选用

GPS接收机的选用,根据需要按表6规定执行。

9.2接收设备检验

9.2.1新购置的GPS接收机应按规定进行全面检验后使用。

9.2.2GPS接收机全面检验包括:一般检视、通电检验、试测检验。

9.2.2.1一般检视应符合下列规定:

a)GPS接收机及天线的外观应良好,型号应正确;

b)各种部件及其附件应匹配、齐全和完好;

c)需紧固的部件应不得松动和脱落;

d)设备使用手册和后处理软件操作手册及磁()盘应齐全。

6   接收机选用

级别

AA

A

B

C

DE

单频/双频

双频/全波长

双频/全波长

双频

双频或单频

双频或单频

观测量至少有

L1L2载波相位

L1L2载波相位

L1L2载波相位

L1载波相位

L1载波相位

同步观测接收机数

5

4

4

3

2

9.2.2.2通电检验应符合下列规定:

a)有关信号灯工作应正常;

b)按键和显示系统工作应正常;

c)利用自测试命令进行测试;

d)检验接收机锁定卫星时间的快慢,接收信号强弱及信号失锁情况。

9.2.2.3试验检验前,还应检验:

a)天线或基座圆水准器和光学对中器是正确;

b)天线高量尺是否完好,尺长精度是否正确;

c)数据传录设备及软件是否齐全,数据传输性能是否完好;

d)通过实例计算,测试和评估数据后处理软件。

9.2. 3GPS接收设备一般检视和通电检验完成后,应在不同长度的标准基线(6.3.2.4规定的不同长度的基线)上进行以下测试:

a)接收机内部嘈声水平测试;

b)接收机天线相位中心稳定性测试;

c)接收机野外作业性能及不同测程精度指标测试;

d)接收机频标稳定性检验和数据质量的评价;

e)接收机高低温性能测试;

f)接收机综合性能评价等。

9.2.4GPS接收机测试检验的方法和技术要求,见CH 8016

9.2.5GPS接收设备每年应定期检验:第9.2.2.1、第9.2.2.2、第9.2.2.3

9.2.6不同类型的接收机参加共同作业时,应在已知高差的基线上进行比对测试,超过相应等级限差时不得使用。

9.2.7GPS接收机或天线受到强烈撞击后,或更新接收机部件,或更新天线与接收机的匹配关系后,应按新购买仪器做全面检验。

9.2.8天线或基座的圆水准器泡、光学对中期,作业期间至少1个月检校一次。

9.3接收设备的维护

9.3.1GPS接收机等仪器应指定专人保管,不论采用何种运输方式,均要求专人押运,并应采取防震措施,不得碰撞倒置和重压,软盘驱动器在运输中应插入保护片或废磁盘。

9.3.2作业期间,必须严格遵守技术规定和操作要求,作业人员须经培训合格后方可上岗操作,未经允许非作业人员不得擅自操作仪器。

9.3.3接收仪器应注意防震、防潮、防晒、防尘、防蚀、防辐射,定期分别用清洗盘和专用清洁剂清洗软盘驱动器或磁带机的磁头;电缆线不得扭折,不得在地面拖拉、碾砸,其接头和联结器要经常保持清洁。

9.3.4作业结束后,应及时擦净接收机上的水汽和尘埃,及时存放在仪器箱内。仪器箱应置于通风、干燥阴凉处,箱内干燥剂呈粉红色时,应及时更换。

9.3.5仪器交接时应按9.2.21规定的一般检视的项目进行检查,并填写交接情况记录。

9.3.6接收机在外接电源前,应检查电压是否正常,电池正负极切勿接反。

9.3.7 当天线置于楼顶、高标及其他设施的顶端作业时,应采取加固措施,雷雨天气时应有避雷设施或停止观测。

9.3.8接收机在室内存放期间,室内应定期通风,每隔12个月应通电检查一次,接收机内电池要保持充满电状态,外接电池应按电池要求按时充放电。

9.3.9严禁拆卸接收机个部件,天线电缆不得擅自切割改装、改换型号或结长。如发生故障,应认真记录并报告有关部门,请专业人员维修。

9.4辅助设备的检验

GPS定位测量所用通风干湿表与空盒气压表应定期送计量检定部门检验,在有效期内使用。

10.观测

10.1观测区的划分

10.1.1AAAB级网的布设视测区范围的大小,可实行分区观测。当实行分区观测时,相邻分区间至少应有4个公共点。

10.1.2任一个同步观测子区或观测单元子区参加观测的接收机台数应符合标6第三项的规定。

10.2观测计划

    作业调度者根据测区地形和交通状况、采用的GPS作业方法(静态或快速静态定位测量)设计的基线的最短观测时间等因素综合考虑,

10.3基本技术规定

10.3.1各级GPS测量基本技术规定应符合表7要求。


7  各级GPS测量基本技术要求规定

项目                        级别

AA

A

B

C

D

E

卫星截止高度角(º)

10

10

15

15

15

15

同时观测有效卫星总数

4

4

4

4

4

4

有效观测卫星总数

20

20

9

6

4

4

观测时段数

10

6

4

2

1.6

1.6

时段长度min

静态

720

540

240

60

45

40

快速静态

双频+P(Y)

10

5

2

双频全波

15

10

10

单频或双频半波

30

20

15

采样间隔s

静态

30

30

30

1030

1030

1030

快速静态

515

515

515

时段中任意卫星有效观测时间min

静态

15

15

15

15

15

15

快速静态

双频+P(Y)

1

1

1

双频全波

3

3

3

单频或双频半波

5

5

5

1 在时段中观测时间符合表7中第七项规定的卫星,为有效观测卫星。

2 计算有效观测卫星总数时,应将个时段的有效观测卫星数扣除其间的重复卫星数。

3 观测时段长度,应为开始记录数据到结束纪录的时间段。

观测时段数≥1.6,指每站观测一时段,至少60%测站再观测一时段。

10.3.2AAAB级观测时段分布应尽可能日夜均匀,且夜间观测时段所占比例不得少于25%。夜间观测从日落后1小时开始起算至日出为至(以同步环最西部点位标准)

10.3.3AAAB级测量必须同时观测记录各项气象元素和天气状况。CDE级测量可不观测气象元素,而只记录天气状况。

10.3.4GPS静态定位测量时,观测数据文件名中应包含测站名或测站号、观测单元、测站类型(是参考站还是流动站)、日期、时段号等信息,

10.3.5雷电、风暴天气时,不宜进行AAABGPS测量。

10.4观测准备

10.4.1GPS接收机在开始观测前,应进行预热和静置,具体要求按接收机操作手册进行。

10.4.2天线安置应符合下列要求:

a) 用三脚架安置天线时,其对中误差不应大于3㎜;B级不应在高标上安置天线;

b)需在觇标的基板上安置天线时,应先卸去觇标顶部,将标志中心投影至基板上,然后以投影点安置天线。投影点示误三角形的最大边或示误四边形的长对角线不得大于5㎜,投影方法见GB/T 17942

c)GPS点上建有寻常标时,应在安置天线前放倒觇标或采取其他措施;

d)B级及以上各级GPS测量,其定向标志线应指向正北,估计当地磁偏角修正后,其定向误差应不大于±5°,对于定向标志不明显的接收机天线,可预先设置标记,每次按此标记安置仪器.

e)天线集成体上的圆水准气泡必须居中,没有圆水准气泡的天线,可调整天线基座脚螺旋,使在天线互为120°方向上量取的天线高互差小于5㎜。

10.5观测作业的要求

10.5.1观测组必须严格遵守调度命令,按规定的时间进行作业。

10.5.2经检查接收几电源电缆和天线等各项连接无误,方可开机。

10.5.3开机后经检验有关指示灯与仪表显示正常后,方可进行自测试并输入测站、观测单元和时段等控制信息。

10.5.4接收机启动前与作业过程中,应随时逐项填写测量手簿中的记录项目,测量手簿格式、记录内容及要求见附录D

10.5.5接收机开始记录数据后,观测员可使用专项功能键和选择菜单,查看测站信息、接收卫星数、卫星号、卫星健康状况、各通道信噪比、相位测量残差、实时定位的结果及其变化、存储介质记录和电源情况等,如发现异常情况或未预料到的情况,应记录在测量手簿的备注栏内,并及时报告调度组织者。

10.5.6每时段观测开始及结束前各记录一次观测卫星号、天气状况、实时定位经纬度和大地高、PDOP值等。须观测记录气象元素的等级GPS网点,每时段气象观测应不少于2次。一次在时段开始时,一次在时段结束时。时段长度超过2h时,应每当UTC整点时增加观测记录上述内容一次,夜间放宽到4h

10.5.7气象观测所用通风干湿表需悬挂在测站附近,与天线相位中心大致等高度处。悬挂地点应通风良好,避开阳光直接照射,便于读数。空盒气压表可置于测站附近地面,其读数应顾及至天线相位中心高度,加入相应的高程修正。

    当测站附近的小环境与周围的大环境不一致时,可在合适的地方两侧气象元素,然后加上高差修正化为天线相位中心处的气象元素。

10.5.8每时段观测前后应各量取天线高一次,其测量方法及要求见附录D。两次量高之差不应大于3㎜,取平均值作为最后天线高。若互差超限,应查明原因,提出处理意见记入测量手簿记事栏。

10.5.9除特殊情况外,不宜进行偏心观测,若迫不得己进行时,应测定归心元素,其方法可参考附录FGB/T 17942

10.5.10观测员要细心操作,观测期间防止接收设备震动,更不得移动,要防止人员和其他物体碰动天线或阻碍信号。

10.5.11观测期间,不得在天线附近50m以内使用电台,10m以内使用对讲机。

10.5.12天气太冷时,接收机应适当保暖;天气很热时,接收机应避免阳光直接照晒,确保接收机正常工作。

10.5.13一时段观测过程中不允许进行以下操作:

a)接收机关闭又重新启动;

b)进行自测试;

c)改变卫星仰角限;

d)改变数据采样间隔;

e) 改变天线位置;

    f)按动关闭文件和删除文件等功能键;

10.5.14GPS快速静态定位测量中,同一观测单元期间

a)参考站观测不能中断;

b)参考站和流动站采样间隔要相同,不能变更。

10.5.15经认真检查,所有规定作业项目均已全面完成,并符合要求,记录与资料完整无误,且将点位和觇标恢复原状后,方可迁站。

11.            外业成果记录

11.1记录类型

GPS测量作业所获得的成果纪录应包括以下三类:

a)观测记录(磁盘、光盘或磁带存储)

b)测量手簿;

c)其他纪录,主要有观测计划、偏心观测资料等。

11.2记录内容

11.2.1观测记录项目主要有:

a)载波相位观测值、C/A码伪距和P(Y)码伪距等;

b)对应观测值的GPS时间;

c)GPS卫星星历参数;

d)测站和接收机初始信息:测站名、测站号、观测单元号、参考站和流动站、时段号、近似坐标及高程、天线及接收机编号、天线高、观测日期、采样间隔、卫星截止高度角。

11.2.2测量手簿分为四种。AAAB级静态定位测量一种,CDE级静态定位测量一种,GPS快速静态定位参考站测量一种,及GPS快速静态定位流动站测量一种,格式见附录D

11.3记录要求

11.3.1观测前和观测过程中应按要求及时填写各项内容,书写要认真细致,字迹清晰、工整、美观。

11.3.2各项观测记录一律使用铅笔,不得开刀和涂改,不得转抄和追记,如有读、记错误,可整齐划掉,将正确数据写在上面并注明原因。其中天线高、气象读数等原始记录不得连环涂改。

11.3.3手簿整饰,存储介质注记和各种计算一律使用篮黑墨水书写。

11.3.4外业观测中接收机内存储介质上的数据文件应及时拷贝成一是两份,并在外存储介质外面适当处制贴标签,注明网区名、点名、点号、观测单元号、时段号、文件名、采集日期、测量手簿编号等。两份存储介质应分别保存在专人保管的防水、防静电的资料箱内。

11.3.5接收机内存数据文件卸到外存介质上时,不得进行任何剔除、删改和编辑。

11.3.6测量手簿应事先连续编印页码并装订成册,不得缺损。

11.3.7其他纪录,亦应分别装订成册。

12.            数据处理

12.1基线向量解算

12.1.1软件及要求

C级及以下各级GPS网基线解算及BGPS网及基线预处理可采用随接收机配备的商用软件,AAABGPS网基线精处理须采用专门的软件,计算结果中应包括相对定位坐标和协方差阵等平差所需的元素。新启用的软件需经有关部门的试验鉴定并经业务部门批准方可使用。

12.1.2准备工作

a)基线解算前,应按规范、技术设计和CH 1002及时对外业全部资料全面检查和验收,其重点包括:

1)成果是否符合调度命令和规范要求;

2)观测数据质量分析是否合理。

b)起算点坐标系,AAAB级应为ITRF YY国际地球参考框架,C级以下可为WGS 84坐标系。AAAB级起算点的瞬时历元坐标精度应分别不低于0.2m1m3mC级以下各点起算点坐标精度应不低于20m

c)外业观测的气象数据要换算成适合于处理软件所需要的单位;

d)当采用不同类型接收机时,应将观测数据转换成同一格式;

e)高标点、偏心观测点,应根据天线高纪录、投影手簿或偏心用纸等计算归心改正数,计算公式可参见附录FGB/T 17942

12.1.3解算方案

a)根据外业施测的精度要求和实际情况、软件的功能和精度,可采用多基线解或单基线解;

b)每个同步观测图形只能选定一个起算点;

c)快速静态定位测量以观测单元为单位指定解算方案。

12.1.4基线向量解算基本要求

a) AAAB级网基线精处理应采用精密星历。

BGPS网基线外业预处理和C级以下各级网基线处理时,可采用广播星历。

b)各级GPS观测值均应加入对流层延迟修正,对流层延迟修正模型中的气象元素可采用标准气象元素。

c)基线解算,按, 同步观测时段为单位进行。按多基线解时,每个时段须提供一组独立基线向量及其完全的方差—协方差阵;按单基线解算时,须提供每条基线分量及其方差—协方差阵。

d)B级以上各级GPS网,基线解算可采用双差解、单差解或非差解。

C级以下各级GPS网,根据基线长度允许采用不同的数据处理模型。但是15km内的基线,须采用双差固定解。15km以上的基线允许在双差固定解和双差浮点解中选择最优结果。

e)对于所有同步观测时间短于35min的快速定位基线,必须采用合格的双差固定解作为基线解算的最终结果。

12.2外业数据质量的检核

12.2.1同一时段观测值的数据剔除率,其值宜小于10%。

12.2.2B级基线外业预处理和C级以下各级GPS网基线处理,复测基线的长度较差ds,两两比较应满足下式的规定:ds22σ………………………………………………………………… (2)

式中:σ—相应级别规定的精度(按实际平均边长计算)

12.2.3各级GPS网同步环闭合差,不宜超过附录E规定。

12.2.4C级以下各级网,及BGPS网外业基线预处理结果,其独立闭合环或附合路线坐标闭合差应满足:        WX3n σ

WY3n σ

WZ3n σ…………………………………………………………………(3)

WS33n σ

式中:    n—闭合环边数;

σ—相应级别规定的精度(按实际平均边长计算)

WS≤√WX2WY2WZ2

12.3AAAB级基线精处理结果质量检验

12.3.1AAAB级基线精处理后应计算基线的分量、分量、分量及边长的重复性,重复性定义为:

RC[Σ∆∑∙∕½-]nn-1

12.3.2

12.3.3

12.3.4

12.3.5

12.4

12.4.1

12.4.2

12.4.3

12.4.4

12.4.5

12.5

12.5.1

12.5.2

12.5.2.1

12.5.2.2

12.5.2.3

a)

b)

12.5.2.4

12.5.3

12.5.3.1

12.5.3.2

12.5.3.3

a)

b)

12.5.3.4

12.5.3.5

12.5.4

12.5.4.1

12.5.4.2

12.5.5

12.5.5.1

12.5.5.2

12.5.5.3

12.6

12.6.1

12.6.2

a)

b)

c)

d)

e)

f)

g)

h)

12.6.3

a)

b)

c)

d)

13.            成果验收与上交资料

13.1成果验收

13.1.1成果验收按CH 1002进行。交送验收的成果,包括观测记录的存储介质及其备份,内容与数量必须齐全、完整无损,各项注记、整饰应符合要求。

13.1.2验收重点包括:

a)实施方案是否符合规范和技术设计要求;

b)补测、重测和数据剔除是否合理;

c)数据处理的软件是否符合要求,处理的项目是否齐全,起算数据是否正确;

d)各项技术指标是否达到要求。

13.1.3验收完成后,应写出成果验收报告。在验收报告中应按CH 1003对成果的质量做出评定。

13.2上交资料

a)测量任务书(或合同书)、技术设计书;

b)点之记、环视图、测量标志委托保管书、选点资料和埋石资料;

c)接收设备、气象及其它仪器的检验资料;

d)外业观测记录、测量手簿及其它纪录;

e)数据处理中生成的文件、资料和成果表;

f)GPS网展点图;

g)技术总结和成果验收报告。


附录A

(标准的附录)

大地坐标系有关说明

A1  WGS84大地坐标系的地球椭球基本参数及主要几何和物理常数

A1.1地球椭球基本参数

长半径 a=6 378 137m

地球引力常数(含大气层) GM=3 986 005×108m3s2

正常化二阶带谐系数 C2.0=484.166 85×106

地球自转角速度 ω=7 292 115×1011rad1

A1.2主要几何和物理常数

短半径

扁率

第一偏心率平方

第二偏心率平方

椭球正常重力位

赤道正常重力位

A1.3 WGS84(G730)大地坐标系,其他地球椭球基本参数及主要几何和物理常数A1.1A1.2同规定。

A2  1980西安坐标系的参考椭球基本参数及主要几何和物理常数

A2.1参考椭球基本参数

长半径

地球引力常数(含大气层)

二阶带谐系数

地球自转角速度

A2.2主要几何和物理常数

短半径

扁率

第一偏心率平方

第二偏心率平方

椭球正常重力位

赤道正常重力位

A3  1954年北京坐标系参考椭球的基本几何参数

长半径

短半径

扁率

第一偏心率平方

第二偏心率平方


附录B

(标准的附录)

选点与埋石资料及说明


附录C

(标准的附录)

气象仪表的主要技术要求

C1   通风干湿表的主要技术要求和使用

C1.1 主要技术要求

a) 在温度-10~+45的范围,可测10%~100%的相对湿度。

b) 温度表的刻度应在-26~+41的范围内,其最小分度值应为0.2

c) 通风器开动后,在第四分钟末,温度表球面周围的通风速度不得小于2.5m/s,在第六分钟末,不得小于2.2m/s

d) 每分钟末通风速度的改变不应大于0.2m/s

C1.2通风干湿表遇有下列情况之一时,应进行再检定。

a)在同一海拔高度上,发条盒转动第二周的作用时间增长6s以上;

b)检定或更换温度表;

c)修理及更换配件;

d)对检定结果有怀疑时。

C2空盒气压表的主要技术要求和使用

C2.1只要技术要求

a)空盒气压表应能在大气压力53 329106 658Pa,空气温度为-10~+40的条件下正常工作;

b)温度系数的变化,每度不得超过±27Pa

c)示值修正值的最大差值不得超过绝对值400Pa

d)空盒气压表的空盒组、传动系统和指示部分应连接牢固,无松脱和摩擦现象;

e)当空和气压表倾斜45时,转击表身,指正位置的改变不得大于±53 Pa

f)当正、反方向转动调节螺丝时,指针的位移量不得小于4000 Pa

g)空盒气压表的刻度盘表面应呈白色、刻线清晰,无划痕缺陷;

h)指针应平直,具有弹性,末端应扭转90°角,且与刻度盘表面垂直,指针与刻度盘表面的间距为0.31.0㎜。

C2.2空盒气压表遇有下列情况之一时,应进行再检验。

a)气压表被剧烈震动过,或对示值有怀疑时;

b)气压表的读数与本站水银气压表的气压相比较,经过示值修正后,其差值超过±400 Pa


附录D

(标准的附录)

测量手簿纪录及有关要求

D1测量手簿

D1.1测量手簿封面

GPS测量手簿No._____________

类别_______起止日期________

项目名__________________

测量模式_________________

图幅___________________

_____________________

(测量单位)

D1.2AAAB及测量手簿纪录格式

点号

点名

图幅号

观测记录员

日期段号

观测日期

接收机名称

及编号

天线类型

及其编号

存储介质编号

数据文件名

温度计类型

及编号

气压计类型

及编号

备份存储介质

编号

近似纬度

°   '    "N

近似经度

°   '    "E

近似高程

m

采样间隔

s

开始记录时间

h        min

结束记录时间

h        min

天线高测定

天线高测定方法及略图

点位略图

测前:         测后:

测定值_____ _____m

修正值_____ _____m

天线高_____ _____m

平均值_____ _____m

气象元素及天气状况

时间(UTC

气压( )

干温(℃)

湿温(℃)

天气状况

测站跟踪作业纪录

时间(UTC

跟踪卫星号(PRN)及信嘈比

纬度

°' "

经度

°' "

大地高

m

PDOP

注:气象元素各栏内应纪录气象仪器读数和相对应的修正值。

D1.3CDE级测量手簿纪录格式

点号

点名

图幅号

观测记录员

日期段号

观测日期

接收机名称

及编号

天线类型

及其编号

存储介质编号

数据文件名

近似纬度

°   '    "N

近似经度

°   '    "E

近似高程

m

采样间隔

s

开始记录时间

h        min

结束记录时间

h        min

天线高测定

天线高测定方法及略图

点位略图

测前:         测后:

测定值_____ _____m

修正值_____ _____m

天线高_____ _____m

平均值_____ _____m

时间(UTC

跟踪卫星号(PRN)及信嘈比

纬度

°' "

经度

°' "

大地高

m

天气状况


D1.4 快速静态定位参考站测量手簿纪录格式

点号

点名

图幅号

观测记录员

观测日期

观测单元号

接收机名称及编号

天线类型及其编号

时段号

数据文件名

采样间隔

s

开始记录时间

h        min

结束记录时间

h        min

天线高测定

天线高测定方法及略图

点位略图

测前:         测后:

测定值_____ _____m

修正值_____ _____m

天线高_____ _____m

平均值_____ _____m

时间(UTC

跟踪卫星号(PRN)及信嘈比

纬度

°' "

经度

°' "

大地高

m

天气状况


D1.5快速静态定位流动站测量手簿纪录格式

参考站名

参考站号

观测单元号

流动站名

流动站号

观测员

时段号

数据文件名

接收机名称

及编号

天线类型

及编号

采样间隔

s

开始记录时间

h        min

结束记录时间

h        min

天线高测定

天线高测定方法及略图

点位略图

测前:         测后:

测定值_____ _____m

修正值_____ _____m

天线高_____ _____m

平均值_____ _____m

时间(UTC

跟踪卫星号(PRN)及信嘈比

纬度

°' "

经度

°' "

大地高

m

天气状况

D2  GPS测量手簿纪录内容及要求

D2.1  AAAB级静态定位测量手簿纪录内容及要求:

a)点名、点号;

b)图幅编号:填写150 000地形图图幅编号;

c)观测员、记录员;

d)观测日期:在填写得月、日下打一斜线填写年积日;

e)接收机名称及编号、天线类型及编号、存储介质及编号、数据文件名、通风干湿表编号、空盒气压表编号、备份存储介质及编号;

f)近似纬度、近似经度、近似高程:近似经纬度填至1',近似高程填至1m

g)采用间隔、开始记录时间、结束记录时间;

h)站时段号、日时段号;

i)天线高及其测定方法及略图:测定方法见D3,各项测定值取至0.001m

j)点位略图:按点附近地形地物绘制,应有三个标定点位的地物点,比列尺大小视点位具体情况确定;

k)气象元素及天气状况:其中气压读记至10Pa(0.1mbar),气温读至0.1,天气状况按晴、多云、阴、小雨、小雪、雨、雪选一填写,同时记录云量及分布;

l)测站跟踪作业记录:记载卫星信噪比等;

m)记事:记载是否进行偏心观测,其记录在何手簿,以及整个观测过程中出现的重要问题,出现时间及其处理情况。

D2.2  CDE静态定位测量手簿有关项目要求同D2.1

D2.3  GPS快速静态定位测量手簿需填写观测单元号、其时段号应为观测单元内的时段序号,其他项目要求同D2.1

D3天线高测定方法及要求

D3.1 天线墩上天线高测定

用天线高量测杆或小钢卷尺从厂家规定的天线高量测基准面彼此相隔120°的三个位置分别量取之天线墩中心标志面的垂直距离,互差应小于2㎜,取平均值为天线高h

D3.2三脚架上天线高测定

    备有专用测高标尺的接收设备,将标尺插入天线的专用孔中,下端垂准中心标志,直接读出天线高(或需加一常数)

    其他接收设备,可采用倾斜测量方法。从脚架三个空档(互成120°),测量天线高量测基准面至中心标志面的距离,互差应小于3㎜,取平均值为L,天线底盘半径为R,按天线高h=L2R2求出。

D3.3觇标仪器台上天线高测点

    D3.1方法量取天线高量测基准面至仪器台上表面的高差h1,再量取仪器台的厚度h2,再用钢卷尺不同部位,量取仪器台下表面至中心标志面的高差三次,其互差不应大于5㎜,取平均值为最后结果h3,则天线高h= h1h2h3

D3.4GPS测量手簿中应绘出天线高量测方法略图。


附录E

(标准的附录)

同步观测环检验


附录F

(提示的附录)

归心元素测定与计算

 
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