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3。2、衛(wèi)星定位測量。衛(wèi)星定位測量的主要技術(shù)要求3，2，1、衛(wèi)星定位測量控制網(wǎng)主要技術(shù)要求的確定 是從工程測量對相應(yīng)等級的大型工程控制網(wǎng)的基本技術(shù)要求出發(fā).并以三角形網(wǎng)的基本指標(biāo)為依據(jù)制定的,也是為了使衛(wèi)星定位測量的應(yīng)用具有良好的可操作性而提出的.3，2,2，衛(wèi)星定位網(wǎng)相鄰點(diǎn)的弦長精度公式中的固定誤差A(yù)和比例誤差系數(shù)B。與接收機(jī)廠家給出的精度公式a，b、ppm，D中的a、b含義相似。廠家給出的公式和規(guī)范式.3,2。2,是兩種類型的精度計算公式.應(yīng)用上各有其特點(diǎn)。3 2 3，GPS網(wǎng)的外業(yè)觀測精度。應(yīng)按異步環(huán)的實(shí)際閉合差進(jìn)行統(tǒng)計計算 這里采用全中誤差的計算方法來衡量GPS控制網(wǎng)的實(shí)際觀測精度。網(wǎng)的全中誤差不應(yīng)超過基線長度中誤差的理論值、衛(wèi)星定位測量控制網(wǎng)的設(shè)計。選點(diǎn)與埋石3.2,4.衛(wèi)星定位測量控制網(wǎng)布設(shè)的技術(shù)要求，1、衛(wèi)星定位測量控制網(wǎng)的設(shè)計是一個綜合設(shè)計的過程、首先應(yīng)明確工程項目對控制網(wǎng)的基本精度要求、然后才能確定控制網(wǎng)或首級控制網(wǎng)的基本精度等級、最終精度等級的確立還應(yīng)考慮測區(qū)現(xiàn)有測繪資料的精度情況 計劃投入的接收機(jī)的類型 標(biāo)稱精度和數(shù)量。定位衛(wèi)星的健康狀況和所能接收的衛(wèi)星數(shù)量.同時還應(yīng)兼顧測區(qū)的道路交通狀況和避開強(qiáng)烈的衛(wèi)星信號干擾源等，2.由于衛(wèi)星定位測量所獲得的是空間基線向量或三維坐標(biāo)向量，其屬于WGS 84坐標(biāo)系,應(yīng)將其轉(zhuǎn)換至國家坐標(biāo)系或地方獨(dú)立坐標(biāo)系方能使用、為了實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換便要求聯(lián)測若干個舊有控制點(diǎn)以求得坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù).故規(guī)定聯(lián)測2個.3個高等級國家平面控制點(diǎn)或地方坐標(biāo)系的高等級控制點(diǎn)、對控制網(wǎng)內(nèi)的長邊，宜構(gòu)成大地四邊形或中點(diǎn)多邊形,主要是為了保證控制網(wǎng)進(jìn)行約束平差后坐標(biāo)精度的均勻性.也是為了減少尺度比誤差的影響.3,規(guī)范課題組對m，n環(huán)組成的連續(xù)網(wǎng)形進(jìn)行研究 見表1.從表1中可以看出，三條邊的網(wǎng)型,四條邊n。m.2的網(wǎng)型 五條邊n m。3的網(wǎng)型、六條邊無限大的網(wǎng)型都能達(dá)到要求，八條.十條邊的網(wǎng)型規(guī)模不管多大均無法滿足網(wǎng)的平均可靠性指標(biāo)1,3的要求，故GPS網(wǎng)中規(guī)定構(gòu)成閉合環(huán)或符合路線的邊數(shù)以6條為限值、簡言之,如果異步環(huán)中獨(dú)立基線數(shù)太多，將導(dǎo)致這一局部觀測基線可靠性降低 平差后間接基線邊的相對精度降低 4、由于衛(wèi)星定位測量過程中要受到各種外界因素的影響，有可能產(chǎn)生粗差和各種隨機(jī)誤差.因此要求由非同步獨(dú)立觀測邊構(gòu)成閉合環(huán)或附合線路，是為了對觀測成果進(jìn)行質(zhì)量檢查,以保證成果的可靠并恰當(dāng)?shù)卦u定精度。在一些規(guī)范和專業(yè)教科書中.各有觀測時段數(shù),施測時段數(shù)，重復(fù)設(shè)站數(shù)。平均重復(fù)設(shè)站數(shù),重復(fù)測量的最少基線數(shù) 重復(fù)測量的基線占獨(dú)立確定的基線總數(shù)的百分?jǐn)?shù)等不同概念和技術(shù)指標(biāo)的規(guī)定、且在觀測量的計算中均涉及GPS網(wǎng)點(diǎn)數(shù).接收機(jī)臺數(shù)，平均重復(fù)設(shè)站數(shù) 平均可靠性指標(biāo)等四項因素。工程應(yīng)用上也顯得比較繁瑣.條理不清、規(guī)范課題組研究認(rèn)為 GPS控制網(wǎng)的工作量與接收機(jī)臺數(shù)不相關(guān) 全網(wǎng)總的站點(diǎn)數(shù)為Np.Nr.全網(wǎng)的觀測時段數(shù)為NpNr。Ki,Ki臺接收機(jī)觀測一個時段的獨(dú)立觀測基線數(shù)為Ki、1條。則全網(wǎng)的獨(dú)立觀測基線數(shù)為.式中。Np GPS網(wǎng)點(diǎn)數(shù)。Ki.接收機(jī)臺數(shù)、Nr.平均重復(fù)設(shè)站數(shù)，由于網(wǎng)的必要觀測基線數(shù)為Np 1，此處僅以自由網(wǎng)的情形討論。則多余獨(dú)立觀測基線數(shù)為。網(wǎng)的平均可靠性指標(biāo)為 即.可將公式轉(zhuǎn)換為.工程控制網(wǎng)通常取1，3為網(wǎng)的可靠性指標(biāo).即有。故規(guī)定全網(wǎng)獨(dú)立觀測基線總數(shù)不宜少于必要觀測量的1 5倍、必要觀測量為網(wǎng)點(diǎn)數(shù)減1 作業(yè)時.應(yīng)準(zhǔn)確把握以保證控制網(wǎng)的可靠性.5.由于GPS.RTK測圖對參考站有具體要求、所以在布設(shè)首級控制網(wǎng)時 應(yīng)充分考慮GPS RTK參考站點(diǎn)的分布和滿足觀測條件。3、2。5。關(guān)于控制點(diǎn)點(diǎn)位的選定，1,衛(wèi)星定位測量控制網(wǎng)的點(diǎn)位之間原則上不要求通視,但考慮到在使用其他測量儀器對控制網(wǎng)進(jìn)行加密或擴(kuò)展時的需要 故提出控制網(wǎng)布設(shè)時，每個點(diǎn)至少應(yīng)與一個以上的相鄰點(diǎn)通視,2，衛(wèi)星高度角的限制主要是為了減弱對流層對定位精度的影響。隨著衛(wèi)星高度的降低,對流層影響愈顯著。測量誤差隨之增大.因此.衛(wèi)星高度角一般都規(guī)定大于15,GPS衛(wèi)星信號本身是很微弱的，為了保證接收機(jī)能夠正常工作及觀測成果的可靠性 故應(yīng)注意避開周圍的電磁波干擾。如果接收機(jī)同時接收來自衛(wèi)星的直接信號和很強(qiáng)的反射信號，這樣會造成解算結(jié)果不可靠,出現(xiàn)錯誤,這種影響稱為多路徑效應(yīng),為了減少在觀測過程中的多路徑效應(yīng)。故提出點(diǎn)位要遠(yuǎn)離強(qiáng)烈反射衛(wèi)星接收信號的物體 3。符合要求的舊有控制點(diǎn)就是指滿足衛(wèi)星定位測量的外部環(huán)境條件 滿足網(wǎng)形和點(diǎn)位要求的舊有控制點(diǎn).3，2.6 布設(shè)在高層建筑物頂部的點(diǎn)位、其標(biāo)石應(yīng)澆筑在樓板的混凝土面上、內(nèi)部骨架可采用在樓板上釘入3個,4個鋼釘或膨脹螺栓,再綁扎鋼筋的方法,標(biāo)石底部四周應(yīng)采取防漏措施 GPS觀測3、2、7.關(guān)于GPS控制測量作業(yè)的基本技術(shù)要求、1 GPS定位有絕對定位和相對定位兩種形式.本規(guī)范所指的定位方式為相對定位、依據(jù)測距的原理、GPS定位可劃分為偽距法定位.載波相位測量定位和GPS差分定位等.本章的GPS定位特指載波相位測量定位,測地型接收機(jī)目前主要采用載波相位觀測值等進(jìn)行相對定位,2.GPS定位衛(wèi)星同時使用了兩種不同頻率的載波。即頻率為1575 42MHz、波長約為19.0cm。的L1載波和頻率為1227、60MHz。波長約為24 4cm，的L2載波、只能接收L1載波的接收機(jī)稱為單頻接收機(jī),能同時接收L1載波和L2載波的接收機(jī)稱為雙頻接收機(jī)。利用雙頻技術(shù)可以建立較為嚴(yán)密的電離層修正模型,通過改正計算，可以消除或減弱電離層折射對觀測量的影響.從而獲得很高的精度，這便是后者的優(yōu)點(diǎn)，對于前者。雖然可以利用導(dǎo)航電文所提供的參數(shù)，對觀測量進(jìn)行電離層影響修正，但由于修正模型尚不完善,故精度較差.對一般的工程控制網(wǎng),單頻接收機(jī)便能滿足精度要求.但對于有特殊精度要求的工程控制網(wǎng)特別是部分基線邊很長時.建議采用雙頻衛(wèi)星定位接收機(jī),3.GPS衛(wèi)星有兩種星歷。即衛(wèi)星廣播星歷和精密星歷.通常我們所直接接收到的星歷便是衛(wèi)星廣播星歷，它是一種外推星歷或者說預(yù)估星歷、雖然在GPS衛(wèi)星廣播星歷中給出了衛(wèi)星鐘差的預(yù)報值 但誤差較大.可見衛(wèi)星廣播星歷的精度相對不高、但通?？蓾M足工程測量的需要，對于有特殊精度要求的工程控制網(wǎng),如高精度變形監(jiān)測網(wǎng),需采用精密星歷處理衛(wèi)星定位觀測數(shù)據(jù),才能獲得更高的基線測量精度 4。工程控制網(wǎng)的建立可采用靜態(tài)和快速靜態(tài)兩種GPS作業(yè)模式 在現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn) 工程測量規(guī)范。GB,50026中規(guī)定建立四等及四等以上的工程控制網(wǎng)時.需采用靜態(tài)定位.但考慮到GPS測量規(guī)范中C D級控制網(wǎng)均允許采用快速靜態(tài)定位的模式,同時考慮到快速靜態(tài)定位在觀測時間上及GPS觀測數(shù)據(jù)處理上的優(yōu)越性。故在本規(guī)范中允許四等工程控制網(wǎng)采用快速靜態(tài)定位的模式。5,觀測時段的長度和數(shù)據(jù)采樣間隔的限制，是為了獲得足夠的數(shù)據(jù)量.足夠的數(shù)據(jù)量有利于整周未知數(shù)的解算.周跳的探測與修復(fù)和觀測精度的提高.由于采用雙頻接收機(jī)可以較快獲得整周未知數(shù)的解算結(jié)果.所以規(guī)定雙頻接收機(jī)用于一 二級的快速靜態(tài)定位測量的時間可以縮短至10min,6 GPS定位的精度因子通常包括,平面位置精度因子HDOP。高程位置精度因子VDOP 空間位置精度因子PDOP，接收機(jī)鐘差精度因子TDOP,幾何精度因子GDOP等,用戶接收機(jī)普遍采用空間位置精度因子。又稱圖形強(qiáng)度因子、PDOP值。來直觀地計算并顯示所觀測衛(wèi)星的幾何分布狀況 其值的大小與觀測衛(wèi)星在空間的幾何分布變化有關(guān)，所測衛(wèi)星高度角越小。分布范圍越大，PDOP值越小。實(shí)際觀測中,為了減弱大氣折射的影響.衛(wèi)星高度角不能過低,在滿足15。高度角的前提下 PDOP值越小越好,為了保證觀測精度,四等及以上等級限定為PDOP。6，一,二級限定為PDOP。8，作業(yè)過程中。如受外界條件影響。持續(xù)出現(xiàn)觀測衛(wèi)星的幾何分布圖形很差 即PDOP值不能滿足規(guī)范的要求時。則要求暫時中斷觀測并做好記錄 待條件滿足要求時?？衫^續(xù)觀測 如果經(jīng)過短時等待,依然無法滿足要求時、則需要考慮重新布點(diǎn),7 由于工程控制網(wǎng)邊長相對較短.二等網(wǎng)的平均邊長也不超過10km。衛(wèi)星信號在傳播中所經(jīng)過的大氣狀況較為相似,即同步觀測中，經(jīng)電離層折射改正后的基線向量長度的殘差小于1、10.6。若采用雙頻接收機(jī)時、其殘差會更小,加之在測站上所測定的氣象數(shù)據(jù)有一定局限性、因此作業(yè)時可不觀測相關(guān)氣象數(shù)據(jù),3，2,8，GPS測量作業(yè)計劃的編制僅限于規(guī)模較大的測區(qū)。其目的是為了進(jìn)行統(tǒng)一的組織協(xié)調(diào) 編制預(yù)報表時所需測區(qū)中心的概略經(jīng)緯度 可從小比例尺地圖上量取并精確至分 小測區(qū)則無需進(jìn)行此項工作 3 2 9。接收機(jī)預(yù)熱和靜置的目的、是為了讓接收機(jī)自動搜索并鎖定衛(wèi)星、并對機(jī)內(nèi)的衛(wèi)星廣播星歷進(jìn)行更替 同時也是為了使機(jī)內(nèi)的電子元件運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定、隨著接收機(jī)制造技術(shù)的進(jìn)一步完善 本條對預(yù)熱和靜置的時間不進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)定,應(yīng)根據(jù)接收機(jī)的品牌及性能具體掌握。3，2。10，關(guān)于天線安置的對中誤差和天線高的量取規(guī)定,主要是為了減少人為誤差對測量精度的影響.通常情況下都應(yīng)該滿足這一要求.本條只提供了量取天線高的限差要求,由于當(dāng)前GPS接收機(jī)天線類型的多樣化 則天線高量取部位各不相同、因此作業(yè)前應(yīng)熟悉所使用的GPS接收機(jī)的操作說明。并嚴(yán)格按其要求量取.3。2。12。由于GPS接收機(jī)數(shù)據(jù)采集的高度自動化.其記錄載體不同于常規(guī)測量,人們?nèi)菀缀鲆晹?shù)據(jù)采集過程的其他操作、如果不嚴(yán)格執(zhí)行各項操作或人工記錄有誤、如點(diǎn)名 點(diǎn)號混淆將給數(shù)據(jù)處理造成麻煩.天線高量錯也將影響成果質(zhì)量。以致造成超限返工 因此。應(yīng)認(rèn)真填寫測站記錄表格 應(yīng)記錄包括控制點(diǎn)點(diǎn)名,接收機(jī)序列號,儀器高。開關(guān)機(jī)時間等相關(guān)的測站信息.GPS測量數(shù)據(jù)處理3，2，13 關(guān)于基線的解算說明如下.1?；€解算時.起算點(diǎn)在WGS.84坐標(biāo)系中的坐標(biāo)精度.將會影響基線解算結(jié)果的精度、單點(diǎn)定位是直接獲取已知點(diǎn)在WGS。84坐標(biāo)系中已知坐標(biāo)的方法.理論計算和試驗表明 用30min單點(diǎn)定位結(jié)果的平均值作為起算數(shù)據(jù),可以滿足1,10。6相對定位的精度要求.2，多基線解算模式和單基線解算模式的主要區(qū)別是、前者顧及了同步觀測圖形中獨(dú)立基線之間的誤差相關(guān)性.后者沒有顧及 大多數(shù)商業(yè)化軟件基線解算只提供單基線解算模式,在精度上也能滿足工程控制網(wǎng)的要求.因此,規(guī)定兩種解算模式都是可以采用的,3,由于基線長度的不同，觀測時間長短和獲得的數(shù)據(jù)量也不同 所以解算整周期模糊度的能力不同，能獲得全部模糊度參數(shù)整數(shù)解的結(jié)果 稱為雙差固定解.只能獲得雙差模糊度參數(shù)實(shí)數(shù)解的結(jié)果,稱為雙差浮點(diǎn)解，對于較長的基線。浮點(diǎn)解也不能得到好的結(jié)果.只能用三差分相位解.稱為三差解，基于對工程控制網(wǎng)質(zhì)量和可靠性的要求。規(guī)定基線解算結(jié)果應(yīng)采用雙差固定解 3,2.14.外業(yè)觀測數(shù)據(jù)的檢核,包括同步環(huán)，異步環(huán)和復(fù)測基線的檢核，分別說明如下。1,由同步觀測基線組成的閉合環(huán)稱為同步環(huán)，同步環(huán)閉合差理論上應(yīng)為零。但由于觀測時同步環(huán)基線間不能做到完全同步、即觀測的數(shù)據(jù)量不同.以及基線解算模型的不完善.即模型的解算精度或模型誤差而引起同步環(huán)閉合差不為零，因此，應(yīng)對同步環(huán)閉合差進(jìn)行檢驗，同時也規(guī)定同步環(huán)環(huán)線全長相對閉合差的限差，2、由獨(dú)立基線組成的閉合環(huán)稱為異步環(huán)。異步環(huán)閉合差的檢驗是GPS控制網(wǎng)質(zhì)量檢核的主要指標(biāo) 計算公式是以各等級GPS網(wǎng)相鄰點(diǎn)間的基線精度指標(biāo)σ為依據(jù).按誤差傳播規(guī)律確定中誤差的計算公式、并取2倍中誤差作為異步環(huán)閉合差的限差.同時也規(guī)定了異步環(huán)環(huán)線全長相對閉合差的限差。3.重復(fù)測量的基線稱為復(fù)測基線,其長度較差的限差也是按誤差傳播規(guī)律確定基線中誤差。并取2倍中誤差作為復(fù)測基線的限差,3.2.15.在異步環(huán)檢核和復(fù)測基線比較檢核中 允許舍去超限基線而不予重測或補(bǔ)測，但舍去超限基線后，異步環(huán)中所含獨(dú)立基線邊數(shù)不應(yīng)超過本規(guī)范第3、2,4條第3款的規(guī)定，3 2。17、關(guān)于無約束平差的說明、1,無約束平差的目的 是為了提供GPS網(wǎng)平差后的WGS、84系三維坐標(biāo)、同時也是為了檢驗GPS網(wǎng)本身的精度及基線向量之間有無明顯的系統(tǒng)誤差和粗差。無約束平差是在WGS,84坐標(biāo)系中進(jìn)行.通常以一個控制點(diǎn)的三維坐標(biāo)作為起算數(shù)據(jù)進(jìn)行平差計算,實(shí)為單點(diǎn)位置約束平差或最小約束平差 其與完全無約束的虧秩自由網(wǎng)平差是等價的,因此稱之為無約束平差、起算點(diǎn),坐標(biāo)可選用控制點(diǎn)30min的單點(diǎn)定位結(jié)果。見本規(guī)范第3，2。13條的規(guī)定,或已知的控制點(diǎn)GPS坐標(biāo)。2，基線向量改正數(shù)的絕對值限差的提出是為了對基線觀測量進(jìn)行粗差檢驗。即基線向量各坐標(biāo)分量改正數(shù)的絕對值,不應(yīng)超過相應(yīng)等級的基線長度中誤差σ的3倍。超限時，認(rèn)為該基線或鄰近基線含有粗差 應(yīng)采用軟件提供的自動方法或人工方法剔除含有粗差的基線、并符合本規(guī)范第3、2。15條的規(guī)定,3、2，18 關(guān)于約束平差的說明，1.約束平差的目的是為了獲取GPS網(wǎng)在國家或地方獨(dú)立坐標(biāo)系的控制點(diǎn)平差坐標(biāo).2。約束平差是以國家或地方獨(dú)立坐標(biāo)系的某些控制點(diǎn)的坐標(biāo)，邊長和坐標(biāo)方位角作為約束條件進(jìn)行平差計算 必要時 還應(yīng)顧及GPS網(wǎng)與地面網(wǎng)之間的轉(zhuǎn)換參數(shù).3。對已知條件的約束,可采用強(qiáng)制約束、也可采用加權(quán)約束 強(qiáng)制約束、是指所有已知條件均作為固定值參與平差計算，不需顧及起算數(shù)據(jù)的誤差、其要求起算數(shù)據(jù)應(yīng)有很好的精度且精度比較均勻、起算數(shù)據(jù)精度較差或分布不均勻,將引起GPS網(wǎng)發(fā)生扭曲變形 顯著降低網(wǎng)的精度，加權(quán)約束 是指顧及所有或部分已知約束數(shù)據(jù)的起始誤差,按其不同的精度加權(quán)約束，并在平差時進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚?定權(quán)時.應(yīng)使權(quán)的大小與約束值精度相匹配，權(quán)的大小與約束值精度不匹配、也會引起GPS網(wǎng)的變形,或失去約束的意義,起算數(shù)據(jù)都會含有誤差 關(guān)鍵是誤差的大小或相互間的內(nèi)符合精度,平差時 在約束點(diǎn)間的邊長相對中誤差滿足本規(guī)范表3 2.1相應(yīng)等級要求的前提下 如果約束平差后最弱邊的相對中誤差也滿足相應(yīng)的要求.可以認(rèn)為是合格的。為了避免由于起算點(diǎn)相互間的內(nèi)符合精度不高而引起的GPS網(wǎng)扭曲變形.約束平差時可采用一個點(diǎn)的坐標(biāo)和一個方位作為起算數(shù)據(jù) 4,對已知條件的約束，有三維約束和二維約束兩種模式,三維約束平差的約束條件是控制點(diǎn)的三維大地坐標(biāo)或三維直角坐標(biāo)、空間邊長。大地方位角。二維約束平差的約束條件是控制點(diǎn)的平面坐標(biāo)，水平距離和坐標(biāo)方位角。