GPS控制网正常高精度与可靠性指标评定1
gps 精度指标
gps 精度指标GPS（全球定位系统）精度是指GPS接收器确定位置的准确程度。
精度是评估GPS定位性能的重要指标之一，决定了GPS系统在实际应用中的准确性和可靠性。
本文将讨论GPS精度的相关内容，并提供一些参考信息和背景知识。
GPS精度通常以距离为单位进行度量，例如米（m）或英尺（ft）。
下面是一些与GPS精度相关的指标和参考内容：1. 平均精度误差（Average Position Error，APE）：APE是指GPS测量结果与参考位置之间的平均距离差。
一般来说，APE 越小表示GPS定位的精度越高。
通常情况下，APE的精度为几米到几十米范围内。
2. 水平精度误差（Horizontal Position Error，HPE）：HPE是水平方向上GPS测量结果与参考水平位置之间的误差。
HPE通常表示为一个距离值，例如几米或几十米。
HPE的大小取决于卫星信号质量、接收器的性能和周围环境条件（如建筑物、树木等）。
3. 垂直精度误差（Vertical Position Error，VPE）：VPE是垂直方向上GPS测量结果与参考垂直位置之间的误差。
VPE通常与HPE一起考虑，以评估3D定位的精度。
VPE也通常以距离为单位表示。
4. 定位可靠性（Position Fix Reliability）：定位可靠性指GPS系统成功解算位置的能力。
它表示为一个百分比，例如90%（表示90%的时间内可以成功定位）或99%（表示99%的时间内可以成功定位）等。
定位可靠性受到卫星信号质量、多径效应、信号遮挡以及GPS接收器的性能等因素的影响。
5. PDOP（Position Dilution of Precision）：PDOP是指位置精度衰减因子，用于评估卫星几何分布对定位精度的影响。
PDOP是一个无单位的值，通常在1到10之间。
较低的PDOP 值表示较好的卫星几何分布，有助于提高定位精度。
6. 多路径误差（Multipath Error）：多路径误差是指GPS信号在传播过程中发生反射、散射等现象，导致接收器接收到多个路径的信号，从而产生定位误差。
D级GPS控制网技术指标
D级GPS控制网技术指标GPS（全球定位系统）是一种用于定位和导航的先进技术。
D级GPS 控制网是一种用于测量和控制GPS系统误差的技术。
下面是D级GPS控制网的技术指标，详细介绍如下：1.网络精度：D级GPS控制网的主要目标是提供高精度的定位和导航服务。
因此，网络精度是评估D级GPS控制网性能的关键指标。
D级GPS 控制网的网络精度应达到亚米级甚至更小，以满足各种应用的需求。
2.网络稳定性：D级GPS控制网应具有良好的稳定性，以确保测量结果的一致性。
网络稳定性通常通过安全系数来衡量，安全系数越高表示网络越稳定。
在D级GPS控制网中，应保证网络稳定性大于等于53.网络覆盖范围：D级GPS控制网应具有广泛的覆盖范围，以满足不同区域的需求。
网络覆盖范围应涵盖全球范围，并可以提供高精度的定位和导航服务。
4.网络可靠性：D级GPS控制网应具有高度的可靠性，以克服各种干扰和故障。
网络可靠性可以通过冗余设计和备份系统来提高，以确保即使在部分系统故障的情况下，仍然可以提供可靠的定位和导航服务。
5.数据质量：D级GPS控制网应提供高质量的测量数据，以确保准确的定位和导航结果。
数据质量可以通过对测量设备和算法的优化来提高，以减少误差和噪声对测量结果的影响。
6.系统容量：D级GPS控制网应具有足够的系统容量，以支持大量用户和同时的定位和导航请求。
系统容量可以通过增加基站数量和优化网络结构来提高。
7.安全性：D级GPS控制网应具有高度的安全性，以防止未经授权的访问和操纵。
安全性可以通过加密通信和身份验证等措施来保护用户和系统数据的安全。
8.实时性：D级GPS控制网应能够实时处理和更新测量数据，以及及时提供定位和导航结果。
对于一些实时应用，如交通管理和航空导航，实时性是至关重要的指标。
9.成本效益：D级GPS控制网应具有较高的成本效益，以确保其在各种应用场景中的可行性。
成本效益可以通过选择合适的技术和管理策略来提高，以及充分利用网络资源。
GPS标准定位服务性能规范评估方法
GPS标准定位服务性能规范评估方法GPS标准定位服务性能规范是目前国际上比较成熟的卫星导航系统服务性能指标体系，该规范给出了服务性能指标的定义和GPS的实测结果，但没有给出具体的计算方法。
本文全面分析了GPS标准定位服务性能规范中指标的意义，并给出了指标的具体计算方法。
另外，利用2013年1月至11月的星历和观测数据，按照给出的方法对GPS的性能进行了统计结果证明利用本文中的计算方法可以得到和GPS标准定位服务规范一致的结果。
随着各大导航系统的发展，卫星导航领域内的竞争日趋激烈，系统服务性能的优劣是竞争输赢的关键，开展卫星导航系统服务性能监测至关重要，有助于推动GNSS 服务性能标体系和评估方法的发展，进一步提升卫星导航系统的性能。
然而，GNSS 服务领域内尚未形成的统一的服务性能标准体系，当前，GPS 已发布了《GPS 标准定位服务性能标准》（Global Positioning System Standard Positioning Service Performance Standard，GPS SPS PS）和《GPS 精密定位服务性能标准》（Global Positioning System Precise Positioning Service Performance Standard，GPS PPS PS）以及针对星基增强服务定义的《GPS 广域增强系统性能标准》（Global Positioning System Wide Area Augmentation System Performance Standard，GPS WAAS PS）等，GPS SPS PS为民用用户使用，GPS PPS PS 为军事和特定用户使用。
GLONASS 未发布类似的标准体系。
北斗于2013 年12月27 日以官方的形式正式发布了《北斗卫星导航系统公开服务性能规范V1.0 版》。
相对而言，《GPS 标准定位服务性能标准》比较成熟，因此深入研究《GPS 标准定位服务性能标准》具有重要的意义，为我国北斗卫星导航系统服务性能指标标准的完善提供参考，对指导北斗系统建设有借鉴意义。
高精度GPS工程控制网的稳定性分析
式 中 ， 间 隙矩 阵 ， ｄ是 每个 点 的 向量 为
ｄ ｆ一１ ｉ ＝
Ａ 由复 测坐 标构成 ， 每个点 的 系数 阵为
位位 移 的真实 情况 ， 为工 程 建 设 提 供 可 靠 的施 工 控 制
－ ＶＰ ｋ（ｎ一 ） Ｏ ＝ ￣Ｖ／２ ２
参 数 和 残差 的协 因数 近似 公式分 别 为
Ｑ ｘ＝（ Ｔ Ａ） Ａ ｐ Ｑ Ｐ Ａ Ｐ ｘ Ａ Ｐ Ｔ Ａ（ Ａ） Ｑ ｖ＝Ｏ— Ｑ ｘ ｖ Ａ ｘＡ
式 中， Ｐ为最 后一 次跌 代 的权 函数值 。 采 用 Ｈ ｌ ｅｔ ｅｍ ｒ相似 转换 函数 模 型 和选 权 迭 代 稳 健 估 计 法能 消除 尺度 和方 向上 的系统 误差 ， 因此 ， 平 差 经 后残差 向量 主要 反 映 的是 随机 误差 和位 移量 。通 过 两
式 中 ， Ｖ 为权 函数 ， Ｐ（ ） 是与 上 次 迭 代 的 残差 及 相 关 参
数 有关 的 函数 ； Ｖ为平 差后 的残 差 。
迭 代法 估计参 数 和残差 分 别为
Ｘ ＝（ Ｖ Ａ） Ｖ ｄ ｋ Ａ Ｐ 一（ ） 一Ａ Ｐ 一 （ ）
Ｖ ｋ＝Ａ 一ｄ
法， 选权 迭代稳 健估 计法 是 比较理 想 的选择 。
两期 平 面坐标 分量 较差 （ 间隙 ） 的误差 方法 程为
ｄ＋ ：
收 稿 日期 ：０ ６ ｌ —３ ２ｏ一 ２ Ｏ
作者简介 ： 王双龙 （ ９３ ） 男 ， １ ６一 ， 高级工程师 ， 主要从事工程测量及地理信息应 用工作 。
全球定位系统设备的精度评估与校正方法
全球定位系统设备的精度评估与校正方法全球定位系统（Global Positioning System, GPS）是一种通过卫星定位技术来确定地理位置的系统。
随着技术的不断发展，GPS设备在我们的日常生活中发挥着越来越重要的作用。
人们常常使用GPS设备导航行驶、追踪物品、甚至用于军事等方面。
然而，准确的定位对于许多应用来说至关重要，因此我们需要评估和校正GPS设备的精度。
本文将介绍一些常用的GPS精度评估和校正方法。
在评估GPS设备的精度之前，首先需要了解GPS定位误差的来源。
GPS定位误差主要包括卫星钟差、大气延迟、接收机钟差、多径效应、几何精度等因素。
这些因素可以互相影响，并对定位的精度产生不同程度的影响。
一种常用的GPS精度评估方法是对同一位置进行多次测量，并计算出平均误差。
例如，可以在一个固定位置上放置GPS设备，然后进行一系列连续的定位测量。
通过对这些测量结果进行统计分析，可以得到GPS设备的平均定位误差。
这种方法可以帮助我们了解GPS设备的整体性能，但它并不能提供对不同位置的定位精度的具体信息。
为了更准确地评估GPS设备的定位精度，我们可以使用多点校正法。
这种方法要求我们在不同的位置上进行测量，并记录下每个位置的实际坐标。
然后，将这些实际坐标与GPS设备测量得到的坐标进行比较，计算出定位误差。
通过分析这些误差数据，我们可以确定GPS设备在不同位置上的定位精度，并进一步优化校正方法。
这种方法的优势在于可以提供更为细致的定位精度信息，从而帮助我们更好地理解GPS设备的定位性能。
除了评估GPS设备的精度，我们还需要校正GPS设备的误差。
一种常用的校正方法是差分定位法。
差分定位法通过将一个已知位置的GPS设备与待测设备进行对比测量，从而消除定位误差。
具体而言，我们可以将一个高精度的GPS设备称为参考站，将待测设备称为流动站。
参考站和流动站同时进行测量，参考站记录下其实际坐标以及接收到的GPS信号数据。
GPS网基线解算质量控制及基准点可靠性检验
差Ｉ密级１９３２０７５学位论文ｏｒｓ网基线解算质量控制基准点可靠性检验作者姓名：指导教师：申请学位级别：学科专业名称：论文提交日期：李金生刘翠芝副教授东北大学测绘遥感与数字矿山研究所硕士学科类别：工学大地测量学与测量工程２００８生１ｚ歹月钿论文答辩日期：２００８年钐月留日学位授予日期：２００８年踟日答辩委员会主席：…㈡象褂力岬东北大学２００８年６月勰哿ｌＩ卜ｒＦＬ■Ｉｒ’’～霪。
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｛ｂｙＬｉＪｉｎｓｈｅｎｇＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：ＰｒｏｆｅｓｓｏｒＬｉｕＣｕｉｚｈｉＮｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＪｕｎｅ２００８分芦ｊ独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。
论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。
与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。
学位论文作者签名：墨龟筻日期：沙ｇ、ｐｅ／学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。
本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。
作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半口两年ｂ／学位论文作者签名：爹垒甚签字日期：撕８、“、ｑ导师签名：么】签字日期：≯８．量易．力。
弦酗．｜点的可靠性检验及其对平差结果的影响分析，也是提高ＧＰＳ测量数据处理质量的必要保证。
本文针对ＧＰＳ网中基线解算误差来源分析、质量控制指标及方法、基准点分布对控制网精度的影响、基准点的可靠性检验等问题，基于ＧＰＳ数据处理软件和部分自编程序，通过利用实际工程ＧＰＳ网观测数据进行检验等手段，开展了ＧＰＳ网基线解算误差分析、基线解算质量控制方法、平差成果精度与基准点数量及位置分布关系、基准点可靠性检验等方面的研究。
中国国家A级GPS网的数据处理和精度评估
中国国家A级GPS网的数据处理和精度评估一、数据处理流程概述1. 数据采集与预处理在数据采集阶段，我们采用高性能的GPS接收机，按照规定的观测周期和采样率进行数据采集。
采集完成后，对数据进行格式转换，以便后续处理。
接着，对数据进行预处理，包括剔除异常值、修复周跳等，确保数据质量。
2. 基线解算基线解算是对采集到的数据进行相对定位，计算各观测站之间的基线向量。
在这一过程中，我们采用精密单点定位（PPP）技术，结合国际IGS跟踪站数据，提高基线解算的精度。
3. 网平差网平差是对基线解算结果进行整体优化，求解各观测站坐标。
在这一阶段，我们采用卡尔曼滤波方法，结合我国地壳运动模型，对观测数据进行平差处理。
4. 质量控制在整个数据处理过程中，质量控制至关重要。
我们通过对观测数据、基线解算结果和网平差结果进行多环节检查，确保数据处理的高精度和可靠性。
二、精度评估方法1. 内部符合精度评估通过计算各观测站坐标的重复性，评估GPS网的内部符合精度。
具体方法为：对同一观测站在不同时间段的观测数据进行处理，比较坐标结果的差异。
2. 外部符合精度评估将GPS网观测结果与我国及周边国家的基准站数据进行比对，评估GPS网的外部符合精度。
具体方法为：计算GPS网观测坐标与基准站坐标之间的差异，分析其分布规律。
3. 长期稳定性分析对GPS网进行长期观测，分析观测站坐标的时间序列，评估GPS网的长期稳定性。
通过分析坐标变化趋势、周期性及非线性项，揭示GPS网的稳定性特征。
通过对中国国家A级GPS网的数据处理和精度评估，我们旨在为我国地理信息、地震监测、气象预报等领域提供高精度、可靠的空间定位服务。
三、数据处理中的关键问题与解决方案1. 多路径效应的消除选择开阔、无遮挡的观测环境，降低多路径效应的发生概率。
使用多路径抑制技术，如天线相位中心校正和接收机内部信号处理。
对观测数据进行后处理，应用多路径效应滤波算法，进一步消除残余影响。
GPS控制网等级分类和规范标准
1 分类方法一：A、B、C、D、E级1.1参考规《全球定位系统GPS测量规-2009》1.2 界面显示参数1.3 划分标准B、C、D和E级的精度应不低于表1的要求：表1.2布设原则：表1.3各级GPS网点位应均匀分布，相邻点间距离最大不宜超过网平均间距的2倍。
接收机的选用:表1.4级别 B C D、E单频/双频双频/全波长双频/全波长双频/单频观测量至少有L1、L2载波相位L1、L2载波相位L1载波相位同步观测机数≥4 ≥3 ≥2观测:表1.5级别级别B C D E卫星截止高度角/度10 15 15 15同时观测有效卫星数≥4 ≥4 ≥4 ≥4有效观测卫星总数≥20 ≥6 ≥4 ≥4 观测时段数≥3 ≥2 ≥1.6 ≥1.6时段长度≥23h ≥4h ≥60min ≥40min采样间隔30 10-30 5-15 5-15注1：计算有效观测卫星总数时，应该各时段的有效观测卫星扣除期间的重复卫星数注2：观测时段长度，应为开始纪律数据到结束记录的时间段注3：观测时段≥1.6,指采用网观测模式时，每站至少观测一时段，其中二次设站点数应不少于GPS网总点数的60%注4：采用基于卫星定位连续运行基准站点观测模式时，可连续观测，但观测时间应不低于表中规定的各时段观测时间的和数据处理（1）外业数据检核1)B级GPS网基线外业预处理和C、D、E级GPS网基线处理，复测基线的长度较差ds应满足公式1.1的规定：ds≦2σ (1.1)σ---为基线测量中误差，单位为毫米2)B、C、D、E级GPS网基线测量中误差σ采用外业测量时使用的GPS接收机的标称精度，计算时变长按实际平均边长计算。
3)B、C、D、E级GPS网同步环闭合差，不宜超过以下规定:三边同步环中只有两个同步边成果可以视为独立的成果，第三边成果应为其余两边的代数和。
由于模型误差和处理软件的在缺陷，第三边处理结果与前两边的代数和常不为零，其差值应符合公式1.2≦≦≦（1.2）式中：σ----基线测量中误差，单位为毫米，计算按12.2.5规定执行。
GPS网起算点可靠性的验证方法
符合 规范要 求 。
３ 约束平差分析对 比检验
根据测 区具体条件把 ４个 已知控制点分成 ８ 组
３号 Ｗｓ２ ． ６ ｎ ＝ ９６ ｉ ６ ｉ ｎ＜１ ９７ ｍ； ８． ｍ ２
最小值 ： ３号 Ｗｘ ８ ７ ｍ； ＝． １ ２ ｍ ８号 Ｗｙ １． ５ｒ ＝０２ ｍ； ６ ａ ３号 Ｗｚ４５ ２ｎ ８ Ｗｓ１． ４ｍｍ。 ＝ ．８ ｍ； 号 ｒ ＝ ８２ ３
可靠性验证
兼容性分析
１ 引 言
Ｇ Ｓ采集的数据是 ＷＧ 一４坐标 ， Ｐ Ｓ８ 而我们普遍使
用 的基础测 绘成 果是 １５ ９４年北京 坐标 系和 １８ ９ ０年西
以新疆准东煤 田吉木萨尔县五彩湾（ 神华 ） 勘查区 ＧＳ Ｐ 控制 网为例对已知点平面坐标兼容性和可靠性进
行 了分析验 证 。
（ 同步环全长相对闭合差 ≤１ ×１ ５ ） ０ ０。
（） ６ 异步 环全 长相 对 闭合 差 ≤３ ５×１ｒ ０。 ６
值与已知值点位变化较大时，此法可以快速有效地推
断 出该点兼 容性 和可 靠性情 况 。
（） ７各独立环的坐标分量闭合差符合下式规定 ：
ｗ） 、 ×６ １９５ ｍ； ／ －０ ． ｒ ｗ ２／ × １９ ３ ； ３ ａ ＼ ６＝０． 厂 ５ ｍｍ
Ｅ级 Ｇ Ｓ Ｐ 控制网平面精度统计如下 ： ｄ ） １８ ＜６ ２４ｒｍ； Ｖ ６ ．９ ｕ Ｖ△【 ．９ｍｍ ＝２ ３ ｎ ｄ ￣＝ ０ ９ｎ ｎ＜６ ．４ ６ ３ ２ （ 最 弱边 Ｓ ０ 一 Ｅ ３ １ ） Ｅ １Ｓ ０ 相对 中误差 １ ８ ７ ， ／ ９ ０ 小 ８ ０ ｍｍ ；Ｖ￣＝５９ ｄ ｓ ．３ｍｍ ＜６ ．４ ｍ； ３ ｒ ２ ａ 于规 范 ｌ Ｏ００的要 求 。 ， ０ ２ （ 平面点位中误差最大值 ： ８ ） （１ ２ ４号同步环全长相对闭合差 ０ ｐ ） ．ｐｍ最大 ， ７ ７ Ｓ ０ ／ ｌ ： ８ ４ ３ ｌｉ １ ０ ｍｌ Ｅ １ ＇ ｓ １ ． ５ ｎ＜ ０ ｎ； Ｉ ｌ ａ 号同步环全长相对闭合差 ０ ｍ最小 。 ．ｐ ２ｐ ｄ ： ４８ ８ｍｉ ＜１ ０ｍｍ； ｙ： ０．０３ｍｒ ＜１ ０ｒｍ； ｘ １ ．８ ｌ ｌ ０ ｄ １ ９ ｏ ＿ ０ ａ （ ３号异步环全长相对闭合差 ｌ ｐ ３ ） 。 ｐｍ最大 ，０ ７ ｌ 最小值 ：Ｅ ３ １１：４０ ０ｍｍ； Ｓ ０ ＂８ １ ．８ １ １ 号异步环全长相对闭合差 ０ ｍ最小。 ．ｐ ９ｐ ｄ ： １５ ７ ｍｍ ； ｙ ８ １ ０ ｍｍ ； ｘ １ ．１ ｄ ： ．０ （ 各独 立环 的坐标分 量 闭合 差最 大值 ： ４ ） 由精度统计可见 ， Ｇ Ｓ 该 Ｐ 控制网各项精度指标均
GPS网质量分析及评价
GPS网质量分析及评价GPS网的质量包括两个方面：精度和可靠性。
精度包括以下几个方面：（1）基线向量改正数的大小；（2）基线向量的重复性；（3）闭合差的大小；（4）符合差的大小；（5）相邻点距离中误差的大小；（6）点位中误差大小。
可靠性包括以下两个方面：（1）可探测出的观测值中粗差的大小；（2）观测值中残余粗差对结果影响的大小。
衡量精度的质量指标包括：控制指标和参考指标。
控制指标是依据应用要求得出的，参考指标是依据统计原理得出的。
控制指标包括：同步环闭合差、异步环闭合差和重复基线较差。
参考指标包括参考方差、均方根误差和确定模糊度时的RMS比值（RATIO）。
规范相关规定：1、各级GPS网相邻点间基线长度精度用下式表示：式中：2、同一时段观测值的数据剔除率，宜小于10％。
3、B级基线外业预处理和C级以下各级GPS网基线处理，复测基线长度较差应满足下式规定：4、B级基线外业预处理和C级以下各级GPS网基线处理，独立闭合环和附合路线坐标闭合差应满足下式规定：式中：5、三边同步环中只有两个同步边成果可以视为独立的成果，第三边成果应为其余两边的代数和，由于模型误差和处理软件的内在缺陷，第三边处理结果与前两边的代数和常不为零，其差值应满足下列要求：对于四站以上同步观测时段，在处理完各边观测值后，应检查一切可能的三边环闭合差。
6、在基线向量检核符合要求后，以三维基线向量及相应方差—协方差针作为观测信息，以一个点的WGS84系三维坐标作为起算数据，进行GPS网的无约束平差，无约束平差须提供各点在WGS-84系下的三维坐标，各基线向量及其改正数和其精度信息。
7、无约束平差中，基线向量的改正数绝对值应满足下式要求：否则，认为该基线或其附近的基线存在粗差，应在平差中采用软件提供的自动方法或人工方法剔除，直至满足上式要求。
需要注意的是：GPS网中点的质量与点位分布无关，网的形状对网的质量没有直接影响。
影响GPS网质量的因素有以下几个方面：（1）观测值的精度：由观测方法和基线处理方法决定；（2）起算数据的质量、数量、分布及与网的关系：由网的设计和外业观测调度决定；（3）网的结构（基线向量的数量及配置）：由网的设计和外业观测调度决定；（4）数学模型的完备性：由数据处理软件决定；（5）外业观测工作，如对中、量高、天线定向等：由外业作业人员决定。
不同级别GPS网的精度标准
不同级别GPS网的精度标准
表1-1
基线测量的精度可达±（5mm＋1×10-6D），D为基线长度，以公里计。
最简独立闭合环或符合路线边数的规定
表1-2
现在全球定位系统采用的WGS－84坐标系统，是一个精确的全球大地坐标系统。
而我国的国家大地坐标系采用的是1954北京坐标系及1980西安坐标系。
同时IPSM\RTK目录下生成一包括OutData、Transect两个文件夹和temp.rec，temp.hkw，t emp.knw，temp.prj的temp文件夹。
（其中*.prj为项目文件， *.rec为记录点库文件，*.kn w控制点库文件，*.hkw水准点库文件。
）
．碎部数据文件格式的转换
将采集的碎部点坐标以文本格式导出，注意在Type里选择要导出的数据格式类型，有以下
类型可选:中海达ZHD Fmt（*.ism）、威远图SV300（*.svf）、威远图DAT（*.dat）、开思Scsg2000(*.dat)、南方Cass5.0(*.dat)、南方Cass4.0(*.dat)、海洋局成图（*.txt）、CAD2000（*.dxf）、南方（*.dxf）、N，X，Y，H(*.txt)、瑞得（*.txp）、清华山维（*.cor）、BLH 格式（*.blh）。
其转换成果最好保存在同一项目下的“OUTDATA”文件夹内，以便进行统一的项目管理。
注：A、七参数、一步法至少需要3个已知点，且平面高程均要知道；
B、四参数至少需要2个已知点
C、平面拟合至少需要3个已知点
D、曲面拟合至少需要6个已知点。
D级GPS控制网技术指标
D级GPS控制网技术指标D级GPS控制网是指在全球定位系统（GPS）中用于实现高精度定位服务的一种技术方案。
它是在传统的C级GPS控制网的基础上进行改进和优化而来，具有更高的精度和可靠性。
以下是D级GPS控制网的一些技术指标。
1.网络结构：D级GPS控制网采用分层结构，由若干个基准站组成，其中一个基准站作为主站，其他基准站作为从站。
主站负责数据处理和控制，从站负责接收测量数据，并将数据传输给主站进行处理。
2.精度要求：D级GPS控制网的精度要求相对较高，通常在几毫米到十几毫米之间。
这要求基准站的观测精度和数据处理算法具有较高的精度和可靠性。
3.数据传输：D级GPS控制网采用实时差分定位的方式，通过无线电或互联网传输数据。
数据传输的速度和稳定性对于实时差分定位的精度和可靠性至关重要，因此需要采用高速、稳定的数据传输方式。
4.基准站密度：D级GPS控制网的基准站密度相对较高，通常为每平方公里1-2个基准站。
密集的基准站布局可以提高定位的精度和可靠性，并能够满足更多用户的需求。
5.数据处理算法：D级GPS控制网需要使用高精度的数据处理算法，以提取出基准站和测站之间的相对位置差分。
常见的数据处理算法包括双差法、无电离层组合法等，这些算法在处理多路径效应和其他误差时具有较好的效果。
6.系统可靠性：D级GPS控制网需要具有较高的系统可靠性，以保证系统的正常运行和数据的准确性。
为了实现系统可靠性，需要采用备份机制、冗余设计等技术手段，以避免单点故障对整个系统的影响。
7.故障监测和维护：D级GPS控制网需要具备故障监测和维护功能，及时发现和排除系统故障，确保系统的稳定运行。
监测和维护包括基准站状态监测、数据质量评估、设备维护等。
总之，D级GPS控制网是一种用于实现高精度定位服务的技术方案，具有高精度、高可靠性和系统化的特点。
通过采用分层结构、实时差分定位、高精度的数据处理算法等，D级GPS控制网能够满足用户对于高精度定位的需求。
GPS控制网数据处理与质量评价
２ ２观 测 ．
（ ）重复基 线 长度检 核 ４ 重复基 线是 指同一 条基 线边观 测了多 个时段 得 到的多个 基线边 。对 重复 基 线边 的长度 检核 也是 评价某 条基 线是 否含有 粗差 的重 要依 据。 在 Ｇ ｓｄ ｐａｊ软 件 中 ，可 以查看 控制 网中所有 的重 复基 线。Ｇ Ｓ测量 技术 Ｐ 规范对不 同观 测时段 的基 线边的 互差进 行规定 ，差值 不应小 于相应 级别 规定 精度 如果超 限应对 含 有粗差 的基 线进 行优化 处理 。 ３２ 基线 解算 优化 处理方 法 ． 在基 线解算 之前 ， 设置好 该项 目采用 的坐标 系 、 制 网等级 等属 性参数 。 控 首先按 照 Ｇ ｓｄ软件 中的缺 省参数 对基 线进行 自动处 理 ， ｐａｊ 然后 打开 基 线解算 结果 ， 查看基 线解 算情 况 ， 对基 线质 量进行 分析 评价 。 当有 不理想 基线 时 ， 应
高精度GPS测绘技术的精度评估与校正方法
高精度GPS测绘技术的精度评估与校正方法导语：全球定位系统（GPS）是一种使用卫星信号进行位置测量的技术，近年来得到了广泛的应用。
尤其是高精度GPS测绘技术在土地测量、地图制作、导航等领域有着重要的应用价值。
然而，由于各种因素的干扰，GPS测绘数据的精度问题一直是困扰着测绘工作者的难题。
本文将探讨高精度GPS测绘技术的精度评估与校正方法，希望能对相关领域的从业者有所帮助。
一、高精度GPS技术的发展与应用在过去的几十年里，GPS技术经历了长足的发展。
从最早的单频点定位到如今的双频多频点定位，GPS的测量精度和可靠性有了显著的提升。
高精度GPS技术的应用范围也日益扩大，涵盖了土地测量、地图制作、精确测绘等领域。
二、高精度GPS测绘技术的误差来源然而，GPS测绘数据的精度受到多种因素的影响。
下面将列出一些主要的误差来源：1.卫星误差：由于卫星轨道的不确定性，卫星钟的不精确性等，导致测量结果产生误差。
2.大气影响：大气层中的湿度和温度变化会导致卫星信号传播时的速度变化，从而干扰了测量结果。
3.接收器误差：GPS接收器的不准确性以及信号多径效应会对测量结果产生影响。
4.人为误差：操作人员的错误操作、观测站点的选取不合理等因素也会引入误差。
三、GPS测绘数据的精度评估方法为了评估GPS测绘数据的精度，我们需要考虑多种因素，并采用多种评估方法。
下面将介绍几种常用的精度评估方法：1.重复测量法：通过对同一点进行多次测量，计算出其坐标的平均值和标准差，并以此评估GPS测绘数据的精度。
2.国际参考站网络法：利用国际参考站网络的精确坐标对测量结果进行校正，并计算出校正后的精度。
3.差分GPS法：利用两个接收器分别接收信号，通过消除公共误差来提高测量精度。
四、GPS测绘数据的校正方法除了评估精度以外，校正GPS测绘数据也是非常重要的。
下面将介绍几种常用的GPS数据校正方法：1.差分校正：利用差分GPS技术，将参考接收器测得的精确坐标与待测接收器测得的坐标进行差分，从而得到校正值。
水利水电工程测量中高等级GPS控制网精度评定
水利水电工程测量中高等级GPS控制网精度评定摘要：近年来，我国科学技术的飞速发展，带动了GPS技术的进步，我国GPS测量技术逐步取代了传统的测角网、测边网、边角网等技术。
但是，高等级GPS 控制网精度评定的规定在我国行业规范中却没有涉及，在施工作业中，只能参考相关规范进行工作，本文以结合工作实践为主，探讨水利水电工程测量中有关于高等级GPS控制网精度评定。
关键词：GPS；控制我精度；水利水电工程1 GPS网等级的划分和适用范围（1）在《全球定位系统测量范围》中相关规定，见表1。
表1 全球定位系统测量范围》中GPS网在我国的等级划分和适用范围根据水利水电工程测量中的主要特点，高等级GPS控制网主要运用在施工控制网、构筑物的变形监测、主要建筑物、近坝岩体变形监测等，它们的点位分布的距离略小，平均点之间的距离大约为1km。
从表1中可以看出，只从距离方面进行分析，只有E级网与之适合，但是E级网的可适用范围和控制网精度不符合水利水电工程的测量要求。
（2）《水利水电工程测量规范》中有关规定，见表 2表2 《水利水电工程测量规范》中GPS网等级划分和适用范围从表2中可以得知，《水利水电工程测量规范》中，关于GPS测量的规定并没有涉及，因此，关于高精度GPS控制网在上述规定中也不太适合使用。
（3）《水利水电工程测量规范》中，关于非GPS测量的基本平面控制测量等级划分有着相关要求：“非GPS测量的基本平面控制的等级划分，分为二等、三等、四等、五等”；关于“专用平面控制网测量”在水利水电工程测量规范》中有着边角法测量技术的相关要求以及精度指标，关于“专用平面控制网测量”的等级划分，分为专一、专二、专三、专四。
但是其中并没有对GPS测量有涉及到相关规定的精度指标和技术要求。
“专用平面控制网测量”中的一类和基本平面控制的二、三等，基本接近于水利水电工程中高等级GPS控制网精度等级。
2 高等级 GPS 控制网的精度评定依据目前，在水利水电工程中高等级GPS控制网并没有相关的规范作为施工依据，那么，如何对高等级GPS控制网测量结果的精度进行评定？如果按照国家规范对其执行，那么从适用范围和布网方案等方面不能满足GPS控制网精度的规范要求；如果按照水利规范对其执行，那么只规定了无约束或者有约束平差后的闭合环精度和弦长精度，关于“专用平面控制网测量”的相关规定也并未涉及。
GPS控制网正常高精度与可靠性指标评定1
GPS垂直分量应用方式
⑴ 利用GPS大地高
①高程拟合 ②大地水准面精化 ③结合大地水准面成果直接计算高程
⑵ 利用GPS高差
①平差计算 高程 ③跨河水准 ②成果检核
⑶ 利用高精度GPS高差之差
①高程传递 ②不同期高差改正 ③监测一、二等水准网及陆地垂直运动
GPS正常高计算方法
A、 以GPS网三维平差得到的大地高和四 等水准成果进行高程拟合 B、直接应用似大地水准面计算结果 C、采用似大地水准面计算移去高程异常， 得到的正常高代替大地高，再利用水准 成果起算进行高程拟合 D、 以GPS正常高高差作为观测值，以高 等级水准点起算采用水准网平差的方式。
D E
20 20
40 40
5 3
几点启示
⑴ 似大地水准面精度的提高（2002年-2007年-十 一五基础测绘），为GPS高差应用创造了条件。 ⑵ 把GPS高差应用于跨河水准测量写入GB/T 12897-2006《国家一、二等水准规范》，对于 GPS高差的应用有非常重要的意义。 ⑶ GB/T18314-2009《全球定位系统（GPS）测量规 范》对各等级GPS网相邻点基线垂直分量的限 差设置，为GPS高差和大地高精度提供了保障。 ⑷ 正确评定GPS网精度和可靠性 ，GPS高差可以 达到等级水准高差精度。
举例 ：GPS正常高计算方法及精度
表1 溧阳测区GPS高程与四等水准高程比较表
项目 最小值
最大值 较差平均值 较差标准差 高程中误差
A-E
-0.1111 +0.072 0 ±0.0376 ±0.0376
B-E
-0.094 +0.056 -0.0188 ±0.0337 ±0.0386
C-E
-0.0809 +0.0709 0 ±0.0267 ±0.0267
我国规范衡量GPS网精度的指标
我国规范衡量GPS 网精度的指标• GPS 网的精度衡量指标 – 相邻点基线长度精度σ标准差mm) a 固定误差mm b 比例误差d 相邻点间距离mm重复设站次数• 定义：在同一测站上所进行观测的时段数。
• 规范中规定了不同等级的网，每个测站的最少平均重复设站次数。
最少观测期数• 定义– 根据规范要求，布设一GPS 网，需要观测的最少时段数。
• 特性– 最少观测期数与网的等级、点的数量和用于观测的接收机的数量有关。
• 计算公式：最少平均重复设站次数262)10(-⋅⋅+=d b a σ第五节 GPS 网的必要独立基线 定义及计算公式• 定义– 测定网中所有点的坐标所需要的独立基线的最少数量。
• 计算公式– 对于一个只以已知点作为起算数据的网，其必要独立基线数可采用下式计算算例 •问– 某网由100个点构成，计划用4台接收机进行观测，如果要求平均重复设站次数不得低于2.0，问至少需要观测多少个时段，可测得多少独立基线，必要独立基线是多少？• 答：⎩⎨⎧>-=-=0,0,1p p n p n nmin min 100 2.0INT 504(1)50(41)1501100199t n S l S m l n ⨯⎛⎫== ⎪⎝⎭=⨯-=⨯-==-=-=第二节 GPS 基线解算的观测值 差分观测值的形成①• 差分方式– 站间差分 – 星间差分 – 历元间差分差分观测值的形成②• 站间差分– 求差方式• 同步观测值在接收机间求差– 数学形式– 特点• 消除了卫星钟差影响 • 削弱了电离层折射影响 • 削弱了对流层折射影响• 削弱了卫星轨道误差的影响差分观测值的形成③• 星间差分– 求差方式• 同步观测值在卫星间求差– 数学形式– 特点• 消除了接收机钟差的影响差分观测值的形成④• 历元间差分– 差分方式站间差分)()()(,t t t IA IB I B A ϕϕϕ-=星间差分•观测值在间历元求差–数学形式–特点•消去了整周未知数参数。
不同级别GPS网的精度标准
不同级别GPS网的精度标准
表1-1
基线测量的精度可达±（5mm＋1×10-6D），D为基线长度，以公里计。
最简独立闭合环或符合路线边数的规定
表1-2
现在全球定位系统采用的WGS－84坐标系统，是一个精确的全球大地坐标系统。
而我国的国家大地坐标系采用的是1954北京坐标系及1980西安坐标系。
同时IPSM\RTK目录下生成一包括OutData、Transect两个文件夹和temp.rec，temp.hkw，t emp.knw，temp.prj的temp文件夹。
（其中*.prj为项目文件， *.rec为记录点库文件，*.kn w控制点库文件，*.hkw水准点库文件。
）
．碎部数据文件格式的转换
将采集的碎部点坐标以文本格式导出，注意在Type里选择要导出的数据格式类型，有以下
类型可选:中海达ZHD Fmt（*.ism）、威远图SV300（*.svf）、威远图DAT（*.dat）、开思Scsg2000(*.dat)、南方Cass5.0(*.dat)、南方Cass4.0(*.dat)、海洋局成图（*.txt）、CAD2000（*.dxf）、南方（*.dxf）、N，X，Y，H(*.txt)、瑞得（*.txp）、清华山维（*.cor）、BLH 格式（*.blh）。
其转换成果最好保存在同一项目下的“OUTDATA”文件夹内，以便进行统一的项目管理。
注：A、七参数、一步法至少需要3个已知点，且平面高程均要知道；
B、四参数至少需要2个已知点
C、平面拟合至少需要3个已知点
D、曲面拟合至少需要6个已知点。
GPS静态测量数据处理精度控制指标分析
GPS静态测量数据处理精度控制指标分析
一基本精度指标
各级GPS网测量精度用相邻点弦长标准差σ表示，固定误差与比例误差见表1，其中公式为：
σ=
式中σ为标准差,mm
a为与接收设备有关的固定误差,mm
b为比例误差,ppm或10-6
d为相邻点间距离,km （GPS网中相邻点间距离见表1）
注：当边长小于200m时，边长中误差应小于20mm
二基线解算质量控制指标
1 基线本身限制
表2 基线测量限差表
（1）同一时段观测值的数据剔除率应小于10％。
（2）复测基线的长度较差，其值应符合下式：s d≤
（3）同步时段中，一切可能的三边环的坐标分量相对闭合差和全长相对闭合差
10-)：
不宜超过表3的规定(1×6
表3 坐标分量闭合差规定表
X Y Z S W W W W ⎫
≤⎪
≤⎪
⎬
≤⎪
⎪
≤⎭
式中n 为闭合环边数，σ为相应级别规定的精度(按实际平均边长计算)。
表4 闭合环或符合路线边数的规定
三 网平差质量控制指标
（1）无约束平差中，基线分量的改正数（V △x ，V △y ，V △z ）绝对值满足下式：
333x y z V V V σσσ∆∆∆⎫
≤⎪
≤⎬
⎪
≤⎭
（2）约束平差中，基线向量的改正数与经过粗剔除后的无约束平差结果的同名
基线相应改正数的较差的绝对值应满足要求(2x dV σ∆≤，2y dV σ∆≤，2z dV σ
∆≤)； （3）最弱边相对中误差精度满足表1中相应要求。
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③ GPS基线正常高差与等级水准高差比较检验
为了进一步验证GPS基线正常高差的精度，采 用不低于GPS基线正常高差精度的等级水准连测GPS 基线边，把同一条基线边的GPS基线正常高差和等 级水准高差比较，其较差限差用（8）式计算。
2 2 W比较 （2 W水 k） （2 WGPS l）
表2 GPS网正常高高差精度检核
GPS (
测区 溧阳四等 类别 测段 每公里 测段 每公里 测段 每公里 测段 每公里 测段 每公里 测段 每公里 测段 每公里 测段 每公里 测段 每公里 测段 每公里 测段 每公里 测段 每公里 最大值 0.056 0.029 0.050 0.013 0.074 0.015 0.066 0.060 0.028 0.013 0.079 0.079 0.018 0.018 0.104 0.052 0.040 0.023 0.113 0.023 0.040 0.023 0.113 0.079 最小值 -0.038 -0.026 -0.035 -0.021 -0.074 -0.022 -0.056 -0.056 -0.034 -0.034 -0.098 -0.098 -0.018 -0.018 -0.095 -0.043 -0.060 -0.060 -0.116 -0.026 -0.052 -0.033 -0.116 -0.098 标准差 0.018 0.010 0.017 0.005 0.024 0.006 0.013 0.012 0.011 0.009 0.018 0.018 0.009 0.009 0.019 0.010 0.013 0.011 0.046 0.009 0.024 0.009 0.017 0.013 平均值 -0.002 -0.001 0.001 0.000 -0.004 -0.001 0.000 0.000 -0.001 -0.002 0.000 0.000 0.000 0.000 -0.002 -0.002 0.001 0.001 -0.006 -0.001 -0.001 -0.001 0.000 0.000 中误差 0.018 0.010 0.017 0.005 0.024 0.006 0.013 0.012 0.011 0.009 0.018 0.018 0.009 0.009 0.019 0.010 0.013 0.011 0.047 0.009 0.024 0.009 0.017 0.013 限差 0.040 0.014 0.056 0.014 0.059 0.014 0.028 0.014 0.028 0.014 0.028 0.014 0.028 0.014 0.041 0.014 0.028 0.014 0.074 0.012 0.061 0.012 0.031 0.014 距离 2000 段数 61
GPS垂直分量应用方式
⑴ 利用GPS大地高
①高程拟合 ②大地水准面精化 ③结合大地水准面成果直接计算高程
⑵ 利用GPS高差
①平差计算 高程 ③跨河水准 ②成果检核
⑶ 利用高精度GPS高差之差
①高程传递 ②不同期高差改正 ③监测一、二等水准网及陆地垂直运动
GPS正常高计算方法
A、 以GPS网三维平差得到的大地高和四 等水准成果进行高程拟合 B、直接应用似大地水准面计算结果 C、采用似大地水准面计算移去高程异常， 得到的正常高代替大地高，再利用水准 成果起算进行高程拟合 D、 以GPS正常高高差作为观测值，以高 等级水准点起算采用水准网平差的方式。
1.2规范更新(续)
GB/T18314-2009《全球定位系统（GPS）测量规范》
表3
坐标年变化率误差 级 别 水平分量/(mm/a) 垂直分量/(mm/a)
A 2 3
相对精度
地心坐标各分量 年平均中午差/mm
0.5
0.01ppm
表4
级 别 B C 相邻点基线分量中误差 水平分量/mm 5 10 垂直分量/mm 10 20 50 20 相邻点间平均距离/km
金坛四等
3900
86
南京四等
4400
55
昆山四等
900
748
赣榆四等
900
52
淮盐公路四等
600
551
宁杭公路四等
700
13
宿迁四等
2100
44
盐通公路四等
1000
69
太仓三等
6800
35
金坛三等
4600
31
总计
1183
1745
单 位 ：正 米常 高 高 差 与 四 等 水 准 高 差 成 果 的 比 较
GPS控制保证科
主要内容
1 GPS正常高应用概述
（1）江苏省域GPS测高技术应用研究介绍 （2）规范更新
2 GPS正常高差平差及其精度和可靠性指标评定
（1） GPS基线正常高差计算 （2） GPS基线正常高差精度评定 （3） GPS高程网可靠性指标评定
1.2规范更新
GB/T12897-2006《国家一、二等水准规范》 该规范8.2条表10 跨河水准测量方 法中引入了GPS测量法，具体做法是使用 GPS接收机和水准仪分别测定两岸点位的 大地高差和同岸点位的水准高差，求出 两岸的高程异常和两岸高差。 GPS高差应用于一、二等水准测量 首次在规范中出现。
)
GPS网正常高高差精度检核分析
表2分11个项目，对1745段高差进行了比较， 只有淮盐公路测区超过了四等水准高差的精度， 一方面因为公路GPS测量时采用的是导线形式 （E级和一级GPS网），观测时间较短，起算点 较少，GPS高差精度不高。其余测区均达到四 等水准高差的精度。 这说明GPS高差可以达到等级水准高差精度， 关键是如何评定GPS网高差精度和可靠性。
1.1江苏省域GPS测高技术应用研究介绍(续)
项目利用分布较均匀的15个项目1261个 GPS水准点验证了2002年在江苏省C级网项目 中精化得到的江苏省似大地水准面的精度达 到 ±7.8cm。分析了GPS垂直分量应用方式和 GPS高程计算方法。并且利用11个测区1745 段水准高差和GPS高差进行了分析比较。编 制了小区域似大地水准面精化软件。
H H H
H
H
② GPS基线大地高差和正常高差检核与精度评定(续)
当 M H 为每公里GPS测量（基线正常高 WH为独立环或附合路 差）的全中误差时， N 为独立环 线GPS基线正常高差闭合差、 l 为独立环环长或 数和附合路线数之和、 附合路线长。 由于由GPS大地高差计算到GPS正常 高差时，要移去高程异常差，其与大地 水准面精度有关，在检核GPS大地高差后 必须检核GPS正常高差。
2.1GPS基线正常高差计算
由于我国使用正常高系统，假设GPS基线 A、B 两 端点大地高分别为 H A 和H B ，则按（1）式计算得到基 线大地高差 H AB。 H AB = H B H A （1） 采用大地水准面计算出GPS基线两端点的高程异 B ，利用（2）式计算出GPS基线两端点间高程 常 A、 异常差 。 AB B A （2） 利用（3）式，移去GPS基线大地高差 H AB 中的高 程异常差 得到GPS基线正常高差 h 。 hAB H AB AB （3）
（8）
GPS
（8）式中W 为等级水准测量高差和GPS基线正 W 为等级水准测量精度、 W 为设计 常高差较差限差、 精度（相当于水准测量中的每公里水准测量全中误 差）、 k 为水准测段长、 l 为GPS基线边长。
比较
水
2.3 GPS高程网可靠性指标评定
GPS高程网可用GPS控制网的可靠性指标衡量， GPS控制网的可靠性指标按（9）式计算。 NP 1 1 （9） S （9）式中 为GPS控制网的平均可靠性指标、N P 为GPS网点数、 S 为GPS网独立观测基线数。 1 GPS控制网的可靠性指标一般不低于 3 ，同时 为了保证仪器高丈量可靠性，每点重复设站次数不 少于2次。
① GPS基线大地高差精度估计（续）
按照（4）式计算GPS相邻点间基线长度精 度 ，2001年GPS规范规定“计算GPS基线大地 高差精度时（4）式中的a 和b放宽1倍”（2009 年GPS规范已规定限差）。可以按照（5）式 估算每公里GPS测量（基线大地高差）中误差。 （4） a b d M （5） d （5）式中M 估计 为估算的每公里GPS测量（基 线大地高差）误差，d为基线长度。
3实 例
某测区在江苏省C级网的基础上布设了三、 四等GPS控制网，在原有国家一、二等水准 路线基础上，布设了三等水准网和四等水准 网连测三、四等GPS控制网点。
举例 ：GPS正常高计算方法及精度
表1 溧阳测区GPS高程与四等水准高程比较表
项目 最小值
最大值 较差平均值 较差标准差 高程中误差
A-E
-0.1111 +0.072 0 ±0.0376 ±0.0376
B-E
-0.094 +0.056 -0.0188 ±0.0337 ±0.0386
C-E
-0.0809 +0.0709 0 ±0.0267 ±0.0267
AB AB
AB
2.2 GPS基线正常高差精度评定
① GPS基线大地高差精度估计
当设定GPS正常高精度要求时，在GPS网设 计阶段，需根据GPS控制网等级、GPS高程网 设计精度、已有的大地水准面精度和估算的 GPS基线大地高差的精度，设计GPS网网形、 重复设站次数、观测时间等，以保障GPS高程 网精度满足要求。可见预先根据GPS控制网等 级估算GPS基线大地高差的精度和每公里GPS 测量（基线大地高差）误差变得尤为重要。
D E
20 20
40 40
5 3
几点启示
⑴ 似大地水准面精度的提高（2002年-2007年-十 一五基础测绘），为GPS高差应用创造了条件。 ⑵ 把GPS高差应用于跨河水准测量写入GB/T 12897-2006《国家一、二等水准规范》，对于 GPS高差的应用有非常重要的意义。 ⑶ GB/T18314-2009《全球定位系统（GPS）测量规 范》对各等级GPS网相邻点基线垂直分量的限 差设置，为GPS高差和大地高精度提供了保障。 ⑷ 正确评定GPS网精度和可靠性 ，GPS高差可以 达到等级水准高差精度。