GPS控制网项目技术设计书说明书

GPS控制网项目技术设计书说明书1．概述1.1 任务的目的为了巩固大学测绘学院06级工程测量方向本科生所掌握的GPS知识，以及掌握利用GPS技术进行静态相对定位测量，培养和提高利用所学理论知识解决实际问题以及通过团队协作完成复杂项目的能力，测绘学院GPS课程组特组织此次校园实习。

1.2 任务的容按《GPS测量与数据处理实习任务书》的要求，本项目拟采用GPS静态测量技术，在大学一校区、二校区、三校区、国软校区围布设一个包含20个点的国家C级控制网，具体实习容包括：（1）外业测量：技术设计，选点，外业观测计划，外业观测；（2）业数据处理：数据传输机格式转换，基线计算，网平差，成果质量控制，技术总结。

1.3 预计工作量1．布设控制点20个；2. 按国家C级网的标准测量GPS点20个，已知点为 7个；3. 每个点上至少观测2时段，每时段1h。

2.测区概况2.1 测区踏勘概况测区分划：由于大学三校区与一、二校区被八一路分割，因此将测区对应分为一、二、三测区。

交通情况：由于测区即为大学校园，且测区围小，对测区的交通情况要求不高，且道路分布施测环境：除少数点周围建筑物较为密集或受林木遮挡较为严重，大多数点都能满足测量所需的环境条件。

测区除了教五有个广播台外，无其他大功率电磁发射装置，所以电磁干扰较小。

测区水电供应情况良好，由于测区较小，各种供应都能得到保障。

2.2 测区已知点资料9月15日上午，实习小组在测绘学院调集了控制点资料和大学控制点点位分布图；9月16日下午，实习小组对测区调到的已知点资料进行了现场踏勘，并布设好其他控制点。

2.2.1 已有平面控制资料实习指导老师提供的控制点平面测量结果为 C级 GPS控制网54坐标系，3 度带，中央子午线为 114 度的成果。

经实地踏勘，这些点保存完好。

这 3 个已知点在测区里分布均匀，图形结构好，可以很好地起到平面控制效果。

控制点详细情况参见附录一“控制点点之记”。

2.2.2 已有地形图资料1《大学校园示意图》大学出版2 大学控制点点位分布图2.3 坐标和高程系统由于已知点为1954坐标系下的平面控制测量成果，所以本项目平面坐标系统仍然采用这一坐标系统（3 度带，中央子午线为114 度）；高程系统与已知点所属高程系统保持一致，为1985 国家高程基准。

3.技术设计要求3.1 作业的技术依据主要技术依据：《全球定位系统（GPS）测量规》（GB/T 18134－2001）《城市测量规》（CJJ 8－99）次要技术依据：《全球定位系统城市测量技术规程》（CJJ 73－97）3.2 作业技术方案具体容参见本技术设计书的“4.平面控制测量”。

4.平面控制测量4.1 C 级 GPS 控制网布设4.1.1 C 级 GPS 控制网布设遵照《GPS测量与数据处理实习任务书》的要求，在测区围按照相邻点间距400米左右的密度进行布设，并很好的附合到已知的 C级 GPS 控制点上。

布设的 GPS 网中最简独立闭合环或附合路线中的边数不大于6条。

首先在大学校园示意图上按照上述密度要求作图上设计，然后在实地选择适合 GPS 观测条件的具体点位并标定下来。

点位的基本要求参照国家标准"全球定位系统（GPS）测量规"——"7.2" 中的相关规定。

当利用旧点时，应检查旧点的稳定性、可靠性和完好性，符合要求方可使用。

选点结束后应上交 GPS 控制网选点图和选点工作总结。

4.1.2 C 级 GPS 控制点埋设（此次实习不需要做）4.1.3 C 级 GPS 控制网观测4.1.3.1 使用仪器6 台单频Trimble GPS接收机及配件，主要包括：主机、天线、电缆、脚架、电池、充电器、钢卷尺、仪器包。

辅助物品包括：钢笔、小刀、记录纸、资料袋。

仪器标称精度应优于 10mm＋5ppm。

使用的 GPS 接收机应为按规定通过了全面检验后的仪器。

同时还需检验：a) 天线或基座圆水准器和光学对中器是否正确；b) 天线高量尺是否完好，尺长精度是否正确。

4.1.3.2 观测方式本次实习采用静态观测的方式。

作业调度者应根据测区地形和交通状况、采用的作业方法、设计的基线的最短观测时间等因素综合考虑，在测前编写C 级GPS 控制网施测纲要。

制订合理的、详细的GPS 测量作业调度表，按该表对作业组下达相应阶段的作业调度命令。

同时依照实际作业的进展情况，及时做出必要的调整。

4.1.3.3 基本技术要求基本技术要求见表1。

表 1 GPS 观测基本技术要求（注：本次实习卫星截止高度角采用的是10°）4.1.3.4 其他技术要求a) 首次观测前应校准光学对点器，每隔 2 天重新校准一次，发现异常时应及时校准；b) 观测时 GPS 天线需牢固地安置在三脚架上，此时应仔细对中，保证对中误差≦2mm。

有长水准管时利用长水准整平，没有的利用圆气泡整平。

天线定向标志线一律指北。

c) 每时段观测前后各量取天线高一次，取位至1 毫米，两次较差不大于3毫米，取中数作为该时段最终的天线高；若始末量取的天线高互差超限，应查明原因提出处理意见并记入测量手簿记事栏。

d) 遇雷电、风暴天气停止 GPS 测量，保证作业人员的人身安全与仪器设备安全，保证成果的质量。

e)其余事项参照国家标准“全球定位系统（GPS）测量规”－“10 观测”中的相关规定进行。

4.1.3.5 外业成果记录a)测量手簿格式参见附录三。

观测前和观测过程中应按要求及时填写各项容。

记录时一律使用铅笔，不得涂改、转抄和追记。

如有读、记错误时，可整齐划掉，将正确数据写在上面并注明原因。

其中天线高等原始记录不得连环涂改。

b) 每天观测结束后，及时将当天测量手簿（纸质记录）和观测数据收集并妥善保管；外业观测的接收机存中的观测数据文件应及时传输到计算机拷贝成一式两份，并在标签上注明点名、点号、点段号、文件名、采集日期及测量手簿编号等。

两份资料应分别由两人保管。

卸数据时不得进行任何剔除和删改。

4.1.4 C 级 GPS 控制网的数据处理4.1.4.1 使用软件基线解算和网平差采用 TGO软件进行处理。

4.1.4.2 基线质量检验a) 同步环坐标分量|Wx|、|Wy|、|Wz|闭合差应≤σ /5；b) 独立闭合环或附合路线坐标分量|Wx|、|Wy|、|Wz|闭合差应≤3 σ，全长闭合差应≤3 nσ；c) 复测基线的长度较差ds ≤2σ；在上面的各式中，n 为闭合环边数，σ为基线长度的规定精度。

σ=，式中a 为固定误差，以mm 为单位，本次实习为10mm；b 为比例误差，本次实习为10×，D为相邻点间距离，以km 为单位，本次实习D取0。

4.1.4.3网平差过程a) 先在WGS-84 坐标系中进行三维无约束平差；b) 根据GPS测量情况，从7个C级GPS已知点中选取部分或全部为起算点，进行三维约束平差，得到各点在54坐标系中的坐标。

4.1.4.4网平差结果要求a) 在基线向量解算各项质量检验（同步环、独立闭合环、复测基线）符合要求后，在WGS-84 坐标系统中进行三维无约束平差。

平差结果，基线向量的改正数（V△x 、V△y 、V△z ）对应值均不应大于 3σ；b) 在三维无约束平差确定有效观测量的基础上，进行三维约束平差。

平差结果，基线向量的改正数与三维无约束平差结果的同名基线相应改正数的较差（ dVx、dVy、 dV z ）均不应大于 2 ；5.上交资料1.技术设计书；2.点之记、环视图、选点资料；3.GPS接收机、气象及其他仪器的检验资料；4.全部外业观测记录、测量手簿及其它记录；5.数据处理中生成的文件、资料和成果表6.技术总结和成果验收报告编写人：大学GPS控制网技术总结1.1测区概况1.1.1测区踏勘测区分划：由于大学三校区与一、二校区被八一路分割，因此将测区对应分为一、二、三测区。

交通情况：由于测区即为大学校园，且测区围小，对测区的交通情况要求不高，且道路分布。

施测环境：除少数点周围建筑物较为密集或受林木遮挡较为严重，大多数点都能满足测量所需的环境条件。

测区除了教五有个广播台外，无其他大功率电磁发射装置，所以电磁干扰较小。

测区水电供应情况良好，由于测区较小，各种供应都能得到保障。

1.1.2测区已知点资料9月15日上午，实习小组调集了控制点资料和大学控制点点位分布图。

实习指导老师提供的控制点平面测量结果为 C级 GPS控制网1954坐标系，6 度带，中央子午线为 114 度的成果。

经实地踏勘，这些点保存完好。

这 7个已知点在测区里分布均匀，图形结构好，可以很好地起到平面控制效果。

1.2任务来源测绘学院GPS课程教学组下达的《GPS测量与数据处理实习任务书》。

2.技术依据2.1主要技术依据：《全球定位系统（GPS）测量规》（GB/T 18134－2001）《城市测量规》（CJJ 8－99）2.2次要技术依据：《全球定位系统城市测量技术规程》（CJJ 73－97）3.点位分布4、外业观测4.1仪器型号就本次本大队的测量工作而言，六个组均选用的是Trimble的仪器。

4.2平均设站次数及调度方案本次20个测点，按C级网的测量要求，选用了6台接收机，每个时段都有6台GPS 接收机机在工作，故平均设站次数为：n=8*6/20=2.4 。

实际调度方案：4.3基本技术要求基本技术要求见表2(注：本次实习卫星截止高度角采用的是10°)4.4其他技术要求1 首次观测前应校准光学对点器，每隔2 天重新校准一次，发现异常时应及时校准；2 观测时 GPS 天线需牢固地安置在三脚架上，此时应仔细对中，保证对中误差≦2mm。

有长水准管时利用长水准整平，没有的利用圆气泡整平。

天线定向标志线一律指北。

3 每时段观测前后各量取天线高一次，取位至 1 毫米，两次较差不大于3毫米，取中数作为该时段最终的天线高；若始末量取的天线高互差超限，应查明原因提出处理意见并记入测量手簿记事栏。

4遇雷电、风暴天气停止 GPS 测量，保证作业人员的人身安全与仪器设备安全，保证成果的质量。

5其余事项参照国家标准“全球定位系统（GPS）测量规”－“10 观测”中的相关规定进行。

其他情况：1 实际观测总时段数：8个；2 平均设站次数：>2；5.数据处理5.1基线解算5.1.1基线处理软件基线向量解算采用Trimble公司研制的TGO软件进行。

5.1.2基线处理方法1.然后将DAT文件导入TGO软件中去。

生成基线向量。

2. 首先用某一种特定的计算形式对所有基线进行解算，在解算过程中可以不进行质量控制（比率、参考变量、RMS），得到所有基线的解。

3.进行无约束平差，观察网平差报告的平差后的观测值，观察高度距离、高度、方位角的驻留（即残差）看是否超过3σ（此次处理是3cm左右），然后通过修改GPS处理形式的参数进行处理再平差和观察网评差报告，直到处理得到很好的结果。