D级GPS控制测量技术要求

D级G P S控制测量技术
要求
This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020
D级GPS控制测量技术要求
1、D级GPS控制网的网型设计
GPS控制网的网型设计，是保证控制网精度的基础。

首先考虑起算点的位置和图形强度，遵循从整体到局部、分级布网的原则进行布设。

D级GPS控制网中不要求每点之间通视，整个控制网中应联测不少于3个高等级已知点，并根据需要联测一定数量的高程点。

D级GPS控制网最简独立闭合环或附合路线边数及相邻点之间的平均距离如下表：
相邻点最小距离可为平均距离的1/3-1/2；最大距离可为平均距离的2-3倍。

2、D级GPS控制网选点埋石
D级GPS控制网选点埋石必须遵守下列原则，并按下列规定进行。

1). 选点人员应收集测区地质资料，实地勘察选定点位。

同时考察卫星通视环境与电磁干扰环境，确定可用标石类型、记录点之记有关内容，实地树立标志牌等。

选点（埋石）所占用的土地，应得到土地使用者或管理者的同意。

2)．点位应选择在稳定坚实的基岩、岩石、土层、建筑物顶部等能长期保存、满足观测条件的地点，并做好选点标记。

点位尽可能位于地面，城区内应尽量选在楼顶上，以便于保存和通视。

点位应尽量选在交通便利，方便观测的位置。

3)．选点时应避开环境变化大，测量标志难以永久保存的地点，如易受水淹的河床、低地、靠近铁路、公路、已规划的易受施工影响有剧烈震动的地点。

点位离开铁路的距离应不小于100m。

4). 选点时应避开地质环境不稳定的地区，如断裂破碎带边缘、易发生洪水、滑坡、岩崩区、局部沉降区，有大量物质搬移的矿区、采石场、大量取土、地下水剧烈变化的地点。

5)．选点时应远离发射功率强大的无线发射源、微波信道、高压线等，距离不小于200米，应远离高压输电线和微波无线电传送通道，其距离不得小于50米。

并应实地了解发射源和电磁波影响状况，标注在点之记环视图上。

6)．选点时应避开多路径环境影响，避免靠近水面、树冠、高大建筑物、低洼潮湿等地点，应保证15°以上无遮挡。

50米以内的各种固定与变化反射体应标注在点之记环视图上。

7)．选点时应设计水准联测路线，对于要联测等级水准的GPS控制点，尤其是当点位处于河流、湖泊、水库的边缘时，在其位置选择上一定要考虑其水准联测的可能性。

8)．标石类型：地面采用GB/T 18314-2009《全球定位系统（GPS）测量规范》中的混凝土普通标石（i），楼顶采用建筑物上标石（j）。

9)．点位标志
①中心标志：采用长10cm、直径4cm的铜质或不锈钢标志。

在金属标志的正中位置用小钻头凿刻深2.0mm、粗1.0mm的小洞作为GPS观测的对中点。

在标志面刻绘“D级GPS点国土资源局”字样。

②标石规格:标石类型如下图所示：
10).D级GPS点的命名应尽量采用所在地的村、单位、地理名称等命名，利用旧点位的应尽量利用原名称。

D级GPS点的编号按D01、D02等编排，其中：D代表等级， 01是顺序号。

11)．点之记
在埋石工作完成后按统一格式对点之记进行绘制和整理，采用标准A4纸张打印输出，确保点之记内容完整、格式统一、整齐美观。

点之记中的交通路线图、交通情况、点位略图及点位说明要尽可能多地增加找点信息，以便查找点位，并力求简单明了、语言精练。

3、野外观测
1)．野外观测的准备工作
① D级GPS控制网的野外观测仪器应满足下表的要求：
② GPS接收机应经省级测绘仪器设备检验鉴定机构校准合格，持证投入生产。

开工前还应对GPS接收机按GB/T 18314-2009《全球定位系统（GPS）测量规范》9.1-9，4的要求进行检视、检验、校验。

③作业前根据作业的接收机台数，选择合理的网形布设路线。

2)．野外观测的基本技术要求
D级GPS控制网的野外观测的基本技术要求应符合下表的规定：
3)．天线安置应符合下列要求：
①用三脚架安置天线时一定要严格整平、对中，对中误差不应大于3mm。

②天线高量测时，测前测后各量一次天线高，读数精确至1mm，当互差小于3mm后，取中数采用，否则，应重新架设、整平仪器，量取天线高。

③ GPS接收机开机经检验有关指示灯与仪表显示正常后，方可开启记录键开始观测。

④观测期间，不得在天线附近50m以内使用电台，严禁10m以内使用对讲机和手机。

4)．D级GPS测量记录
① D级GPS测量记录手簿应采用统一印制的观测手簿进行记录，并应根据点位周围环境变化的情况更新点之记，其内容应包括观测时间、测站号、测站名称及接收机号等，观测手簿应用2H铅笔或碳素墨水填写。

②观测原始数据要转换为RINEX格式文件，且RINEX文件应满足下列要求：
a.保证数据文件中测站点名及其它信息的正确性；
b.保证数据文件中天线高的正确性，要求与手簿记录中的一致；
c.确保文件名的正确性和唯一性。

d.最新的有效版本。

③无论原始观测数据，还是RINEX格式数据均要求做备份，应用光盘或优盘复制一套，另一套保存在计算机硬盘中。

④数据的存储介质要求有明确的标识，其内容主要为：生产单位名称、测站名称或测站编号、施测年代、观测年月日等。

⑤测站上所有规定作业项目经认真检查均符合要求，记录资料完整无缺，将点位恢复原状后方可迁站。

4、数据处理
1).外业观测数据处理
D级GPS控制网的野外数据处理宜利用GPS接收机的随机软件，按原码采用双差相位观测值进行基线解算，采用双差固定解作为最终结果。

外业观测采集的数据应转成RINEX格式进行备份。

2). 外业观测数据质量检核
①相邻点间基线长度精度用下式表示：
σ = ±2
2)
a
*
b
(d
式中：σ—标准差（基线向量的弦长中误差mm）
a —固定误差=5mm
b —比例误差系数=1ppm
d —相邻点间距离（km ）
② 同一时段观测值的数据剔除率，其值宜小于10%。

③ 同步环闭合差应满足下表要求：
同步环坐标分量及环线全长相对闭合差的限定(1×10-6)
④ 独立闭合环或闭合路线坐标闭合差应满足：
Wx ≤3n σ
Wy ≤3n σ
Wz ≤3n σ
Ws ≤3n 3σ
式中：n 为闭合环边数；
σ—相应级别规定的精度(按实际平均边长计算)。

Ws=222z y x W W W ++
⑤ 复测基线的长度较差ds ，两两比较应满足：
ds ≤22σ
σ—相应级别规定的精度(按实际平均边长计算)。

5、重测和补测
1).无论何种原因造成一个控制点不能与两条合格独立基线相连结，则在该点上应补测或重测不得少于一条独立基线。

2).可以舍弃在复测基线边长较差、同步环闭合差、独立环闭合差检验中超限的基线，但应当保证舍弃基线后的独立环所含基线数，不得超过规程规定，当超过规定要求时，应重测该基线或有关的同步图形。

3).由于点位不符合GPS测量要求而造成一个测站多次重测仍不能满足各项限差技术规定时，可以按设计的要求另增选新点进行重测。

6、平差计算
在基线向量检验符合要求后，按照GB/T 18314-2009《全球定位系统（GPS）测量规范》的要求，进行GPS网的无约束平差和约束平差。

平差计算可使用随机商用软件，但必须保证数据的准确性。

1)．无约束平差
无约束平差以三维基线向量及其相应方差—协方差阵作为观测信息，以一个点的WGS-84系三维坐标为起算依据，进行GPS网的无约束平差。

平差结果须提供各点在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。

无约束平差中，各基线分量改正数绝对值应满足：
V△x≤ 3σ
V△y≤ 3σ
V△z≤ 3σ
式中：σ—相应级别规定的精度（按网的实际平均边长计算）。

否则，认为该基线或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，直至上式满足。

2). 约束平差
利用无约束平差后的可靠观测量，在1980西安坐标系下进行三维约束平差或二维约束平差。

平差中，对已知点坐标、已知距离和已知方位，可以强制约束，也可以加权约束。

平差结果应输出在相应坐标系中的三维或二维坐标、基线向量改正数、基线边长、方位、转换参数及其精度信息。

约束平差中，基线分量的改正数与无约束平差结果的同一基线相应改正数较差的绝对值应满足：
dV⊿x≤2σ
dV⊿y≤2σ
dV⊿z≤2σ
式中：σ—相应级别规定的精度（按网的实际平均边长计算）。

否则，认为作为约束的已知坐标，已知距离、已知方位中存在一些误差较大的值应自动或人工的方法剔除这些误差较大的约束值，直至上式满足。