4-4GNSS静态控制测量外业观测

任务4-4
GNSS静态控制测量外业观测
负责单位：扬州环境资源职业技术学院 北京工业职业技术学院
联合全国18家院校与企业共同建设
知识提纲
一、实地选点 二、标石的埋设 三、外业观测计划的拟定 四、外业观测 五、数据预处理 六、观测成果的外业检核
一、实地选点
实地选点就是把控制网的图上设计放到地面上去。图上设计是否 正确以及选点工作是否顺利，在很大程度上取决于所用的地形图是否 准确。如果差异较大，则应根据实际情况确定点位，对原来的图上设 计作出修改。 选点时使用的工具主要有：望远镜、小平板、测图器具、花杆、 通讯工具和清除障碍的工具、设计好的网图和有用的地形图等。 根据图上设计的控制点位置，在实地找到大概位置，再按控制点 选点要求，确定控制点的具体位置。点位确定后，打下木桩并绘点之 记，如下图，便于日后寻找。 选点任务完成后，应提供下列资料： （1）选点图； （2）点之记； （3）三角点一览表，表中应填写点名、等级、至邻点的概略方 向和边长、建议建造的觇标类型及高度、对造埋和观测工作的意见等。
一
实地选点
• 点之记：记载控制点点位情况的资料。有三角点点之记，导线点点 之记，水准点点之记，GPS点点之记。
• 点之记的内容包括点名，点号，等级，所在地，点位略图，点与周 围固定地物的相关尺寸等。
• 点之记是必须的一种控制测量外业资料。
• 站标的建造：
二 标石的埋设
控制点选好后，需要埋设标石（俗称给点位做个记 号），通常在控制点上埋设带有中心标志的标石，以表 示控制点的实际位置，并能保证点位的长期保存。
频接收的观测值中加入电离层改正。
五、数据预处理
基线向量的解算一般采用多站、多时段自动处理的方法进行，具体 处理中应注意以下几个问题： （1）基线解算一般采用双差相位观测值，对于边长超过 30km的基 线，解算时则可采用三差相位观测值。 （2）卫星广播星历坐标值可作为基线解的起算数据。对于特大城市 的首级控制网，也可采用其他精密星历作为基线解算的起算值。 （3）基线解算中所需的起算点坐标，应按以下优先顺序采用； 国家 GPS A、B级网控制点或其他高级GPS网控制点已有的WGS-84 坐标系坐标。 国家或城市较高等级控制点转到WGS-84坐标系后的坐标值。 不少于观测30分钟的单点定位结果的平差值提供的WGS-84系坐标。
盘石和柱石中央埋有中心 标志（见右图）。埋石时 必须使盘石和柱石上的标 志位于同一铅垂线上。 埋设标石一般在造标工作 完成后随即进行。埋设时， 应使标石中心与觇标中心 位于同一铅垂线上。 埋石工作全部完成后， 要到三角点所在地的乡人 民政府办理三角点的托管 手续。
三、外业观测计划的拟定
观测工作是GPS测量的主耍外业工作。观测开始之前，外业观测计划 的拟定对于顺利完成数据采集任务，保证测量精度度．提高工作效 益都是极为重要的。 依据： （1）GPS网规模的大小。 （2）点位精度及密度的要求。 （3）GPS卫星星座分布的几何图形强度。 （4）参加作业的GPS接收机类型数量。 （5）测区交通、通讯及后勤保障。
六、观测成果的外业检核
观测成果的外业检核是确保外业观测质量，实现预期定位精度的重要环 节，所以当观测结束后，必须在测区及时对外业的观测数据质量进行检核 何评价，以便及时发现不合格的成果，并根据情况采取淘汰或重测、补测 措施。 外业观测数据的评价标准
（1）当确认外接电源电缆及天线等备项连接完全无误后．方可接通电 源，启动接收机。开机后接收机有关指示显示正常并通过自检后， 方能榆入有关测站和时段控制信息。 （2）接收机在开始记录数据时应注意查看有关观测卫星数量、卫星号、 信噪比、相位观测量残差，实时定位结果及其变化、存储介质记录 等情况。 （3）一个时段观测过程中，不允许进行以下操作：关闭又重新启动； 进行自测试（发现故障除外）改变卫星高度角；改变天线位置；改 变数据采样间隔；按动关闭文件和删除文件等功能键。
观测计划的主要内容 （1） 编制GPS卫星的可见性预报图；在高度角＞15度的限制下，输 入测区中心某一测站的概略坐标，输入日期和时间．应使用不超过 20天的星历文件，即可编制GPS卫星的可见性预报图。 （2）卫星的几何图形强度；在GPS定位中，所测卫星与观测站所组成 的几何图形，其强度因子可用空问位置因子（PDOP）来代表，无论 是绝对定位还是相对定位， PDOP值不应大于6。
五、数据预处理
（4）在采用多台接收机同步观测的一同步时段中，可采用单基线模式 解算，也可以只选独立基线按多基线处理模式统一解算。 （5）同一等级的GPS网．根据基线长度的不同．可采用不同的数据处 理模型。若基线长小于0.8km，需采用双差固定解；小于30km，可在 双差固定解和双差浮点解中选择最优结果；大于30km时．则可采用 三差解作为基线解算结果。 （6）在同步观测时间小于30分钟时的快速定位基线．应采用合格的双 差固定解作为基线解算的最终结果。
六、观测成果的外业检核
观测成果的外业检核是确保外业观测质量，实现预期定位精度的重要环 节，所以当观测结束后，必须在测区及时对外业的观测数据质量进行检核 何评价，以便及时发现不合格的成果，并根据情况采取淘汰或重测、补测 措施。 外业观测数据的评价标准
良好 （1）测站环境好，无信号干扰因素 （2）观测过程中大气状况稳定 （3）观测到所有预报的卫星 （4）接收机工作正常，没有或偶尔发生短暂的失锁或故障报警，但很快就能排除。 （5）测站上全部操作过程都符合规定，资料齐全 （6） 实时绝对定位解收敛平稳
2. 开机观测
（4）每一观测时段中，气象元素一般应在始、中、末各观测记录一次， 当时段较长时可适当增加观测次数。
（5）在观测过程中要特别注意供电情况，除在出测前认真检查电池容
量是否充足外，作业中观测人员不要远离按收机，听到仪器的低电压 报警应及时予以处理，否则可能会造成仪器内部数据的破坏或丢失。 （6）仪器高一定要按规定始、末各量测一次，并及时输入仪器及记入 测量手薄中。 （7）接收机在观测过程中，不要靠近接收机使用对讲机；雷雨季 节．架设天线要防止雷击，雷雨过境时应关机停测，并卸下天线。
五、数据预处理
（3）统一数据文件格式，将不同类型接收机的数据记录格式、项目 和采样间隔，统一为标准化的丈件格式，以便统一处理。
（4）卫星轨道的标准化，采用多项式拟合法，平滑GPS卫星每小时
发送的轨道参数，使观测时段的卫星轨道标准化。 （5）探测周跳、修复载波相位观测值。
（6）对观测值迸行必要改正，在GPS观测值中加入对流层改正，单
3. 观测记录
2）观测手薄 观测手薄是在GPS接收机启动前和观测过程中由观测者实时填写的。 其记录格式可参照现行规范执行。 观测记录和测量手薄都是GPS精密定位的依据．必须认真、及时填 写．坚决杜绝事后补记或追记。 外业观测中存储介质上的数据文件应及时拷贝一式两份，分别保存 在专人保管的防水、防静电的资料箱内。存储介质的外面，应当贴制 标签，注明文件名、网区名、点名、时段名、采集日期、测量手薄编 号等。
一
实地选点
注意事项： 1.三角测量，导线测量选点时，相邻点之间必须通视（在通视条件差的 地区，还涉及到造标的问题） 2.GPS点没有通视这一要求，但是有其他要求。（具体参见教材《 GPS 》
3.相邻点之间的视线应高于或旁离障碍物应有一定的距离，二等不应小 于1.5米；三四等及一二级小三角以能保证成像清楚、便于观测为原则； 国家等级导线应不小于1.5米；工程三四等导线应不小于1米；一二三级 导线应不小于0.5米（为了减弱球气差的影响及其他因素影响观测精度）。
2. 开机观测
（8）观测站的全部预定作业项目经检查均已按规定完成，且记录与资 料完整无误后可迁站。 （9）观测过程申要随时查看仪器内存或硬盘容量，每日观测结束后， 应及时将数据转存至计算机硬、软盘上，确保观测数据不丢失。
3. 观测记录
l）观测记录 观测记录由GPS接收机自动进行，均记录在存储介质（如硬盘、硬 卡记忆卡等）上，其主要内容有： 载波相位观测值及相应的观测历元； 同一历元的测码伪距观测值； GPS卫星星历及卫星钟差参数； 实时绝对定位结果； 测站控制信息及接收机工作状态信息。
1. 天线安置
（1）在正常点位．天线应架设在三脚架上，并安置在标志中心的 上方直接对中，天线基座上的圆水准气泡必须整平。 （2）在特殊点位，当天线需要在三角点觇标的观测台或回光台上 时，可先将觇标顶部拆除，以防上对GPS信号的遮挡。如果觇标 顶部无祛拆除，接收天线若安置在标架内观测就会造成卫星信号 中断。影响GPS测量精度、在这种情况下，可进行偏心观测。 （3）天线的定向标志应指向正北，以减弱相位中心偏差的影响。 天线定向误差因定位精度不同而异，一般不应超过正负3－5度。
5）编排作业调度表：作业组在观测前应根据测区的地形、交通状况、 网的大小、精度的高低、仪器的数量、GPS网设计、卫星预报表 和测区的天时、地理环境等编制作业调度表，以提高工作效益。 作业调度表包括观测时段、测站号、测站名称及接收机号等。
四、外业观测
主要包括以下内容：
天线安置
开机观测 气象参数测定 4颗且分布均匀，PDOP值小于6的 时段就是最佳时段。
（4）观测区域设计与划分：当GPS网的点数较多，网的规模较大．而 参加观测的接收机数量有限，交通和通讯不便时，可实行分区观测。 为了增强网的整体性提高网的精度．相邻分区应设置公共观测点， 且公共点数量不得少干3个。
1. 天线安置
(4）刮凤天气安置天线时，应将天线进行三方向固定，以防倒地碰 坏。雷雨天气安置天线时，应注意将其底盘接地，以防雷击天线。而 且架设天线不宜过低，一般应距地面1m以上。天线架设好后在圆盘间 隔120度的三个方向分别量取天线高，三次测量结果之差不应超过3mm， 取其三次结果的平均值记入测量手薄中，天线高记录取值到0.001m。
一
实地选点
注意事项： 4 点位应选在展望良好‘易于扩展和土质坚实的地点，便于寻找
造标埋石与观测，并能长期保存。城市里也可将点位选在坚固稳