GPS测量和数据处理

四、GPS网的方位基准

GPS网的方位基准可以通过给定起算方位角值确定，也可
以由GPS基线向量的方位作为方位基准。

方位基准的确定

GPS基线向量 起始方位 其他空间技术（如VLBI）提供的方位
五、GPS网的基准选取原则

布设GPS网时起算点的选取与分布

若要求所布设的GPS网的成果与旧成果吻合最好，则起

一般控制网图形设计的内容

与精度和可靠性有关的点位设计 观测设计（观测点、测回数等）


GPS网图形设计的内容

观测设计（同步观测图形、重复观测次数、重复观测边 的设置、观测参数设置、观测时长要求）
一、GPS网图形设计的内容

注意：GPS网没有与精度和可靠性直接相关的图形设 计问题（点位观测环境方面的问题除外）
界因素的影响。

一般单频GPS接收机的精度指标
10(mm) 2( ppm)* d (km)

双频GPS接收机的精度指标
5(mm) 1( ppm)* d (km)
三、各级GPS测量的密度指标

相邻点间基线长度的密度要求
级别 AA A B 平均距离 (km) 1000 300 70
用途 全球参考框架、全球性地球动力学研究、地 壳形变 测 量和精密定轨 国家参考框架、区域性地球动力学研究和地 壳形变 测 量 国家大地控制、地方参考框架、局部形变监 测和各种精密工程测量 大中城市及工程的基本控制网 中小城市、城镇及测图、地籍、土地信息、 房产、物探、勘测、建筑施工等的控制网 实例 IGS 永久跟踪站 网 国家 A 级网 国家 B 级网
级别 AA A B C D
E
二、各级GPS测量的精度指标

相邻点间基线长度的精度要求
级别 AA A B C D 固定误差 (mm) ≤3 ≤5 ≤8 ≤10 ≤10 比例误差 (ppm) ≤0.01 ≤0.1 ≤1 ≤5 ≤10
E

≤10
≤20
大地高差的限差可放宽1倍执行
二、各级GPS测量的精度指标


最小异步环边数不大于6。
②提高GPS网精度的方法

网中距离较近的点一定要进行同步观测，以获得它们间的 直接观测基线。 在全面网上建立框架网。 最小异步环边数不大于6 。 适当引入高精度激光测距边，作为观测值与GPS观测值 （基线向量）一同进行联合平差，或将它们作为起算边长。 若要进行高程拟合，水准点密度要高，分布要均匀，且要 将拟合区域包围起来。

采用高精度激光测距边作为起算边长，激光测距边的数
量可在3~5条左右。可设置在GPS网中的任意位置。

布设GPS网时起算方位的选取与分布

起算方位不宜太多，可布设在网中的任意位置
1.6 GPS控制网的图形设计

主要内容：

GPS网形设计的内容

GPS网的基本图形
图形设计中的注意事项

一、GPS网图形设计的内容

设计基本原则


1.5 GPS网的基准设计

主要内容

Hale Waihona Puke Baidu
GPS基线向量WGS-84坐标系 实际坐标 国家坐标系或地方独立坐标系
位置基准

尺度基准
方位基准
明确GPS成果所采用的 坐标系统和起算数据

基准设计
二、GPS网的位置基准

GPS网的位置基准，通常是由给定的起算点坐标确定

位置基准的确定
算点越多越好。

若不要求所布设的GPS网的成果完全与旧成果吻合，则 一般可选3~5个起算点，这样既可以保证新老坐标成果的 一致性，也可以保持GPS网的原有精度。

为保证整网的点位精度均匀，起算点一般应均匀地分布
在GPS网的周围。要避免所有的起算点分布在网中一侧
的情况。
五、GPS网的基准选取原则

布设GPS网时起算边长的选取与分布

如果假定对应基线向量的质量一样，则在下面两个图形中， 对应各点的可靠性和精度是完全一样的
������
一、GPS网图形设计的内容

两点重要提示

GPS网的图形强度与基线向量的数量和分布有关 GPS点的精度和可靠性与与其相连的基线向量数密切 相关，相连的基线向量数越多，精度和可靠性越高

①提高GPS网可靠性的方法
C D
E

10~15 5~10
0.2~5
相邻点间的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。
四、GPS网精度和密度设计基本原则

设计内容

网的精度，密度，观测时段数，观测时段长度，高度角， 采样率等 一般依据GPS测量规范进行设计 当用户的要求介于两个等级之间时，在无需显著增加工 作量的情况下，一般直接上靠导较高的等级； 特殊情况，按照测量任务书或测量合同书提出的技术要 求单独进行网的密度和精度设计（高精度GPS形变监 测）

自由网平差或拟稳平差

对网的尺度无影响

固定一点（最小约束平差）

对网的尺度无影响

固定多点（约束平差）

对网的尺度有影响
三、GPS网的尺度基准

GPS网的尺度基准可以由地面的电磁波测距边确定，或由
两个以上的起算点之间的距离确定，也可以由GPS基线向
量的距离确定。

尺度基准的确定

GPS基线向量 测距边 已知点间的固定边 其他空间技术手段（VLBI、SLR等）
GPS测量与数据处理 第三讲
河南工程学院土木工程系测绘教研室
本讲主要内容

GPS网的精度和密度设计
GPS网的基准设计 GPS网的图形设计
1.4 GPS网的精度和密度设计

主要内容

GPS 网的等级划分

不同等级GPS网的用途
精度和密度设计基本原则

一、GPS测量的等级及其用途

GPS基线向量网被分为：AA、A、B、C、D、E六个级别

点位精度及基线长度年变化率的精度要求
级别 AA A 点位的地心坐标精度 ≤0.05m ≤0.1m 基线长度年变化率精度 ≤2mm/年 ≤3mm/年
二、各级GPS测量的精度指标

厂商给出的仪器标称精度指标

仪器标称精度指标，一般是指在某些标准条件下的精
度。而GPS规范中的规定考虑了一些实际工作中外

增加观测期数（增加独立基线数）。 保证一定的重复设站次数。

可有效地发现设站、对中、整平、量测天线高等人为错 误。
重复设站次数的增加，也意味着观测期数的增加。 各个点的可靠性与点位无直接关系，而与该点上所连接 的基线数有关，点上所连接的基线数越多，点的可靠性 则越高


保证每点与三条以上的独立基线相连。