GNSS控制网的布设

相邻点间平均距离D km
AA
≤3
≤0.01
1000
A
≤5
≤0.1
300
B
≤8
≤1
70
C
≤10
≤5
10~15
Dห้องสมุดไป่ตู้
≤10
≤10
5~10
E
≤10
≤20
0.2~5
二、GNSS控制网的技术设计
3、GPS网的精度和密度设计
(1)GPS网的等级 GPS网中相邻点的距离
二、GNSS控制网的技术设计
A级GGPPSS各控级制控网制由网精卫度星指定标位（连GB续/T运1行831基4-准200站9）构成
二、GNSS控制网的技术设计
4、GPS控制网的基准设计
¾ GPS网基准分类 位置基准 根据给定的起算点坐标确定 方位基准 常根据给定的起算方位或GPS基线向量确定 长度基准 根据起算点反算边长、EDM测距边长或GPS边长
二、GNSS控制网的技术设计
4、GPS控制网的基准设计 ¾ 注意事项
50 20 5 3
二、GNSS控制网的技术设计
GPS各级控制网用途
级别
用途
AA
为全球性的坐标框架和地球动力学测量
A
由卫星定位连续运行基准站构成，用于建立国家一等大地控制网， 进行全球性的地球动力学研究、地壳形变测量和精密定轨等
用于建立国家二等大地控制网（1×10-7），建立地方或城市坐标基 B 准框架、区域性的地球动力学研究、地壳形变测量、局部形变测量
三、技术设计
1. 完整的技术设计内容
¾数据处理方案 详细的数据处理方案，包括基线解算和网平差处理所采用
的软件和处理方法等内容。 对于基线解算的数据处理方案，应包含如下内容：基线解
算软件、参与解算的观测值、解算时所使用的卫星星历类型等。 对于网平差的数据处理方案，应包含如下内容：网平差处
理软件、网平差类型、网平差时的坐标系、基准及投影、起算 数据的选取等。
设计目的
为了圆满的完成测量工作 为了更好地提高外业工作效率 为了对外业测量成果进行检验 为了得到高质量的数据成果
三、技术设计
1. 完整的技术设计内容
¾项目来源 项目的来源、性质。即项目由何单位、部门下达、发包，属
于何种性质的项目等。 ¾测区概况
测区的地理位置、气候、人文、经济发展状况、交通条件、 通讯条件等。 ¾工程概况
三、GNSS控制网的网形设计
GPS基线向量网的设计原则
(3)提高精度的原则 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。 建立框架网。 最小异步环边数不大于6。 适当引入高精度测距边。 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。 适当延长观测时间，增加观测时段。 选取适当数量的已知点，已知点分布均匀。
EDM边的两端点高差不应过大；
二、GNSS控制网的技术设计
4、GPS控制网的基准设计 ¾ 注意事项
起算方位不宜过多，可以布设在网中的任意位置 GPS观测得到是大地高，联测水准高程后才能将高程转 换为正常高，联测规定为： （1）A、B级网应逐点联测，C级网应根据区域似大地水准 面精化要求联测，D、E级网可依具体情况联测 （2）A、B级网点的联测精度应不低于二等水准，C级网点 的测精度应不低于三等水准，D、E级网点按四等水准测量或 与其精度相当的方法联测。
若GPS测量成果需要进行坐标转换，应该选择或联 测足够多的两坐标系的公共点，一般大于3；
起算点数目越多，GPS网和原有网的吻合越好，但 可能会损失现有GPS网的测量精度，起算点为3~5个时， 既能保证坐标系的一致，又可保证GPS网的测量精度；
起算点在网中应该均匀分布，避免分布在网中的一侧； EDM测距边作为起算边长时，数量在3~5条为宜，但是
三、GNSS控制网的网形设计
5、GPS控制网的图形设计 良良好好的的网网形形设设计计
减少野外选 点的工作量
节省经费
为得到高 精度成果
打基础
三、GNSS控制网的网形设计
5、GPS控制网的图形设计
（1）GPS网形设计特点 由于点间不需要通视，且点位精度主要取决于卫星与测站
间的几何网形、观测数据质量和数据处理方法，因此GPS网的 设计主要取决于用户的要求和用途。 （2）GPS测量的基本概念 ¾ 观测时段（observation session）
三、GNSS控制网的网形设计
GPS基线向量网的设计原则
(1)选点原则
为便于观测作业和今后的应用，测站应选在交通便利，上点方 便的地方。 测站应选择在易于保存的地方。
(2)提高可靠性的原则 增加观测期数（增加独立基线数）。 保证一定的重复设站次数。 保证每点与三条以上的独立基线相连。 最小异步环边数不大于6。
四、GNSS控制网布设
GPS网的布网形式
跟踪站式 会战式 多基准站式 同步图形扩展式 单基准站式
四、GNSS控制网布设
跟踪站式的布网
n r = n b − ( N − 1) = ( N − 1)( N − 2 ) / 2
接收机数N与GPS边数n 和同步闭合环数nr（最少个数）的 对应关系如下表所示。
N
2
3
4
5
6
n
1
3
6
10
15
nr
0
1
3
6
10
三、GNSS控制网的网形设计
5、GPS控制网的图形设计
¾ 独立观测环（异步环） 由非同步观测获得的独立基线向量构成的闭合环。各级
坐标年变化率中误差
地心坐标各分量
级别 水平分量/ 垂直分量/
相对精度
年平均中误差/
(mm/a)
(mm/a)
mm
A
2
3
1×10−8
0.5
级别
相邻点基线分量中误差
水平分量/
垂直分量/
mm
mm
B
5
10
各级GPS网点位应均匀分布，相
C
10
20
邻点间距离最大不宜超过该网
D
20
40
平均E 点间距的2倍20
40
相邻点间平均距离/ km
测站上开始接收卫星信号到停止接收，连续观测的时间间隔 ¾ 同步观测（simultaneous observation）
两台或两台以上的接收机同时对同一组卫星进行的观测
三、GNSS控制网的网形设计
5、GPS控制网的图形设计
（2）GPS测量的基本概念 ¾ 同步观测环（simultaneous observation loop）
¾施测方案 测量采用的仪器设备的种类、采取的布网方法等。
¾作业要求 选点埋石要求、外业观测时的具体操作规程、技术要求
等，包括仪器参数的设置（如采样率、截止高度角等）、对中 精度、整平精度、天线高的量测方法及精度要求等。 ¾观测质量控制
外业观测的质量要求，包括质量控制方法及各项限差要求 等。如数据删除率、RMS值、RATIO值、同步环闭合差、异步环 闭合差、相邻点相对中误差、点位中误差等。
中国大陆构造环境 监测网络建设及意义
一、GNSS测量的工作程序和步骤
工作程序 1、技术设计（依据是测量任务书和 GPS测量规范） 2、选点 3、埋石 4、仪器的检验 5、观测 6、外业成果的记录和整理 7、数据处理 8、成果验收和上交资料
一、GNSS测量的工作程序和步骤
工作步骤
1、测前 ·立项:目的、范围、点位数量与分布、精度要 求、成果内容、时限、经费 ·技术设计 ·测绘资料的收集 ·仪器检定 ·踏勘、选点埋石
和各种精密工程测量等
C
用于建立三等大地控制网（1×10-6），以及建立区域、城市及工程 测量的基本控制网等
D
用于建立四等大地控制网（1×10-5）等
用于中小城市、城镇以及测图、地籍、土地信息、房产、物探、勘 E 测、建筑施工等
二、GNSS控制网的技术设计
4、GPS控制网的基准设计
¾ 原因 GPS测量得到WGS84坐标系下的基线向量，而通常采用
信息工程大学地理空间信息学院
主要内容
一、GNSS测量的工作程序和步骤 二、GNSS控制网的技术设计 三、GNSS控制网的网形设计 四、GNSS控制网布设 五、GNSS控制网测量 六、GNSS观测成果检核 七、GNSS控制网平差 八、GNSS测量技术总结
GNSS
北斗 GPS
GALILEO
GLONASS
¾提交成果要求 规定提交成果的类型及形式；若国家技术质量监督总局
或行业发布新的技术设计规定，应据之编写。
二、GNSS控制网的技术设计
2、设计依据
测量任务书或测量合同书 规定了测量任务的范围、目的、精度的密度，提交成
果的资料的项目和时间，完成任务的经济指标等。 GNSS测量规范及规程
GNSS测量规范(规程)是国家测绘管理部门或行业部 门制定的技术法规。目的是指导规范GNSS测量工作。
三台或三台以上接收机同步观测所获得的基线向量所构成 的闭合环。同步环各边的坐标差分量之和即为同步环闭合差。 ¾ 独立基线
GPS控制网中相互之间不能构成检核条件的边，称为独立 基线。N 台GPS同步观测可得到基线边条数 J 为：
J = N (N − 1) / 2 独立基线为： DJ = N − 1
三、GNSS控制网的网形设计
的是国家坐标系或独立坐标系，应该首先确定GPS成果所采 用的坐标系统和起算数据，即GPS网基准设计。
⎡X ⎤
⎡ X ⎤ ⎡ 0 ε Z −εY ⎤ ⎡ X ⎤ ⎡ΔX 0 ⎤
⎢⎢Y
⎥ ⎥
=
(1+ m) ⎢⎢Y
⎥ ⎥
+ ⎢⎢−εZ
0
εX
⎥ ⎥
⎢⎢Y
⎥ ⎥
+
⎢ ⎢
ΔY0
⎥ ⎥
⎢⎣Z ⎥⎦新
⎢⎣Z ⎥⎦旧 ⎢⎣ εY −ε X 0 ⎥⎦ ⎢⎣Z ⎥⎦旧 ⎢⎣ΔZ0 ⎥⎦
¾ 独立基线
N=2 , J=1
N=3 , J=3
N=4 , J=6
N=5 , J=10
N=2 , DJ=1
N=3 , DJ=2
N=4 , DJ=3
三、GNSS控制网的网形设计
5、GPS控制网的图形设计
当同步观测的GPS接收机数N≥3时，独立的GPS边和非独立的
GPS将构成闭合的多边形环，称为同步闭合环。同步闭合环 的最少个数应为
二、GNSS控制网的技术设计
二、GNSS控制网的技术设计
2、设计依据
规范的内容： 精度分级 网的设计要求 选点与埋石的要求 仪器设备 类型要求 检定内容 外业观测及记录要求 数据处理 成果验收与上交资料
三、技术设计
3、GPS网的精度和密度设计
(1)GPS网的等级 等级：根据全球定位系统测量规范，GPS基线向量网被分成了AA、 A、B、C、D、E六个等级。 等级GPS网的精度指标：以网中相邻点之间的距离误差来表示， 其具体形式为：
σ = a2 + (b ⋅ d )2
σ ：相邻点间的距离中误差(mm) a：固定误差(mm) b：比例误差(ppm或10-6) D：相邻点间的距离(km)
二、GNSS控制网的技术设计
3、GPS网的精度和密度设计
(1)GPS网的等级 GPS网的固定误差与比例误差
级别 a固定误差
固定误差a mm
比例误差b ppm
一、GNSS测量的工作程序和步骤
工作步骤
2、测中
实地了解测区情况 观测期间卫星状态的预报 确定作业方案 外业观测(作业模式的确定) 内业处理
数据传输、转储 基线解算 质量评估
一、GNSS测量的工作程序和步骤
工作步骤
3、测后 结果分析 网平差 质量评估 技术总结 成果验收
二、GNSS控制网的技术设计
GPS网最简异步观测环或符合路线的边数应满足下表的要求。
级别
B
C
D
E
闭合环或附和路线的边数/条 ≤6
≤6
≤8
≤10
¾ 重复基线 同一条GPS边观测多个时段，可得到多个基线结果。
三、GNSS控制网的网形设计
GPS基线向量网的设计原则
(1)选点原则 为保证对卫星的连续跟踪观测和卫星信号的质量，要求测站上 空应尽可能的开阔，在10°～15°高度角以上不能有成片的障 碍物。 为减少各种电磁波对GPS卫星信号的干扰，在测站周围约200m的 范围内不能有强电磁波干扰源，如大功率无线电发射设施、高 压输电线等。 为避免或减少多路径效应的发生，测站应远离对电磁波信号反 射强烈的地形、地物，如高层建筑、成片水域等。
二、GNSS控制网的技术设计
GNSS控制网测量规范 ¾《全球定位系统（GPS）测量规范》 GB/T 18314-2001， GB/T 18314-2009 ¾《全球导航卫星系统连续运行参考站网建设规范》 CH/T 2008 ¾《全球定位系统（GPS）测量型接收机检定规程》 CH/T 8016 ¾《卫星定位城市测量规范》CJJT73-2010 ¾各个部委制定的GPS测量规程与细则
工程的目的、作用、要求、GPS网等级（精度）、完成时间、 有无特殊要求等在进行技术设计、实际作业和数据处理中所必 须要了解的信息。 ¾技术依据
工程所依据的测量规范、工程规范、行业标准及相关的技术 要求等。
三、技术设计
1. 完整的技术设计内容
¾现有测绘成果 测区内及与测区相关地区的现有测绘成果的情况。