GPS静态控制测量技术设计指南
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GPS静态控制测量实施指南
一、综述
GPS网建立过程分3个阶段:设计准备、施工作业、数据处理
1. 设计准备
该阶段的主要工作项目:项目规划、方案设计、施工设计、测
绘资料收集、选点埋石、仪器检测。
1.1 项目规划
①位置及范围:测区的地理位置、覆盖范围及控制网的控制
面积
②用途及精度等级:控制网的具体用途、所要求达到的精度
或等级。(各级GPS网采用中误差作为精度指标,以2倍中误差作为
极限误差。)
C级网用途:三等大地控制网、区域、城市及工程测量的基本控制网;
D级网用途:四等大地控制网;
E级网用途:中小城市、城镇及测图、地籍、土地信息、建筑施工
精度
GPS测量相邻点间基线长度的精度用下面公式表示:
。为基线向量的弦长中误差,单位mm, a为固定误差,单位mm,b为比例误差系数,单位1 X 10-6,d为相邻点间距离,单位为km。
城市GPS测量精度指标:(本工程选用四等)
*8-4
注1
GPS高程拟合板块:
D E级网点按四等水准测量方法进行高程联测,
GPS点需要高程联测时,可采用使GPS^与水准点重合,平原、微丘地形联测点的数量不宜少于6个,必须大于3个,联测点的间距不宜大于20km且均匀分布;
重丘、山岭地形联测点的数量不宜少于10个。
各级GPS空制网的高程联测应不低于四等水准测量的精度。
当GPS控制网点间距离小于20km时,可不考虑对流层和电离层的修正;当大于20KM时,每时段应于始、中、终个观测一次气象元素,并采用标准模型加入对流层和电离层的修正。
为GPS控制网点的正常高,先利用已联测高程的GPS点正常高和经GPS控制网平差得到的大地高,求其高程异常值,然后采用拟合或插值等方法求其他高程异常值和正常高。
③点位分布及数量:控制网点的分布、数量及密度要求。
(GPS网点应均匀分布,相邻点间距离最大不宜超过该网平均点间距的2
倍。依据城市测量规范三等基线平均距离为5km四等为2km鉴于平时土方开挖收方测量需要5km左右设置一控制观测点。
④成果形式及内容:需要提交成果的内容,提交成果所采用的坐标参照系,提
交高程成果所属的高程系统。
⑤时限要求:提交成果时间期限。
⑥投资经费:项目投入经费的数额。
1.2 技术设计
依据项目要求和相关技术规范进行项目的技术设计,完成项目
技术设计书的编写。
技术设计的内容:依据业主的要求和相关规范,对基准、精度、密度、网形及作业纲要(如观测时段数、每个时段的长度、采样间隔、截止高度角、接受机的类型及数量、数据处理的方案)等所作出的具体规定和要求。
①技术设计的依据:
1:GPS测量规范及规程
《全球定位系统(GPS测量规范》GB/T 18314-2009
《全球定位系统(GPS测量型接收机检定规程》CH 8016-1995
《公路全球定位系统(GPS测量规范》
2 :测量任务书或合同书
②GPS网的精度和密度设计
(参考前几页所述)
③GPS网的基准设计
GPS网的基准包括位置基准、尺度基准、方位基准。基准设计的定义:指定
GPS网所采用的坐标参照系,并确定所采用的起算数据的工作。
坐标参照系设计:通过与测站附近的高等级GPS点(2000
国家大地坐标系的点)联测来获得起始坐标。
(GPS的WGS-8软地坐标系统转换到所选平面坐标系时,应使测区内投影长度变形值不大于 2.5cm/Km,当投影长度变形符合规定时,采用高斯正形投影3°带平面直角坐标系。当投影长度大于2.5时,一般是投影于抵偿高程面上的高斯正形投影3°带平面直角坐标系。
位置基准一般采用下列方法确定:
在网中选取若干个点的坐标,并加以固定或给予适当的权。
尺度基准的确定方法:
利用旧网中高等级的控制点对GPS网进行附合网平差,
这些已知点的边长就成为尺度基准。
方位基准的确定方法:
利用已知控制点进行约束平差时,方位基准就由这些已知点的方位角提供。
在进行网平差时,引入起算数据是为GPS网引入基准的主要方法。在网平差过程中,如果只给出了必要的起算数据(一个起算点的三维坐标),这种平差就称为最小约束平差;如果给出的起算数据多于必要的起算数据,这种平差就称为约束平差。
④GPS的布网形式
是指建立GPS网时观测作业的方式,包括网的点数与参与观
测的接收机数的比例关系,观测时段的长短、观测时段数。
现在普遍采用同步图形扩展式,起特点是扩展速度快、图形强度较高、且作业方法简单,适宜建立 B C、D和E级网。
⑤GPS网图形设计
依据GP删的精度指标及完成任务的时间和经费等因素,GPS 网可由三角形、多边形、符合导线、支导线、符合导线等。
A)三角网
优点:几何强度好,抗粗差能力强,可靠性高;
缺点:工作量大
使用范围:对GPS网的可靠性和精度有极高的要求时才采用这种图形
B) 多边形
多边形的几何强度不如三角网强,但只要对多边形的
边数n加以适当的限制,多边形网任会有足够的强度
F面规范规定最简独立环边数确定:
提高可靠性的办法:
A增加观测期数(增加独立基线数)。适当增加观测期数(时段数),对于提高GPS网的可靠性非常有效。
B.保证一定的重复设站次数。一方面,通过在同一
测站上多次观测,可以有效的发现设站、对中、
整平、量测天线高等环节中的人为错误;另一方
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面,重复设站次数的增加也意味着观测期数的增加,不过需要注
意的是,当同一台接收机在同一
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测站上连续进行多个时段的观测时,各个时段必须重新安置仪
器,以更好的消除各种人为操作误差和错误。
这样就是得测站具有较高的可靠性,建立的GPS
网,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
D. 在布网时,一定注意使网中最有最简异步环的边
数不多于6条。在建立GPS网时,检查GPS观测值(基线向量)
质量的最佳方法是异步环闭合差;而随着异步环的基线数量增
加,其检验质量也将下降。