GPS测量规范.docx

1、GPS测量规范目 次 1范围12规范性引用文件13术语和定义14基本规定25级别划分和测量精度251级别划分252测量精度253用途36布设的原则361基本原则362 GPS点命名463技术设计47选点471选点准备472点位基本要求473辅助点与方位点474选点作业575选点后应上交的资料58埋石581标石582埋石作业583标石外部整饰684关键工序的控制685埋石后上交的资料69仪器691接收机选用692仪器检验693仪器维护710观测.7101基本技术规定7102观测区的划分7103观测计划8104观测前的准备8105观测作业的要求.811外业成果记录.9111 A级GPS网外业成果记

2、录9112 B、C、D、E级GPS网外业成果记录9 12数据处理9121基本要求9122外业数据质量检核9123基线向量解算10124 A、B级GPS网基线处理结果质量检核11125重测和补测11126 GPS网平差12127数据处理成果整理和技术总结编写l313成果验收与上交资料l3131成果验收13132上交资料13附录A(资料性附录)大地坐标系有关说明l4附录B(规范性附录)选点与埋石资料及其说明l5附录C(规范性附录)气象仪表的主要技术要求l9附录D(规范性附录)测量手簿记录及有关要求20附录E(资料性附录)归心元素测定与计算23附录F(规范性附录) 同步观测环检核1 范围 本标准规定

3、了利用全球定位系统(GPS)静态测量技术，建立GPS控制网的布设原则、测量方法、精度指标和技术要求。 本标准适用于国家和局部GPS控制网的设计、布测和数据处理。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GBT l2897国家一、二等水准测量规范 GBT l2898 国家三、四等水准测量规范 GBT l7942国家三角测量规范 CH l002测绘产品检查验收规定 CH

4、 l003测绘产品质量评定标准 CHT l004测绘技术设计规定 CHT 2008全球导航卫星系统连续运行参考站网建设规范 CHT 8016全球定位系统(GPS)测量型接收机检定规程3 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。31 观测时段 0bservation session 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，简称时段。32 同步观测 simultaneous observation 两台或两台以上接收机同时对同一组卫星进行的观测。33 同步观测环 simultaneous observation loop 三台或三台以上接收机同步观测所获得的基线向量构成的闭合环。34

5、 异步观测环 independent observation loop 由非同步观测获得的基线向量构成的闭合环。35 数据剔除率 percentage of data rejection 同一时段中，删除的观测值个数与获取的观测值总数的比值。36 GPS静态定位 static GPS positioning 通过在多个测站上进行同步观测，确定测站之间相对位置的GPS定位测量。37 卫星定位连续运行基准站 continuously operating reference station：CORS 由卫星定位系统接收机(含天线)、计算机、气象设备、通讯设备及电源设备、观测墩等构成的观测系统。它长期

6、连续跟踪观测卫星信号，通过数据通信网络定时、实时或按数据中心的要求将观测数据传输到数据中心。它可独立或组网提供实时、快速或事后的数据服务。38 单基线解 single baseline solution 在多台GPS接收机同步观测中，每次选取两台接收机的GPS观测数据解算相应的基线向量。39 多基线解 multi-baseline solution 从m(m3)台GPS接收机同步观测值中，由m一1条独立基线构成观测方程，统一解算出m一1条基线向量。310 国际导航卫星系统服务 international GNSS service；IGS 提供全球导航卫星系统，包括GPS、GLONASS、GAL

7、ILE0等卫星星历，卫星钟差以及相应卫星系统的地面基准站坐标等方面信息的国际组织。4 基本规定41 GPS测量采用2000国家大地坐标系统，其定义和参考椭球参数见附录A。GPS测量采用GPS时间系统。手簿记录宜采用世界协调时(UTC)。42 用于各级GPS网测量的仪器应经法定计量检定合格，并在其检验有效期内使用。43 各级GPS网测量采用中误差作为精度的技术指标，以2倍中误差作为极限误差。44 当需要提供1980西安坐标系、l954年北京坐标系或其他坐标系成果时，应按坐标转换方法求得这些坐标系中的坐标。l980西安坐标系及l954年北京坐标系的参考椭球基本参数见附录A。5 级别划分和测量精度5

8、1 级别划分 GPS测量按照精度和用途分为A、B、C、D、E级。52 测量精度521 A级GPS网由卫星定位连续运行基准站构成，其精度应不低于表l的要求。表1级别坐标年变化率中误差相对精度地心坐标各分量年平均中误差mm水平分量(mma)垂直分量(mma)A23110-80.5522 B、C、D和E级的精度应不低于表2的要求。表2级别相邻点基线分量中误差相邻点间平均距离km水平分量mm垂直分量mmB51050C102020D20405E20403523 用于建立国家二等大地控制网和三、四等大地控制网的GPS测量，在满足522规定的B、C和D级精度要求的基础上，其相对精度应分别不低于110-7、l

9、l0-6和ll0-5。524 各级GPS网点相邻点的GPS测量大地高差的精度，应不低于表2规定的各级相邻点基线垂直分量的要求。53 用途531 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的GPS测量，应满足A级GPS测量的精度要求。532 用于建立国家二等大地控制网，建立地方或城市坐标基准框架、区域性的地球动力学研究、地壳形变测量、局部形变监测和各种精密工程测量等的GPS测量，应满足B级GPS测量的精度要求。533 用于建立三等大地控制网，以及建立区域、城市及工程测量的基本控制网等的GPS测量，应满足C级GPS测量的精度要求。534 用于建立四等大地控制网

10、的GPS测量应满足D级GPS测量的精度要求。535 用于中小城市、城镇以及测图、地籍、土地信息、房产、物探、勘测、建筑施工等的控制测量等的GPS测量，应满足D、E级GPS测量的精度要求。6 布设的原则61 基本原则611 各级GPS网一般逐级布设，在保证精度、密度等技术要求时可跨级布设。612 各级GPS网的布设应根据其布设目的、精度要求、卫星状况、接收机类型和数量、测区已有的资料、测区地形和交通状况以及作业效率等因素综合考虑，按照优化设计原则进行。613 各级GPS网最简异步观测环或附合路线的边数应不大于表3的规定。表3级别BCDE闭合环或附合路线的边数条66810614 各级GPS网点位应

11、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。615 新布设的GPS网应与附近已有的国家高等级GPS点进行联测，联测点数不应少于3点。616 为求定GPS点在某一参考坐标系中坐标，应与该参考坐标系中的原有控制点联测，联测的总点数不应少于3点。在需用常规测量方法加密控制网的地区，D、E级网点应有12方向通视。617 A、B级网应逐点联测高程，C级网应根据区域似大地水准面精化要求联测高程，D、E级网可依具体情况联测高程。618 A、B级网点的高程联测精度应不低于二等水准测量精度，C级网点的高程联测精度应不低于三等水准测量精度，D、E级网点按四等水准测量或与其精度相当的方法进行高程联测。各

12、级网高程联测的测量方法和技术要求应按GBT l2897或GBT l2898规定执行。619 B、C、D、E级网布设时，测区内高于施测级别的GPS网点均应作为本级别GPS网的控制点(或框架点)，并在观测时纳入相应级别的GPS网中一并施测。6110 在局部补充、加密低等级的GPS网点时，采用的高等级GPS网点点数应不少于4个。6111 各级GPS网按观测方法可采用基于A级点、区域卫星连续运行基准站网、临时连续运行基准站网等的点观测模式，或以多个同步观测环为基本组成的网观测模式。网观测模式中的同步环之间，应以边连接或点连接的方式进行网的构建。6112 采用GPS测量建立各等级大地控制网时，其布设还应

13、遵循以下原则： a) 用于国家一等大地控制网时，其点位应均匀分布，覆盖我国国土。在满足条件的情况下，点位宜布设在国家一等水准路线附近或国家一等水准网的结点处。 b) 用于国家二等大地控制网时，应综合考虑应用服务和对国家一、二等水准网的大尺度稳定性监测等因素，统一设计，布设成连续网。点位应在均匀分布的基础上，尽可能与国家一、二等水准网的结点、已有国家高等级GPS点、地壳形变监测网点、基本验潮站等重合。 c) 用于三等大地控制网布测时，应满足国家基本比例F-i熟l图的基本需求，并结合水准测量、重力测量技术，精化区域似大地水准面。62 GPS点命名621 GPS点名应以该点位所在地命名，无法区分时可

14、在点名后加注(一)、(二)等予以区别。少数民族地区应使用规范的音译汉语名，在译音后可附上原文。622 新旧点重合时，应采用旧点名，不得更改。如原点位所在地名称已变更，应在新点名后以括号注明旧点名。如与水准点重合时，应在新点名后以括号注明水准点等级和编号。623 点名书写应准确、正规，一律以国务院公布的简化汉字为准。624 当对GPS点编制点号时，应整体考虑，统一编号，点号应唯一，且适于计算机管理。63 技术设计631 GPS网布测前应进行技术设计，以得到最优的布测方案。技术设计书的格式、内容、要求与审批程序按照CHT l004执行。632 技术设计前应搜集以下资料，并应对资料进行分析研究，必要

15、时应进行实地勘察。 a) 测区范围既有的国家三角点、导线点、天文重力水准点、水准点、甚长基线干涉测量站、卫星激光测距站、天文台和已有的GPS站点资料，包括点之记、网图、成果表、技术总结等。 b) 测区范围内有关的地形图、交通图及测区总体建设规划和近期发展方面的资料。若任务需要，还应搜集有关的地震、地质资料、验潮站等相关资料。633 技术设计后应上交以下资料： a) 技术设计书与专业设计书(附GPS点位设计图)； b) 野外踏勘技术总结等。7 选点71 选点准备711 选点人员在实地选点前，应收集有关布网任务与测区的资料，包括测区1：50 000或更大比例尺地形图，已有各类控制点、卫星定位连续运

16、行基准站的资料等。712 选点人员应充分了解和研究测区情况，特别是交通、通讯、供电、气象、地质及大地点等情况。72 点位基本要求721 各级GPS点点位的基本要求如下： a) 应便于安置接收设备和操作，视野开阔，视场内障碍物的高度角不宜超过l5。 b) 远离大功率无线电发射源(如电视台、电台、微波站等)，其距离不小于200 m；远离高压输电线和微波无线电信号传送通道，其距离不应小于50 m。 c) 附近不应有强烈反射卫星信号的物件(如大型建筑物等)。 d) 交通方便，并有利于其他测量手段扩展和联测。 e) 地面基础稳定，易于标石的长期保存。 f)充分利用符合要求的已有控制点。 g)选站时应尽可

17、能使测站附近的局部环境(地形、地貌、植被等)与周围的大环境保持一致，以减少气象元素的代表性误差。722 A级GPS点点位还应符合CHT 2008的有关规定。73 辅助点与方位点731 非基岩的A、B级GPS点的附近宜埋设辅助点，并测定其与该点的距离和高差，精度应优于土5mm。732 各级GPS网点可视需要设立与其通视的方位点，方位点应目标明显，观测方便，方位点距网点的距离一般不小于300 m。74 选点作业741 选点人员应按照技术设计书经过踏勘，在实地按72的要求选定点位，并在实地加以标定。742 当利用旧点时，应检查旧点的稳定性、可靠性和完好性，符合要求方可利用。743 需要水准联测的GP

18、S点，应实地踏勘水准路线情况，选择联测水准点并绘出联测路线图。744 不论新选定的点或利用旧点(包括辅助点与方位点)，均应实地按附录B的要求绘制点之记，其内容要求在现场详细记录，不得追记。745 A、B级GPS网点在其点之记中应填写地质概要、构造背景及地形地质构造略图。746 点位周围有高于10。的障碍物时，应绘制点的环视图，其形式见附录B。747 一个网区选点完成后，应绘制GPS网选点图。75 选点后应上交的资料 选点结束后应上交下列资料： a) GPS网点点之记、环视图； b) GPS网选点图(测区较小，选点、埋石与观测一期完成时，可以展点图代替)； c) 选点工作总结。8 埋石81 标石

19、811 各级GPS点均应埋设固定的标石或标志。812 GPS点标石类型分为天线墩、基本标石和普通标石(各种标石的规格见附录B)。A级GPS点标石与相关设施的技术要求按CHT 2008的有关规定执行。B级GPS点应埋设天线墩，C、D、E级GPS点在满足标石稳定、易于长期保存的前提下，可根据具体情况选用。813 各种类型的标石应设有中心标志。基岩和基本标石的中心标志应用铜或不锈钢制作。普通标石的中心标志可用铁或坚硬的复合材料制作。标志中心应刻有清晰、精细的十字线或嵌入不同颜色金属(不锈钢或铜)制作的直径小于05 mm的中心点。用于区域似大地水准面精化的GPS点，其标志还应满足水准测量的要求。814

20、 各种天线墩应安置强制对中装置。强制对中装置的对中误差不应大于l mm。82 埋石作业821 标石应用混凝土灌制。在有条件的地区，也可用整块花岗石、青石等坚硬石料凿制，但其规格应不小于同类标石的规定。822 埋设天线墩、基岩标石、基本标石时，应现场浇灌混凝土。普通标石可预先制做，然后运往各点埋设。823 埋设标石，须使各层标志中心严格在同一铅垂线上，其偏差不应大予2 mm。824 当利用旧点时，应首先确认该点标石完好，并符合相应规格和埋石要求，且能长期保存。必要时需要挖开标石侧面查看标石情况。如遇上标石被破坏，可以下标石为准，重埋上标石。825 方位点应埋设普通标石，并加适当标注，以便与控制点

21、相区分。826 埋石所占土地，应经土地使用者或管理部门同意，并办理相应手续。新埋标石时应办理测量标志委托保管书，一式三份，交标石的保管单位或个人，上交和存档各一份。利用旧点时需对委托保管书进行核实，若委托保管情况不落实应重新办理。827 B、C级GPS网点标石埋设后，至少需经过一个雨季，冻土地区至少需经过一个冻解期，基岩或岩层标石至少需经一个月后，方可用于观测。83 标石外部整饰831 B、C、D、E级GPS点混凝土标石灌制时，均应在标石上表面压印控制点的类级、埋设年代，B、C级GPS点还应在标石侧面压印“国家设施请勿碰动”字样。832 B级GPS网点标石埋设后，宜在周围砌筑混凝土方井或圆井护

22、框，其内径根据情况而定，但至少不小于06 m，高为02 m。833 荒漠或平原不易寻找的控制点还需在其近旁埋设指示碑，其规格参见GBT l2898。84 关键工序的控制 在标石建造的施工现场，应拍摄下列照片： a) 钢筋骨架照片，应能反映骨架捆扎的形状和尺寸； b) 标石坑照片，应能反映标石坑和基座坑的形状和尺寸； c) 基座建造后照片，应能反映基座的形状及钢筋骨架或预制涵管安置是否正确； d) 标志安置照片，应能反映标志安置是否平直、端正； e) 标石整饰后照片，应能反映标石整饰是否规范； f) 标石埋设位置远景照片，应能反映标石埋设位置的地物、地貌景观。85 埋石后上交的资料 埋石结束后应

23、上交以下资料： a) GPS点之记； b) 测量标志委托保管书； c) 标石建造拍摄的照片； d) 埋石工作总结。9 仪器91 接收机选用 A级网测量采用的GPS接收机的选用按CHT 2008的有关规定执行，B、C、D、E级GPS网按表4规定执行。表4级别BCD、E单频双频双频全波长双频全波长双频或单频观测量至少有L1、L2载波相位L1、L2载波相位L1载波相位同步观测接收机数43292 仪器检验921 接收机检验9211 新购置的GPS接收机，以及当接收机天线受到强烈撞击，或更新接收机部件后，或更新天线与接收机的匹配关系后的接收机，应按规定进行全面检验后使用。9212 GPS接收机检验的内容

24、、方法和技术要求，按CHT 8016规定执行。9213 不同类型的接收机参加共同作业时，应在已知基线上进行比对测试，超过相应等级限差时不得使用。9214 天线或基座的圆水准器、光学对中器、天线高量尺，在作业期间至少l个月检校一次。922 辅助设备检验 GPS测量所用通风干湿表、空盒气压表和其他辅助设备应定期送计量检定部门检验，并在有效期内使用。气象仪表的主要技术要求见附录C。93 仪器维护931 GPS接收机等仪器应指定专人保管，不论采用何种运输方式，均应有专人押运，并应采取防震措施，不得碰撞、倒置或重压。932 作业期间，应严格遵守技术规定和操作要求，未经允许非作业人员不得擅自操作仪器。93

25、3 接收仪器应注意防震、防潮、防晒、防尘、防蚀、防辐射；电缆线不应扭折，不应在地面拖拉、辗砸，其接头和连接器应保持清洁。934 作业结束后，应及时擦净接收机上的水汽和尘埃，及时存放在仪器箱内。仪器箱应置于通风、干燥阴凉处，箱内干燥剂呈粉红色时，应及时更换。935 仪器交接时应按规定的一般检视的项目进行检查，并填写交接情况记录。936 接收机在使用外接电源前，应检查电源电压是否正常，电池正负极切勿接反。937 当天线置于楼顶、高标及其他设施的顶端作业时，应采取加固措施，雷雨天气时应有避雷设施或停止观测。938 接收机在室内存放期间，室内应定期通风，每隔12个月应通电检查一次，接收机内电池要保持充满电状态，外接电池应按其要求按时充放电。939 严禁拆卸接收机各部件，天线电缆不得擅自切割改装、改换型号或接长。如发生故障，应认真记录并报告有关部门，请专业人员维修。10 观测101 基本技术规定1011 A级GPS网观测的技术要求按CHT 2008的有关规定执行。1012 B、C、D、E级GPS网观测的基本技术规定应符合表5的要求。表5级 别项 目BCDE卫星截止高度角(