GPS测量规范.docx
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GPS测量规范
目次
1范围……………………………………………
……………………………………1
2标准性引用文件……………………………………………………………………1
3术语和定义…………………………………………………………………………1
4基本规定……………………………………………………………………………2
5级别划分和测量精度………………………………………………………………2
5．1级别划分…………………………………………………………………………2
5．2测量精度…………………………………………………………………………2
5．3用途………………………………………………………………………………3
6布设的原则…………………………………………………………………………3
6．1基本原则…………………………………………………………………………3
6．2GPS点命名………………………………………………………………………4
6．3技术设计…………………………………………………………………………4
7选点…………………………………………………………………………………4
7．1选点准备…………………………………………………………………………4
7．2点位基本要求……………………………………………………………………4
7．3辅助点与方位点………………………………………………………………．．4
7．4选点作业…………………………………………………………………………5
7．5选点后应上交的资料……………………………………………………………5
8埋石…………………………………………………………………………………5
8．1标石………………………………………………………………………………5
8．2埋石作业…………………………………………………………………………5
8．3标石外部整饰……………………………………………………………………6
8．4关键工序的控制…………………………………………………………………6
8．5埋石后上交的资料………………………………………………………………6
9仪器…………………………………………………………………………………6
9．1接收机选用………………………………………………………………………6
9．2仪器检验…………………………………………………………………………6
9．3仪器维护…………………………………………………………………………7
10观测……………………………………………………………………………….7
10．1基本技术规定…………………………………………………………………7
10．2观测区的划分…………………………………………………………………7
10．3观测计划………………………………………………………………………8
10．4观测前的准备…………………………………………………………………8
10．5观测作业的要求……………………………………………………………….8
11外业成果记录…………………………………………………………………….9
11．1A级GPS网外业成果记录………………………………………………………9
11．2B、C、D、E级GPS网外业成果记录………………………………………………9
12数据处理…………………………………………………………………………9
12．1基本要求………………………………………………………………………9
12．2外业数据质量检核……………………………………………………………9
12．3基线向量解算…………………………………………………………………10
12．4A、B级GPS网基线处理结果质量检核………………………………………11
12．5重测和补测……………………………………………………………………11
12．6GPS网平差……………………………………………………………………12
12．7数据处理成果整理和技术总结编写…………………………………………l3
13成果验收与上交资料……………………………………………………………l3
13．1成果验收………………………………………………………………………13
13．2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（标准性附录）选点与埋石资料及其说明………………………………l5
附录C（标准性附录）气象仪表的主要技术要求…………………………………l9
附录D（标准性附录）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（标准性附录）同步观测环检核……………………………………………
1范围
本标准规定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标准性引用文件
以下文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
但凡注日期的引用文件，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。
但凡不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB／Tl2897国家一、二等水准测量标准
GB／Tl2898国家三、四等水准测量标准
GB／Tl7942国家三角测量标准
CHl002测绘产品检查验收规定
CHl003测绘产品质量评定标准
CH／Tl004测绘技术设计规定
CH／T2008全球导航卫星系统连续运行参考站网建设标准
CH／T8016全球定位系统（GPS）测量型接收机检定规程
3术语和定义
以下术语和定义适用于本标准。
3．1
观测时段0bservationsession
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。
3．2
同步观测simultaneousobservation
两台或两台以上接收机同时对同一组卫星进行的观测。
3．3
同步观测环simultaneousobservationloop
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。
3．4．
异步观测环independentobservationloop
由非同步观测获得的基线向量构成的闭合环。
3．5
数据剔除率percentageofdatarejection
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。
3．6
GPS静态定位staticGPSpositioning
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。
3．7
卫星定位连续运行基准站continuouslyoperatingreferencestation：
CORS
由卫星定位系统接收机（含天线）、电脑、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。
3．8
单基线解singlebaselinesolution
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。
3．9
多基线解multi-baselinesolution
从m（m≥3）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。
3．10
国际导航卫星系统服务internationalGNSSservice；IGS
提供全球导航卫星系统，包括GPS、GLONASS、GALILE0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
4．1GPS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）。
4．2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。
4．3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。
4．4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
5．1级别划分
GPS测量按照精度和用途分为A、B、C、D、E级。
5．2测量精度
5．2．1A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／
（mm／a）
垂直分量／
（mm／a）
A
2
3
1×10-8
5．2．2B、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／
mm
B
5
10
50
C
10
20
20
D
20
40
5
E
20
40
3
5．2．3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5．2．2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1×10-7、l×l0-6和l×l0-5。
5．2．4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。
5．3用途
5．3．1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。
5．3．2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。
5．3．3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。
5．3．4用于建立四等大地控制网的GPS测量应满足D级GPS测量的精度要求。
5．3．5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
6．1基本原则
6．1．1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。
6．1．2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。
6．1．3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
B
C
D
E
闭合环或附合路线的边数／条
6
6
8
10
6．1．4各级GPS网点位应均匀分布，相邻点间距离最大不宜超过该网平均点间距的2倍。
6．1．5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。
6．1．6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1～2方向通视。
6．1．7A、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。
6．1．8A、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。
各级网高程联测的测量方法和技术要求应按GB／Tl2897或GB／Tl2898规定执行。
6．1．9B、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。
6．1．10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。
6．1．11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。
6．1．12采用GPS测量建立各等级大地控制网时，其布设还应遵循以下原则：
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。
6．2GPS点命名
6．2．1GPS点名应以该点位所在地命名，无法区分时可在点名后加注
（一）、
（二）等予以区别。
少数民族地区应使用标准的音译汉语名，在译音后可附上原文。
6．2．2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。
6．2．3点名书写应准确、正规，一律以国务院公布的简化汉字为准。
6．2．4当对GPS点编制点号时，应整体考虑，统一编号，点号应唯一，且适于电脑管理。
6．3技术设计
6．3．1GPS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CH／Tl004执行。
6．3．2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、甚长基线干预测量站、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。
假设任务需要，还应搜集有关的地震、地质资料、验潮站等相关资料。
6．3．3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
7．1选点准备
7．1．1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：
50000或更大比例尺地形图，已有各类控制点、卫星定位连续运行基准站的资料等。
7．1．2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。
7．2点位基本要求
7．2．1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200m；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50m。
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。
7．2．2A级GPS点点位还应符合CH／T2008的有关规定。
7．3辅助点与方位点
7．3．1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。
7．3．2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300m。
7．4选点作业
7．4．1选点人员应按照技术设计书经过踏勘，在实地按7．2的要求选定点位，并在实地加以标定。
7．4．2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。
7．4．3需要水准联测的GPS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。
7．4．4不管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。
7．4．5A、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。
7．4．6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。
7．4．7一个网区选点完成后，应绘制GPS网选点图。
7．5选点后应上交的资料
选点结束后应上交以下资料：
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
8．1标石
8．1．1各级GPS点均应埋设固定的标石或标志。
8．1．2GPS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CH／T2008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。
8．1．3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0．5mm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。
8．1．4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lmm。
8．2埋石作业
8．2．1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。
8．2．2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。
8．2．3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2mm。
8．2．4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。
8．2．5方位点应埋设普通标石，并加适当标注，以便与控制点相区分。
8．2．6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，假设委托保管情况不落实应重新办理。
8．2．7B、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。
8．3标石外部整饰
8．3．1B、C、D、E级GPS点混凝土标石灌制时，均应在标石上外表压印控制点的类级、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。
8．3．2B级GPS网点标石埋设后，宜在周围砌筑混凝土方井或圆井护框，其内径根据情况而定，但至少不小于0．6m，高为0．2m。
8．3．3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GB／Tl2898。
8．4关键工序的控制
在标石建造的施工现场，应拍摄以下照片：
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标准；
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。
8．5埋石后上交的资料
埋石结束后应上交以下资料：
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
9．1接收机选用
A级网测量采用的GPS接收机的选用按CH／T2008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
B
C
D、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
≥4
≥3
≥2
9．2仪器检验
9．2．1接收机检验
9．2．1．1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。
9．2．1．2GPS接收机检验的内容、方法和技术要求，按CH／T8016规定执行。
9．2．1．3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。
9．2．1．4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。
9．2．2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。
9．3仪器维护
9．3．1GPS接收机等仪器应指定专人保管，不管采用何种运输方式，均应有专人押运，并应采取防震措施，不得碰撞、倒置或重压。
9．3．2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。
9．3．3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。
9．3．4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。
9．3．5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。
9．3．6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。
9．3．7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。
9．3．8接收机在室内存放期间，室内应定期通风，每隔1～2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。
9．3．9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
10．1基本技术规定
10．1．1A级GPS网观测的技术要求按CH／T2008的有关规定执行。
10．1．2B、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
B
C
D
E
卫星截止高度角／（°）
升级会员 