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        GPS測量規范
        發布人:    發布時間:2010-11-4 10:48:39    

        中華人民共和國國家標準

        全球定位系統(GPS)測量規范   GB/T 18314-2001

        Specifications for global positioning system (GPS) surveys

        -----------------------------------------------------------------------------------------------------------

        1. 范圍

        本標準規定利用全球定位系統(GPS)按靜態、快速靜態定位原理,建立測量控制網(簡稱(GPS)控制網)的原則、等級劃分和作業方法。

        本標準適用于國家和局部GPS控制網的設計、布測和數據處理。

        2. 引用標準

        下列標準所包含的條文,通過在本標準中引用而構成為本標準的條文。本標準出版時,所示版本均為有效。所有標準都會被修訂,適用本標準的各方應探討使用下列標準最新版本的可能性。

        GB 12897-1991  國家一、二等水準測量規范

        GB 12898-1991  國家三、四等水準測量規范

        GB/T 17942-2000  國家三角測量規范

        CH 1002-1995  測繪產品檢查驗收規定

        CH 1003-1995  測繪產品質量評定規定

        CH/T 1004-1999  測繪技術設計規定

        CH 8016-1995  全球定位系統(GPS)測量型接收機檢定規程

        3. 術語

        3.1觀測時段  observation session

        測站上開始接收衛星信號到停止接受,連續觀測的時間間隔稱為觀測時段,簡稱時段。

        3.2同步觀測  simultaneous observation

        兩臺或兩臺以上接收機同時對一組衛星進行的觀測。

        3.3同步觀測環  simultaneous observation loop

        三臺或三臺以上接收機同步觀測所獲得的基線向量構成的閉合環。

        3.4獨步觀測環  independent observation loop

        由非同步觀測獲得的基線向量構成的閉合環。

        3.5數據剔除率  percentage of data rejection

        同一時段中,刪除的觀測值個數于獲得的觀測值總數的比值。

        3.6天線高  antenna height

        觀測時接收機相位中心至測站中心標志面的高度。

        3.7參考站  Reference station

        在一定的觀測時間內,一臺或幾臺接收機分別固定在一個或幾個測站上,一直保持跟蹤觀測衛星,其余接收機在這些測站的一定范圍內流動設站作業,這些固定測站就成為參考站。

        3.8流動站  roving station

        在參考站得一定范圍內流動作業的接收機所設立的測站。

        3.9觀測單元  observation unit

        快速靜態測量定位時,參考站從開始至停止接收衛星信號連續觀測的時間段。

        3.10世界大地坐標系  1984(GPS84)  World Geodetic System 1984

        由美國國防部在與WGS72相應的精密星歷NSWC-9Z-2基礎上,采用1980大地參考數和BIH1980.0 系統定向所建立的一種地心坐標系。

        3.11國際地球參考框架  ITRF YY,International Terrestrial Reference Frame

        由國際地球自轉服務局推薦的以國際參考子午面和國際參考極為定向基準,以LERS YY天文常數為基礎所定義的一種地球參考系和地心(地球)坐標。

        3.12GPS靜態定位測量  static GPS positioning

        通過在多個測站上進行若干個時段同步觀測,確定測站之間相對位置的GPS定位測量。

        3.13GPS快速靜態定位測量  rapid static GPS positioning

        利用快速整周模糊度解算法原理所進行的GPS靜態定位測量。

        3.14永久性跟蹤站  permanent tracking station

        長期連續跟蹤接收衛星信號的永久性地面觀測站。

        3.15單基線解  single baseline solution

        在多臺GPS接收機同步觀測中,每次選取兩臺接收機的GPS觀測數據解算相應的基線向量。

        3.16多基線解  multi-baseline solution

        m(m3)GPS接收機同步觀測值中,由m-1條獨立基線構成觀測方程,統一解算出m-1條基線向量。

        4. 坐標系和時間系統

        4.1坐標系

        4.1.1 GPS測量采用廣播星歷時,其相應坐標系為世界大地坐標系WGS84。該坐標系的地球橢圓基本參數以及主要幾何和物理常數見附錄A(標準的附錄)。

        GPS測量采用精密星歷時,其坐標系為相應歷元的國際地球參考框架ITRF YY。當換算為大地坐標時,可采用與WGS84相同的地球橢球基本參數以及主要幾何和物理常數。

        4.1.2當要求提供1980西安坐標系或其他參考坐標系時,可按坐標轉換等方法求得這些坐標系的坐標。

        當要求提供1985國家高程基準或其他高程系高程時,可按高程擬合、大地水準面精化等方法求得這些高程系統的高程。

        1980西安坐標系及1954年北京坐標系的參考橢球基本參數以及主要幾何和物理常數見附錄A(標準的附錄)。

        4.2時間系統

        GPS測量采用GPS時間系統,手簿紀錄宜采用世界協調時(UTC)。

        5. 精度分級

        5.1GPS測量按其精度劃分為AA、A、B、C、D、E級。

        GPS快速靜態定位測量可用于C、D、EGPS控制網的布設。

        5.2各級GPS測量的用途:

        AA級主要用于全球性的地球動力學研究、地殼形變測量和精密定軌;

        A級主要用于區域性的地球動力學研究和地殼形變測量;

        B級主要用于局部形變監測和各種精密工程測量;

        C級主要用于大、中城市及工程測量的基本控制網。

        D、E級主要用于中、小城市、城鎮及測圖、地籍、土地信息、房產、物探、勘測、建筑施工等的控制測量。

        AA、A級?勺鳛榻⒌匦膮⒖伎蚣艿幕A。

        AA、A、B級可作為建立國家空間大地測量控制網的基礎

        5.3各級GPS網相鄰點基線長度精度用下列公式表示,并按表1規定執行。

        1  精度分級


        級別

        固定誤差

        比例誤差系數

        AA

        A

        B

        C

        D

        E

        3

        5

        8

        10

        10

        10

        0.01

        0.1

        1

        5

        10

        20

        σ=a²+(b.d.10-6)²

        式中:σ—標準差,㎜;

        a---固定誤差,㎜;

        b---比例誤差系數,

        d---相鄰點間距離,㎜。

        5.4GPS測量大地高差的精度,固定誤差a和比例誤差系數b按表1可放寬1倍執行。

                    AA、A級平差后在ITRF YY地心參考框架中的點位精度及對連續觀測站經多次觀測后計算的相鄰站間基線長度年變化率測定精度,按表2規定執行。

        2  點位精度和基線長度年變化率精度規定

        級別

        點位地心坐標精度,m

        基線長度年變化率精度,㎜/

        AA

        0.05

        2

        A

        0.1

        3

        6. 網的技術設計

        6.1技術設計基本要求

        GPS網布測前應進行技術設計,以得到最優的布測方案。技術設計書的格式、內容、要求與審批程序按照CH/T 1004進行。

        6.2技術設計準備

        6.2.1根據任務的需要,收集測區范圍既有的國家三角點、導線點、天文重力水準點、水準點、甚長基線干涉測量站、衛星激光測量站、天文臺和已有的GPS站點資料,包括點之記、網圖、成果表、技術總結等。

        6.2.2搜集測區范圍內有關的地形圖、交通圖及測區總體建設規劃和近期發展方面的資料。若任務需要,還應搜集有關的地震、地質資料等。

        6.2.3技術設計前,應對上述資料分析研究,必要時進行實地勘察,然后進行圖上設計。

        6.3技術設計的原則

        6.3.1在設計圖上應標出新設計的點位、點名、點號和級別,還應標出相關的各類測量站點、水準路線及主要的交通路線、水系和居民地等。

        6.3.2GPS網布設原則

        6.3.2.1GPS網布設應視其目的、要求的精度、衛星狀況、接收機類型和數量、測區已有的資料、測區地形和交通狀況以及作業效率綜合考慮,按照優化設計原則進行。

        6.3.2.2AA、A、BGPS網應布設成連續網,除邊緣點外,每點的連接點數應不少于3點。C、D、EGPS網可布設成多邊形或附合路線。

        6.3.2.3A級及A級以下各級GPS網中,最簡獨立閉合環或附合路線的邊數應符合表3的規定。

        3  最簡獨立閉合環或附合路線的邊數的規定

        級別

        A

        B

        C

        D

        E

        閉合環或附合路線的邊數

        5

        6

        6

        8

        10

        6.3.2.4各級GPS網相鄰點間平均距離應符合表4要求。相鄰點最小距離可為平均距離的1/31/2;最大距離可為平均距離的23倍。

        4  GPS網相鄰點間平均距離(KM)

        項目      級別

        AA

        A

        B

        C

        D

        E

        平均距離

        1000

        300

        70

        1015

        510

        0.25

        6.3.2.5AA、A、BGPS網點,應與GPS永久性跟蹤站聯測;其聯測的站數,AA級不得少于4站,A級不得少于3站,B級不得少于2站。

        6.3.2.6A、BGPS網,應盡量與周圍的GPS地殼形變監測網、基本驗潮站聯測。

        6.3.2.7AA、A、BGPS網點已與參加過全國天文大地網整體平差的三角點、導線點和一、二等水準點并置或重合。

        6.3.2.8新布設的GPS網應與附近已有的國家高等級GPS點進行聯測,聯測點數不得少于2點。

        6.3.2.9BGPS網,在高程異常變化劇烈地區,其點間的距離不宜超過100km;在地殼斷裂帶或地震頻發地區,其點間距離以適當縮短。

        6.3.2.10大陸、島、礁之間的A、BGPS網的邊長可視實際情況變通,重要島、礁與大陸之間的聯測,其連接的點數不應少于3個。

        6.3.2.11為求定GPS點在某一參考坐標系中坐標,應與該參考坐標系中的原有控制點聯測,聯測的總點數不得少于3點。

            在需要常規測量方法加密控制網的地區,C、D、EGPS網點應有12方向通視。

        6.3.2.12為求得GPS網點的正常高,應根據需要適當進行高程聯測。AA、A級網應逐點聯測高程,B級網至少每隔23點,B級網每隔36點聯測一個高程點,D級與E級網可依具體境況確定聯測高程的點數。

        6.3.2.13AA、AGPS點的高程聯測,應按GB 12897二等水準的方法進行,BGPS點的高程聯測,應按GB 12898三等水準或與其精度相當的方法進行,C、D、EGPS點的高程聯測,應按GB 12898四等水準或與其精度相當的方法進行高程聯測。

        6.3.2.14GPS快速靜態定位網的布設,除應滿足上述有關規定外,還應滿足下列要求:

                a)相鄰地區兩個觀測單元之間的流動站的重合點數:C、D級不應少于2點,E級不應少于1點;

                b)相鄰點的距離大于20km時,應采用GPS靜態定位法施測;

                c)當網中相鄰點間距離小于該級別所要求的相鄰點間最小距離時,兩相鄰點必須直接進行同步觀測;

                d)對于雙參考站作業方式,不同觀測單元的基準基線宜相互聯結,以構成整個網的骨架。

                e)D、EGPS網可采用單參考站作業方式,對相鄰觀測單元的一些流動測站點必須進行二次設站觀測。

        6.4技術設計后應上交的資料:

            a)野外踏勘技術總結;

            b)測量任務書與專業設計書(附技術設計圖)。

        7. 選點

        7.1選點準備

        7.1.1選點人員在實地選點前,應收集有關布網任務與測區的資料,包括測區1:50000或更大比列尺地形圖,已有各類控制點、衛星跟蹤站的資料等。

        7.1.2選點人員應充分了解和研究測區情況,特別是交通、通訊、供電、氣象及大地點等情況。

        7.2點位基本要求

        a)周圍應便于安置接收設備和操作,視野開闊,視場內障礙物的高度角不宜超過15º;

        b)遠離大功率無線電發射源(如電視臺、電臺、微波站等),其距離不小于200m;遠離高壓輸電線和微波無線電信號傳送通道,其距離不得小于50m;

        c)附近不應有強烈反射衛星信號的物體(如大型建筑物等);

        d)交通方便、并有利于其他測量手段擴展和聯測;

        e)地面基礎穩定,易于點位保存;

        f)AA、A、BGPS點,應選在能長期保存的地點;

        g)充分利用符合要求的舊有控制點;

        h)選站時應盡可能使測站附近的小環境(地形、地貌、植被等)與周圍的大環境保持一致,以減少氣象元素的代表性誤差。

        7.3輔助點與方位角

        7.3.1非基巖的AA、AGPS的附近應埋設13個輔助點,并測定其與GPS點的距離和高差,精度應優于±5㎜。

        7.3.2GPS點可視需要設立與其通視的方向點,選點應目標明確,觀測方便,和GPS點的距離一般不小于300m。

        7.4選點作業

        7.4.1選點人員應按照技術設計書經過踏勘,在實地案7.2要求選定點位,并在實地加以標定。

        7.4.2當利用舊點時,應檢查舊點的穩定性、可靠性和完整性,符合要求方可利用。

        7.4.3點名應取居民地名,C、D、EGPS點名也可取山名、地名、單位名,應向當地政府部門或群眾進行調查后確定。少數民族地區應使用準確的音譯漢語名,在音譯后可附上原文。

        新舊點重合時,應采用原有舊點名,不得更改,如確需更改應在新店名后括號內附上舊點名。如與水準點重合時,應在新店名后括號內附上水準點等級、編號。

        在同一網區有相同點時,應在點名后附上()、()加以區別。

        點名書寫采用漢字,一律以國務院公布的簡化字為準。

        點號編排應便于計算機管理。

        7.4.4需要水準聯測得GPS點,應實地踏勘水準路線情況,選擇聯測水準點和繪出聯測路線圖。

        7.4.5不論新選定的點或利用舊點(包括輔助點與方向點),應實地按照附錄B形式繪制點之記,其內容要求在現場詳細記錄,不得追記。

        7.4.6AA、AGPS點,在其點之記中應填寫地質概要、構造背景及地形地質構造略圖。

        7.4.7點位周圍有高于10的障礙物時,應繪制點的環視圖,其形式見附錄B。

        7.4.8一個網區選點完成后,應繪制GPS網選點圖,其形式見附錄B。

        7.5選點結束后應上交的資料

        a)用黑墨水填寫的道林紙點之記、環視圖;

        b)GPS網選點圖(測區較小,選點、埋石與觀測一期完成時,可以展點圖代替);

        c)選點工作總結。

        8. 埋石

        8.1標石類型

        8.1.1GPS點的標石類型及其適用級別按表5規定執行。

        GPS點的標石類型

        標石類型

        適用級別

        a.基巖天線墩

        b.巖層天線墩

        c.基巖標石

        d.巖層普通標石

        e.土層天線墩

        f.普通基本標石

        g.凍土基本標石

        h.固定沙丘基本標石

        i.普通標石

        j.建筑物上的標石

        AA、A

        AA、A

        B

        BE

        AA、A

        BE

        B

        B

        BE

        BE

        C級以下臨時性工程網點,可埋設簡易標志。

        8.1.2各種類型的標石應設有中心標志,基巖和基本標石的標石中心標志應用銅或不銹鋼制作。普通標石的中心標志可用鐵或堅硬的復合材料制作。標志中心應可有清晰、精細的十字線或嵌入不同顏色金屬(不銹鋼或銅)制作的直徑小于0.5㎜的中心點。并應在標志表面制有“GPS”及施測單位名稱。

        8.1.3各種標志的規格,見附錄B。

        8.1.4各種天線墩必須附有強制對中裝置。

        8.2埋石作業

        8.2.1各級GPS點的標石應用混泥土灌制。在有條件的地區,也可用整塊花崗石、青石等堅硬石料鑿制,但其規格應不小于同類標石的規定。

        8.2.2埋設天線墩、基巖標石、基本標石時,應現場澆灌混泥土。普通標石可預先制做,然后運往各點埋設。

        8.2.3埋設標石,須使各層標志中心嚴格在同一鉛垂線上,其偏差不得大于2㎜。強制對中裝置的對中精度不得大于1㎜。

        8.2.4當利用舊點時,應首先確認該點標石完好,并符合同級GPS點埋設要求,且能長期保存。必要時需要挖開標石側面查看標石情況。如遇上標石被破壞,可以下標石為準,重埋上標石。

        8.2.5方位點應埋普通標石,并加適當標注以便與GPS點相。區分

        8.2.6GPS點埋石所占土地,應經土地使用者或管理部門同意,并辦理相應手續。新埋標石時應辦理測量標志委托保管書,一式三份,交標石保管的單位或個人,上交和存檔各一份。利用舊點時需對委托保管書進行核實,若委托保管情況不落時應重新辦理。

        8.2.7AA、A、B級點標石埋設后,至少需經過一個雨季,凍土地區至少需經過一個凍解期,基巖或巖層標石至少需經過一個月后,方可用于觀測。

        8.3標石外部整飾

        8.3.1各類GPS點混泥土標石灌制時,均應在基上壓印GPS點的類型、埋設年代和國家設施勿動的字樣。

        8.3.2BGPS點表示埋設后,需在周圍砌筑混泥土方井或圓井護框,其內徑根據情況而定,但至少不小于0.6m,高為0.2m。

        8.3.3荒漠或平原不宜尋找的GPS點還需在其近旁埋設指示牌,其規格參見GB 12898。

        8.4埋石結束上交資料

        a)填寫了埋石情況的GPS點之記;

        b)土地占用批準文件與測量標志委托保管書;

        c)埋石工作總結。

        9. 儀器

        9.1接收機選用

        GPS接收機的選用,根據需要按表6規定執行。

        9.2接收設備檢驗

        9.2.1新購置的GPS接收機應按規定進行全面檢驗后使用。

        9.2.2GPS接收機全面檢驗包括:一般檢視、通電檢驗、試測檢驗。

        9.2.2.1一般檢視應符合下列規定:

        a)GPS接收機及天線的外觀應良好,型號應正確;

        b)各種部件及其附件應匹配、齊全和完好;

        c)需緊固的部件應不得松動和脫落;

        d)設備使用手冊和后處理軟件操作手冊及磁()盤應齊全。

        6   接收機選用

        級別

        AA

        A

        B

        C

        D、E

        單頻/雙頻

        雙頻/全波長

        雙頻/全波長

        雙頻

        雙頻或單頻

        雙頻或單頻

        觀測量至少有

        L1、L2載波相位

        L1、L2載波相位

        L1、L2載波相位

        L1載波相位

        L1載波相位

        同步觀測接收機數

        5

        4

        4

        3

        2

        9.2.2.2通電檢驗應符合下列規定:

        a)有關信號燈工作應正常;

        b)按鍵和顯示系統工作應正常;

        c)利用自測試命令進行測試;

        d)檢驗接收機鎖定衛星時間的快慢,接收信號強弱及信號失鎖情況。

        9.2.2.3試驗檢驗前,還應檢驗:

        a)天線或基座圓水準器和光學對中器是正確;

        b)天線高量尺是否完好,尺長精度是否正確;

        c)數據傳錄設備及軟件是否齊全,數據傳輸性能是否完好;

        d)通過實例計算,測試和評估數據后處理軟件。

        9.2. 3GPS接收設備一般檢視和通電檢驗完成后,應在不同長度的標準基線(6.3.2.4規定的不同長度的基線)上進行以下測試:

        a)接收機內部嘈聲水平測試;

        b)接收機天線相位中心穩定性測試;

        c)接收機野外作業性能及不同測程精度指標測試;

        d)接收機頻標穩定性檢驗和數據質量的評價;

        e)接收機高低溫性能測試;

        f)接收機綜合性能評價等。

        9.2.4GPS接收機測試檢驗的方法和技術要求,見CH 8016。

        9.2.5GPS接收設備每年應定期檢驗:第9.2.2.1、第9.2.2.2、第9.2.2.3。

        9.2.6不同類型的接收機參加共同作業時,應在已知高差的基線上進行比對測試,超過相應等級限差時不得使用。

        9.2.7GPS接收機或天線受到強烈撞擊后,或更新接收機部件,或更新天線與接收機的匹配關系后,應按新購買儀器做全面檢驗。

        9.2.8天線或基座的圓水準器泡、光學對中期,作業期間至少1個月檢校一次。

        9.3接收設備的維護

        9.3.1GPS接收機等儀器應指定專人保管,不論采用何種運輸方式,均要求專人押運,并應采取防震措施,不得碰撞倒置和重壓,軟盤驅動器在運輸中應插入保護片或廢磁盤。

        9.3.2作業期間,必須嚴格遵守技術規定和操作要求,作業人員須經培訓合格后方可上崗操作,未經允許非作業人員不得擅自操作儀器。

        9.3.3接收儀器應注意防震、防潮、防曬、防塵、防蝕、防輻射,定期分別用清洗盤和專用清潔劑清洗軟盤驅動器或磁帶機的磁頭;電纜線不得扭折,不得在地面拖拉、碾砸,其接頭和聯結器要經常保持清潔。

        9.3.4作業結束后,應及時擦凈接收機上的水汽和塵埃,及時存放在儀器箱內。儀器箱應置于通風、干燥陰涼處,箱內干燥劑呈粉紅色時,應及時更換。

        9.3.5儀器交接時應按9.2.21規定的一般檢視的項目進行檢查,并填寫交接情況記錄。

        9.3.6接收機在外接電源前,應檢查電壓是否正常,電池正負極切勿接反。

        9.3.7 當天線置于樓頂、高標及其他設施的頂端作業時,應采取加固措施,雷雨天氣時應有避雷設施或停止觀測。

        9.3.8接收機在室內存放期間,室內應定期通風,每隔12個月應通電檢查一次,接收機內電池要保持充滿電狀態,外接電池應按電池要求按時充放電。

        9.3.9嚴禁拆卸接收機個部件,天線電纜不得擅自切割改裝、改換型號或結長。如發生故障,應認真記錄并報告有關部門,請專業人員維修。

        9.4輔助設備的檢驗

        GPS定位測量所用通風干濕表與空盒氣壓表應定期送計量檢定部門檢驗,在有效期內使用。

        10.觀測

        10.1觀測區的劃分

        10.1.1AA、A、B級網的布設視測區范圍的大小,可實行分區觀測。當實行分區觀測時,相鄰分區間至少應有4個公共點。

        10.1.2任一個同步觀測子區或觀測單元子區參加觀測的接收機臺數應符合標6第三項的規定。

        10.2觀測計劃

            作業調度者根據測區地形和交通狀況、采用的GPS作業方法(靜態或快速靜態定位測量)設計的基線的最短觀測時間等因素綜合考慮,

        10.3基本技術規定

        10.3.1各級GPS測量基本技術規定應符合表7要求。


        7  各級GPS測量基本技術要求規定

        項目                        級別

        AA

        A

        B

        C

        D

        E

        衛星截止高度角(º)

        10

        10

        15

        15

        15

        15

        同時觀測有效衛星總數

        4

        4

        4

        4

        4

        4

        有效觀測衛星總數

        20

        20

        9

        6

        4

        4

        觀測時段數

        10

        6

        4

        2

        1.6

        1.6

        時段長度min

        靜態

        720

        540

        240

        60

        45

        40

        快速靜態

        雙頻+P(Y)

        10

        5

        2

        雙頻全波

        15

        10

        10

        單頻或雙頻半波

        30

        20

        15

        采樣間隔s

        靜態

        30

        30

        30

        1030

        1030

        1030

        快速靜態

        515

        515

        515

        時段中任意衛星有效觀測時間min

        靜態

        15

        15

        15

        15

        15

        15

        快速靜態

        雙頻+P(Y)

        1

        1

        1

        雙頻全波

        3

        3

        3

        單頻或雙頻半波

        5

        5

        5

        1 在時段中觀測時間符合表7中第七項規定的衛星,為有效觀測衛星。

        2 計算有效觀測衛星總數時,應將個時段的有效觀測衛星數扣除其間的重復衛星數。

        3 觀測時段長度,應為開始記錄數據到結束紀錄的時間段。

        觀測時段數≥1.6,指每站觀測一時段,至少60%測站再觀測一時段。

        10.3.2AA、AB級觀測時段分布應盡可能日夜均勻,且夜間觀測時段所占比例不得少于25%。夜間觀測從日落后1小時開始起算至日出為至(以同步環最西部點位標準)。

        10.3.3AA、A、B級測量必須同時觀測記錄各項氣象元素和天氣狀況。C、D、E級測量可不觀測氣象元素,而只記錄天氣狀況。

        10.3.4GPS靜態定位測量時,觀測數據文件名中應包含測站名或測站號、觀測單元、測站類型(是參考站還是流動站)、日期、時段號等信息,

        10.3.5雷電、風暴天氣時,不宜進行AA、A、BGPS測量。

        10.4觀測準備

        10.4.1GPS接收機在開始觀測前,應進行預熱和靜置,具體要求按接收機操作手冊進行。

        10.4.2天線安置應符合下列要求:

        a) 用三腳架安置天線時,其對中誤差不應大于3㎜;B級不應在高標上安置天線;

        b)需在覘標的基板上安置天線時,應先卸去覘標頂部,將標志中心投影至基板上,然后以投影點安置天線。投影點示誤三角形的最大邊或示誤四邊形的長對角線不得大于5㎜,投影方法見GB/T 17942;

        c)GPS點上建有尋常標時,應在安置天線前放倒覘標或采取其他措施;

        d)B級及以上各級GPS測量,其定向標志線應指向正北,估計當地磁偏角修正后,其定向誤差應不大于±5°,對于定向標志不明顯的接收機天線,可預先設置標記,每次按此標記安置儀器.

        e)天線集成體上的圓水準氣泡必須居中,沒有圓水準氣泡的天線,可調整天線基座腳螺旋,使在天線互為120°方向上量取的天線高互差小于5㎜。

        10.5觀測作業的要求

        10.5.1觀測組必須嚴格遵守調度命令,按規定的時間進行作業。

        10.5.2經檢查接收幾電源電纜和天線等各項連接無誤,方可開機。

        10.5.3開機后經檢驗有關指示燈與儀表顯示正常后,方可進行自測試并輸入測站、觀測單元和時段等控制信息。

        10.5.4接收機啟動前與作業過程中,應隨時逐項填寫測量手簿中的記錄項目,測量手簿格式、記錄內容及要求見附錄D。

        10.5.5接收機開始記錄數據后,觀測員可使用專項功能鍵和選擇菜單,查看測站信息、接收衛星數、衛星號、衛星健康狀況、各通道信噪比、相位測量殘差、實時定位的結果及其變化、存儲介質記錄和電源情況等,如發現異常情況或未預料到的情況,應記錄在測量手簿的備注欄內,并及時報告調度組織者。

        10.5.6每時段觀測開始及結束前各記錄一次觀測衛星號、天氣狀況、實時定位經緯度和大地高、PDOP值等。須觀測記錄氣象元素的等級GPS網點,每時段氣象觀測應不少于2次。一次在時段開始時,一次在時段結束時。時段長度超過2h時,應每當UTC整點時增加觀測記錄上述內容一次,夜間放寬到4h。

        10.5.7氣象觀測所用通風干濕表需懸掛在測站附近,與天線相位中心大致等高度處。懸掛地點應通風良好,避開陽光直接照射,便于讀數?蘸袣鈮罕砜芍糜跍y站附近地面,其讀數應顧及至天線相位中心高度,加入相應的高程修正。

            當測站附近的小環境與周圍的大環境不一致時,可在合適的地方兩側氣象元素,然后加上高差修正化為天線相位中心處的氣象元素。

        10.5.8每時段觀測前后應各量取天線高一次,其測量方法及要求見附錄D。兩次量高之差不應大于3㎜,取平均值作為最后天線高。若互差超限,應查明原因,提出處理意見記入測量手簿記事欄。

        10.5.9除特殊情況外,不宜進行偏心觀測,若迫不得己進行時,應測定歸心元素,其方法可參考附錄FGB/T 17942。

        10.5.10觀測員要細心操作,觀測期間防止接收設備震動,更不得移動,要防止人員和其他物體碰動天線或阻礙信號。

        10.5.11觀測期間,不得在天線附近50m以內使用電臺,10m以內使用對講機。

        10.5.12天氣太冷時,接收機應適當保暖;天氣很熱時,接收機應避免陽光直接照曬,確保接收機正常工作。

        10.5.13一時段觀測過程中不允許進行以下操作:

        a)接收機關閉又重新啟動;

        b)進行自測試;

        c)改變衛星仰角限;

        d)改變數據采樣間隔;

        e) 改變天線位置;

            f)按動關閉文件和刪除文件等功能鍵;

        10.5.14GPS快速靜態定位測量中,同一觀測單元期間

        a)參考站觀測不能中斷;

        b)參考站和流動站采樣間隔要相同,不能變更。

        10.5.15經認真檢查,所有規定作業項目均已全面完成,并符合要求,記錄與資料完整無誤,且將點位和覘標恢復原狀后,方可遷站。

        11.            外業成果記錄

        11.1記錄類型

        GPS測量作業所獲得的成果紀錄應包括以下三類:

        a)觀測記錄(磁盤、光盤或磁帶存儲);

        b)測量手簿;

        c)其他紀錄,主要有觀測計劃、偏心觀測資料等。

        11.2記錄內容

        11.2.1觀測記錄項目主要有:

        a)載波相位觀測值、C/A碼偽距和P(Y)碼偽距等;

        b)對應觀測值的GPS時間;

        c)GPS衛星星歷參數;

        d)測站和接收機初始信息:測站名、測站號、觀測單元號、參考站和流動站、時段號、近似坐標及高程、天線及接收機編號、天線高、觀測日期、采樣間隔、衛星截止高度角。

        11.2.2測量手簿分為四種。AA、AB級靜態定位測量一種,C、DE級靜態定位測量一種,GPS快速靜態定位參考站測量一種,及GPS快速靜態定位流動站測量一種,格式見附錄D。

        11.3記錄要求

        11.3.1觀測前和觀測過程中應按要求及時填寫各項內容,書寫要認真細致,字跡清晰、工整、美觀。

        11.3.2各項觀測記錄一律使用鉛筆,不得開刀和涂改,不得轉抄和追記,如有讀、記錯誤,可整齊劃掉,將正確數據寫在上面并注明原因。其中天線高、氣象讀數等原始記錄不得連環涂改。

        11.3.3手簿整飾,存儲介質注記和各種計算一律使用籃黑墨水書寫。

        11.3.4外業觀測中接收機內存儲介質上的數據文件應及時拷貝成一是兩份,并在外存儲介質外面適當處制貼標簽,注明網區名、點名、點號、觀測單元號、時段號、文件名、采集日期、測量手簿編號等。兩份存儲介質應分別保存在專人保管的防水、防靜電的資料箱內。

        11.3.5接收機內存數據文件卸到外存介質上時,不得進行任何剔除、刪改和編輯。

        11.3.6測量手簿應事先連續編印頁碼并裝訂成冊,不得缺損。

        11.3.7其他紀錄,亦應分別裝訂成冊。

        12.            數據處理

        12.1基線向量解算

        12.1.1軟件及要求

        C級及以下各級GPS網基線解算及BGPS網及基線預處理可采用隨接收機配備的商用軟件,AA、A、BGPS網基線精處理須采用專門的軟件,計算結果中應包括相對定位坐標和協方差陣等平差所需的元素。新啟用的軟件需經有關部門的試驗鑒定并經業務部門批準方可使用。

        12.1.2準備工作

        a)基線解算前,應按規范、技術設計和CH 1002及時對外業全部資料全面檢查和驗收,其重點包括:

        1)成果是否符合調度命令和規范要求;

        2)觀測數據質量分析是否合理。

        b)起算點坐標系,AA、A、B級應為ITRF YY國際地球參考框架,C級以下可為WGS 84坐標系。AA、A、B級起算點的瞬時歷元坐標精度應分別不低于0.2m、1m、3m,C級以下各點起算點坐標精度應不低于20m;

        c)外業觀測的氣象數據要換算成適合于處理軟件所需要的單位;

        d)當采用不同類型接收機時,應將觀測數據轉換成同一格式;

        e)高標點、偏心觀測點,應根據天線高紀錄、投影手簿或偏心用紙等計算歸心改正數,計算公式可參見附錄FGB/T 17942。

        12.1.3解算方案

        a)根據外業施測的精度要求和實際情況、軟件的功能和精度,可采用多基線解或單基線解;

        b)每個同步觀測圖形只能選定一個起算點;

        c)快速靜態定位測量以觀測單元為單位指定解算方案。

        12.1.4基線向量解算基本要求

        a) AA、A、B級網基線精處理應采用精密星歷。

        BGPS網基線外業預處理和C級以下各級網基線處理時,可采用廣播星歷。

        b)各級GPS觀測值均應加入對流層延遲修正,對流層延遲修正模型中的氣象元素可采用標準氣象元素。

        c)基線解算,按, 同步觀測時段為單位進行。按多基線解時,每個時段須提供一組獨立基線向量及其完全的方差—協方差陣;按單基線解算時,須提供每條基線分量及其方差—協方差陣。

        d)B級以上各級GPS網,基線解算可采用雙差解、單差解或非差解。

        C級以下各級GPS網,根據基線長度允許采用不同的數據處理模型。但是15km內的基線,須采用雙差固定解。15km以上的基線允許在雙差固定解和雙差浮點解中選擇最優結果。

        e)對于所有同步觀測時間短于35min的快速定位基線,必須采用合格的雙差固定解作為基線解算的最終結果。

        12.2外業數據質量的檢核

        12.2.1同一時段觀測值的數據剔除率,其值宜小于10%。

        12.2.2B級基線外業預處理和C級以下各級GPS網基線處理,復測基線的長度較差ds,兩兩比較應滿足下式的規定:ds22σ………………………………………………………………… (2)

        式中:σ—相應級別規定的精度(按實際平均邊長計算)。

        12.2.3各級GPS網同步環閉合差,不宜超過附錄E規定。

        12.2.4C級以下各級網,及BGPS網外業基線預處理結果,其獨立閉合環或附合路線坐標閉合差應滿足:        WX3n σ

        WY3n σ

        WZ3n σ…………………………………………………………………(3)

        WS33n σ

        式中:    n—閉合環邊數;

        σ—相應級別規定的精度(按實際平均邊長計算)。

        WS≤√WX2WY2WZ2

        12.3AA、A、B級基線精處理結果質量檢驗

        12.3.1AA、A、B級基線精處理后應計算基線的分量、分量、分量及邊長的重復性,重復性定義為:

        RC[Σ∆∑∙∕½-]nn-1

        12.3.2

        12.3.3

        12.3.4

        12.3.5

        12.4

        12.4.1

        12.4.2

        12.4.3

        12.4.4

        12.4.5

        12.5

        12.5.1

        12.5.2

        12.5.2.1

        12.5.2.2

        12.5.2.3

        a)

        b)

        12.5.2.4

        12.5.3

        12.5.3.1

        12.5.3.2

        12.5.3.3

        a)

        b)

        12.5.3.4

        12.5.3.5

        12.5.4

        12.5.4.1

        12.5.4.2

        12.5.5

        12.5.5.1

        12.5.5.2

        12.5.5.3

        12.6

        12.6.1

        12.6.2

        a)

        b)

        c)

        d)

        e)

        f)

        g)

        h)

        12.6.3

        a)

        b)

        c)

        d)

        13.            成果驗收與上交資料

        13.1成果驗收

        13.1.1成果驗收按CH 1002進行。交送驗收的成果,包括觀測記錄的存儲介質及其備份,內容與數量必須齊全、完整無損,各項注記、整飾應符合要求。

        13.1.2驗收重點包括:

        a)實施方案是否符合規范和技術設計要求;

        b)補測、重測和數據剔除是否合理;

        c)數據處理的軟件是否符合要求,處理的項目是否齊全,起算數據是否正確;

        d)各項技術指標是否達到要求。

        13.1.3驗收完成后,應寫出成果驗收報告。在驗收報告中應按CH 1003對成果的質量做出評定。

        13.2上交資料

        a)測量任務書(或合同書)、技術設計書;

        b)點之記、環視圖、測量標志委托保管書、選點資料和埋石資料;

        c)接收設備、氣象及其它儀器的檢驗資料;

        d)外業觀測記錄、測量手簿及其它紀錄;

        e)數據處理中生成的文件、資料和成果表;

        f)GPS網展點圖;

        g)技術總結和成果驗收報告。


        附錄A

        (標準的附錄)

        大地坐標系有關說明

        A1  WGS84大地坐標系的地球橢球基本參數及主要幾何和物理常數

        A1.1地球橢球基本參數

        長半徑 a=6 378 137m

        地球引力常數(含大氣層) GM=3 986 005×108m3s2

        正;A帶諧系數 C2.0=484.166 85×106

        地球自轉角速度 ω=7 292 115×1011rad1

        A1.2主要幾何和物理常數

        短半徑

        扁率

        第一偏心率平方

        第二偏心率平方

        橢球正常重力位

        赤道正常重力位

        A1.3 WGS84(G730)大地坐標系,其他地球橢球基本參數及主要幾何和物理常數A1.1、A1.2同規定。

        A2  1980西安坐標系的參考橢球基本參數及主要幾何和物理常數

        A2.1參考橢球基本參數

        長半徑

        地球引力常數(含大氣層)

        二階帶諧系數

        地球自轉角速度

        A2.2主要幾何和物理常數

        短半徑

        扁率

        第一偏心率平方

        第二偏心率平方

        橢球正常重力位

        赤道正常重力位

        A3  1954年北京坐標系參考橢球的基本幾何參數

        長半徑

        短半徑

        扁率

        第一偏心率平方

        第二偏心率平方


        附錄B

        (標準的附錄)

        選點與埋石資料及說明


        附錄C

        (標準的附錄)

        氣象儀表的主要技術要求

        C1   通風干濕表的主要技術要求和使用

        C1.1 主要技術要求

        a) 在溫度-10~+45的范圍,可測10%~100%的相對濕度。

        b) 溫度表的刻度應在-26~+41的范圍內,其最小分度值應為0.2;

        c) 通風器開動后,在第四分鐘末,溫度表球面周圍的通風速度不得小于2.5m/s,在第六分鐘末,不得小于2.2m/s。

        d) 每分鐘末通風速度的改變不應大于0.2m/s。

        C1.2通風干濕表遇有下列情況之一時,應進行再檢定。

        a)在同一海拔高度上,發條盒轉動第二周的作用時間增長6s以上;

        b)檢定或更換溫度表;

        c)修理及更換配件;

        d)對檢定結果有懷疑時。

        C2空盒氣壓表的主要技術要求和使用

        C2.1只要技術要求

        a)空盒氣壓表應能在大氣壓力53 329106 658Pa,空氣溫度為-10~+40的條件下正常工作;

        b)溫度系數的變化,每度不得超過±27Pa。

        c)示值修正值的最大差值不得超過絕對值400Pa;

        d)空盒氣壓表的空盒組、傳動系統和指示部分應連接牢固,無松脫和摩擦現象;

        e)當空和氣壓表傾斜45時,轉擊表身,指正位置的改變不得大于±53 Pa;

        f)當正、反方向轉動調節螺絲時,指針的位移量不得小于4000 Pa;

        g)空盒氣壓表的刻度盤表面應呈白色、刻線清晰,無劃痕缺陷;

        h)指針應平直,具有彈性,末端應扭轉90°角,且與刻度盤表面垂直,指針與刻度盤表面的間距為0.31.0㎜。

        C2.2空盒氣壓表遇有下列情況之一時,應進行再檢驗。

        a)氣壓表被劇烈震動過,或對示值有懷疑時;

        b)氣壓表的讀數與本站水銀氣壓表的氣壓相比較,經過示值修正后,其差值超過±400 Pa。


        附錄D

        (標準的附錄)

        測量手簿紀錄及有關要求

        D1測量手簿

        D1.1測量手簿封面

        GPS測量手簿No._____________

        類別_______起止日期________

        項目名__________________

        測量模式_________________

        圖幅___________________

        _____________________

        (測量單位)

        D1.2AA、AB及測量手簿紀錄格式

        點號

        點名

        圖幅號

        觀測記錄員

        日期段號

        觀測日期

        接收機名稱

        及編號

        天線類型

        及其編號

        存儲介質編號

        數據文件名

        溫度計類型

        及編號

        氣壓計類型

        及編號

        備份存儲介質

        編號

        近似緯度

        °   '    "N

        近似經度

        °   '    "E

        近似高程

        m

        采樣間隔

        s

        開始記錄時間

        h        min

        結束記錄時間

        h        min

        天線高測定

        天線高測定方法及略圖

        點位略圖

        測前:         測后:

        測定值_____ _____m

        修正值_____ _____m

        天線高_____ _____m

        平均值_____ _____m

        氣象元素及天氣狀況

        時間(UTC

        氣壓( )

        干溫(℃)

        濕溫(℃)

        天氣狀況

        測站跟蹤作業紀錄

        時間(UTC

        跟蹤衛星號(PRN)及信嘈比

        緯度

        °' "

        經度

        °' "

        大地高

        m

        PDOP

        注:氣象元素各欄內應紀錄氣象儀器讀數和相對應的修正值。

        D1.3C、D、E級測量手簿紀錄格式

        點號

        點名

        圖幅號

        觀測記錄員

        日期段號

        觀測日期

        接收機名稱

        及編號

        天線類型

        及其編號

        存儲介質編號

        數據文件名

        近似緯度

        °   '    "N

        近似經度

        °   '    "E

        近似高程

        m

        采樣間隔

        s

        開始記錄時間

        h        min

        結束記錄時間

        h        min

        天線高測定

        天線高測定方法及略圖

        點位略圖

        測前:         測后:

        測定值_____ _____m

        修正值_____ _____m

        天線高_____ _____m

        平均值_____ _____m

        時間(UTC

        跟蹤衛星號(PRN)及信嘈比

        緯度

        °' "

        經度

        °' "

        大地高

        m

        天氣狀況


        D1.4 快速靜態定位參考站測量手簿紀錄格式

        點號

        點名

        圖幅號

        觀測記錄員

        觀測日期

        觀測單元號

        接收機名稱及編號

        天線類型及其編號

        時段號

        數據文件名

        采樣間隔

        s

        開始記錄時間

        h        min

        結束記錄時間

        h        min

        天線高測定

        天線高測定方法及略圖

        點位略圖

        測前:         測后:

        測定值_____ _____m

        修正值_____ _____m

        天線高_____ _____m

        平均值_____ _____m

        時間(UTC

        跟蹤衛星號(PRN)及信嘈比

        緯度

        °' "

        經度

        °' "

        大地高

        m

        天氣狀況


        D1.5快速靜態定位流動站測量手簿紀錄格式

        參考站名

        參考站號

        觀測單元號

        流動站名

        流動站號

        觀測員

        時段號

        數據文件名

        接收機名稱

        及編號

        天線類型

        及編號

        采樣間隔

        s

        開始記錄時間

        h        min

        結束記錄時間

        h        min

        天線高測定

        天線高測定方法及略圖

        點位略圖

        測前:         測后:

        測定值_____ _____m

        修正值_____ _____m

        天線高_____ _____m

        平均值_____ _____m

        時間(UTC

        跟蹤衛星號(PRN)及信嘈比

        緯度

        °' "

        經度

        °' "

        大地高

        m

        天氣狀況

        D2  GPS測量手簿紀錄內容及要求

        D2.1  AA、A、B級靜態定位測量手簿紀錄內容及要求:

        a)點名、點號;

        b)圖幅編號:填寫150 000地形圖圖幅編號;

        c)觀測員、記錄員;

        d)觀測日期:在填寫得月、日下打一斜線填寫年積日;

        e)接收機名稱及編號、天線類型及編號、存儲介質及編號、數據文件名、通風干濕表編號、空盒氣壓表編號、備份存儲介質及編號;

        f)近似緯度、近似經度、近似高程:近似經緯度填至1',近似高程填至1m;

        g)采用間隔、開始記錄時間、結束記錄時間;

        h)站時段號、日時段號;

        i)天線高及其測定方法及略圖:測定方法見D3,各項測定值取至0.001m;

        j)點位略圖:按點附近地形地物繪制,應有三個標定點位的地物點,比列尺大小視點位具體情況確定;

        k)氣象元素及天氣狀況:其中氣壓讀記至10Pa(0.1mbar),氣溫讀至0.1,天氣狀況按晴、多云、陰、小雨、小雪、雨、雪選一填寫,同時記錄云量及分布;

        l)測站跟蹤作業記錄:記載衛星信噪比等;

        m)記事:記載是否進行偏心觀測,其記錄在何手簿,以及整個觀測過程中出現的重要問題,出現時間及其處理情況。

        D2.2  C、D、E靜態定位測量手簿有關項目要求同D2.1。

        D2.3  GPS快速靜態定位測量手簿需填寫觀測單元號、其時段號應為觀測單元內的時段序號,其他項目要求同D2.1。

        D3天線高測定方法及要求

        D3.1 天線墩上天線高測定

        用天線高量測桿或小鋼卷尺從廠家規定的天線高量測基準面彼此相隔120°的三個位置分別量取之天線墩中心標志面的垂直距離,互差應小于2㎜,取平均值為天線高h。

        D3.2三腳架上天線高測定

            備有專用測高標尺的接收設備,將標尺插入天線的專用孔中,下端垂準中心標志,直接讀出天線高(或需加一常數)。

            其他接收設備,可采用傾斜測量方法。從腳架三個空檔(互成120°),測量天線高量測基準面至中心標志面的距離,互差應小于3㎜,取平均值為L,天線底盤半徑為R,按天線高h=L2R2求出。

        D3.3覘標儀器臺上天線高測點

            D3.1方法量取天線高量測基準面至儀器臺上表面的高差h1,再量取儀器臺的厚度h2,再用鋼卷尺不同部位,量取儀器臺下表面至中心標志面的高差三次,其互差不應大于5㎜,取平均值為最后結果h3,則天線高h= h1h2h3

        D3.4GPS測量手簿中應繪出天線高量測方法略圖。


        附錄E

        (標準的附錄)

        同步觀測環檢驗


        附錄F

        (提示的附錄)

        歸心元素測定與計算

           
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