E级GPS控制网有关技术要求

附录 A E

级 GPS控制网相关技术要求 （参照）

一、控制网履行的技术标准

1、全世界定位系统（ GPS）丈量规范（ GB/T 18314—2001），中华人民共和国

国家标准；

2、《国家三、四等水平丈量规范》 （GB12898-1991）, 中华人民共和国国家标

准；

3、技术设计书。

二、使用仪器

丈量采纳的 GPS接收机型号及其标称精度。

三、布网方案

1、布网要求

GPS网相邻点间基线中偏差

按下式计算：

a2 (b d )2

式中 a (mm)为固定偏差； b (ppm)为比率偏差系数； d (km) 为相邻点间的距

离。GPS-E级网的主要技术要求应切合表 1 规定。相邻点最小距离应为均匀距离 的 1/2 ～1/3 ；最大距离应为均匀距离的 2～3 倍。

-6 (1 ×10 ) b表 1 GPS网的主要技术要求

级 别 E 级

均匀距离 (km)

0.2 ～ 5

a (mm)

≤10

最弱边相对中偏差

1/45000

≤20

注：当边长小于 200m时，边长中偏差应小于 20mm。

2、布网原则与网形设计

（1）GPS网应依据测区实质需要和交通状况进行设计。 GPS网的点与点间不

要求每点通视， 但考虑惯例丈量方法加密时的应用， 每点应有 1～2 个通视方向。

（2）在布网设计中应顾及原有测绘成就资料以及各样大比率尺地形图的沿

用，对凡切合 GPS-E级网布点要求的旧有控制点，应充分利用其标石。

（3）GPS网应由若干个独立观察环构成，也可采纳附合线路构成。

E 级 GPS

网中每个闭合环或附合线路中的边数应切合表

1

2 的规定。

E级GPS控制网有关技术要求

非同步观察的 GPS基线向量边，应按所设计的网图选定，也可按软件功能自

动精选独立基线构成环路。

表 2 闭合环或附合线路边数的规定

级 别

E 级

≤10

54 北京坐标系中

闭合环或附合线路边数（条）

（4）为求定 GPS点在 54 北京坐标系中的坐标，应与当地

的原有控制点联测，联测总点数不得少于

3 个。

（5）为了求得 GPS网点正常高，应进行水平丈量的高程联测，高程联测采

用等级水平丈量方法进行，联测的

GPS-E级控制点且应均匀散布于网中。

四、选点与标石埋设

1、选点

在认识任务、目的、要乞降测区自然地理条件的基础上，进行现场踏勘，最

后进行选点。选点应切合以下要求：

（1）点位的选择应切合技术设计要求，并有益于其余丈量手段进行扩展与

联测；

（2）点位的基础应坚固稳固， 易于长久保留， 并应有益于安全作业；

（3）点位应便于布置接收设备和操作，视线应宽阔，视场内四周阻碍物的

高度角一般应小于 15°；

（4）点位应远离大功率无线电发射源（如电视台、微波站等） ，其距离不得

小于 200m，并应远离高压输电线其距离不得小于 50m，以防止四周磁场对卫星信

号的扰乱；

（5）点位邻近不该有对电磁波反射（或汲取）激烈的物体，以减少多路径

效应的影响；

（6）交通应便于作业，以提升作业效率；

（7）应充分利用切合上述要求原有的控制点及其标石，但利用旧点时应检

查旧点的稳固性、完满性，切合要求方可利用；

（8）选好点后应按合理的方法给

GPS点编号。

别的，有时还需考虑测区内的通信设备、 电力供给等状况， 以便于各点之间

的联系和设备用电或充电。

2

E级GPS控制网有关技术要求

综上所述，联合测区的实质状况，

GPS 控制点宜布设在较高的永远性建筑

物、山顶及其余切合要求的地方， 或已成型的较宽的城市骨干道、 路口或其余较

宽阔而又牢固的建（构）筑物上。

2、标石埋设

（1）E 级 GPS点的标石及标记规格拜见附录 D，标石的中心标记用铜资料制

作，标记中心应刻有清楚、精美的十字丝；

（2）地面 E 级 GPS点标石可用混凝土早先制作，而后运往各点埋设，埋设

时坑底填以沙石，捣固夯实或灌溉混凝土基层， 楼顶 E 级 GPS点标石应现场灌溉，

灌溉前应将楼面磨出新层、打毛，钉上

3～4 颗钢钉，再套模灌溉；

（3）埋石结束后应填写 GPS点之记；

（4）待标石埋设稳固， 没有下沉， 或现场灌溉的标石凝结后 2～3 天方可观

测。

五、作业要求

1、基本技术要求

为保证 GPS丈量精度，采纳载波相位静态相对定位作业模式， E 级 GPS丈量作业的基本技术要求应切合表 3 的规定。

表 3 E 级 GPS丈量作业的基本技术要求

级 别

卫星截止高 度角 ( °)

有效观 测卫星

均匀重复 设站数

时段长度 (min)

数据采样 间隔 (s)

PDOP

值 ＜10

数

≥15

≥ 4≥1.6

E 级 ≥ 40 15

注：1、观察时段长度应视点位四周阻碍物状况、 基线长短而作调整，

2、可不观察气象因素，但应记录雨、晴、阴、云等天气状况。 2、 GPS卫星预告和观察调动计划

（1）保证 GPS作业观察工作顺利进行，保障观察成就达到预约的精度，提

高作业工效， 在进行 GPS外业观察以前， 应早先编制 GPS卫星可见性预告表。 预

报表应包含可见卫星号、 卫星高度角和方向角、 最正确观察卫星组、最正确观察时间、

点位图形几何强度因子等内容。

（2）编制预告表所用大要地点应采纳测区中心地点的经、 纬度。

3

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（3）作业组在观察前应依据参加作业的

GPS接收机台数、网形及卫星预告

表编制作业调动表， 其内容应包含观察时间、 测站号、测站名称以及接收机号等

项内容。

3、观察准备

（1）每天出发工作前应检查电池容量能否充分，仪器及其附件能否携带齐

全。

（2）作业前应检查接收机内存能否充分。

（3）天线布置应切合以下要求：

① 作业员到测站后应先布置好接收机使其处于静置状态，

而后再布置天线；

② 天线可用脚架直接布置在丈量标记中心的铅垂线方向上，对中偏差应小

于 3mm。天线应整平，天线基座上的圆水平所泡应居中；

③ 天线定向标记应指向正北， 定向偏差不宜超出± 5°。 4、观察作业要求

（1）观察组应严格按调动表规定的时间进行作业，以保证同步观察同一卫

星组。当状况有变化需改正调动计划时， 应经作业队负责人赞同， 观察组不得私自改正计划。

（2）接收机电源电缆和天线应连结无误，接收机预置状态应正确，而后方可启动接收机进行观察。

（3）各观察时段的前后各量取天线高一次，两次量高之差不大于 3mm。取均匀值作为最后天线高，记录在手簿。若互差超限，应查明原由，提出办理建议记下手簿备注栏中。

天线高是指观察时天线均匀相位中心至测站中心标记面的高度，

分为上、下

两段：上段是指相位中心至天线底面的高度，这是常数 hc，由厂家给出；下段是从天线底面至测站中心标记面的高度， 由观察员在现场采纳倾斜丈量方法直接量取。详细方法是：

从三脚架三个空档（互成 120°）丈量天线底盘下表面至测站中心标记面的距离，互差应小于 3mm，取均匀值为 L，天线底盘半径为 R，再利用厂家供给的

hc，按天线高 h

L2 R2

hc 求出。

（4）接收机开始记录数据后，作业人员可使用专用功能键选择菜单，查察

4

E级GPS控制网有关技术要求

测站信息、接收卫星数、卫星号、各通道信噪比、及时定位结果及存贮介质记录状况等。

（5）仪器工作正常后，作业员及时（每隔 15min）逐项填写丈量手簿中各项内容。

（6）一个时段观察过程中不得进行以下操作：封闭接收机以从头启动；进行自测试（发现故障除外） ；改变卫星截止高度角；改变数据采样间隔；改变天线地点；按动封闭文件和删除文件等功能。

（7）观察员在作业时期不得私自走开测站，并防备仪器受震动和被挪动，防备人和其余物体凑近天线，遮挡卫星信号。

（8）接收机在观察过程中不该在接收机近旁使用对讲机和手机等通信设备；雷雨过境时应关机停测，并卸掉天线以防雷击。

（9）观察中应保证接收机工作正常，数据记录正确，每天观察结束后，应及时将数据下载到计算机硬、 软盘上，保证观察数据不丢掉。

5、外业观察记录

（1）录项目应包含以下内容：

① 测站名、测站号；

② 观察月、日 / 年积日、天气状况、时段号；

③ 观察时间应包含开始与结束记录时间，宜采纳协调世界时 UTC，填写至时、分；

④ 接收机设备应包含接收机种类及号码，天线号码；

⑤ 近似地点应包含测站的近似经、纬度和近似高程，经、纬度应取至 1′，高程应取至 0.1m；

⑥ 天线高应包含测前、 测后量得的高度及其均匀值， 均取至 0.001m；

⑦ 观察状况应包含电池电压、 接收卫星号及其信噪比 （ SNR）、故障状况等。

（2）记录应切合以下要求：

① 原始观察值和记事项目应按规格现场记录，笔迹要清楚、齐整、雅观，不得涂改、转抄；

② 外业观察记录各时段结束后，应及时将每天外业观察记录结果录入计算机硬、软盘；

③ 接收机内存数据文件在下载到存贮介质上时， 不得进行任何剔除与修改，

5

E级GPS控制网有关技术要求

不得调用任何对数据实行从头加工组合的操作指令。

六、数据办理方案

1、基线解算及其质量查验

（1）基线解算以双差固定解作为最后结果，双差固定解的靠谱性由以下两

项指标来鉴别，即固定解的单位权中偏差 （Rms）和整周模糊度查验倍率 （Ratio ），其查验值见表 4。依据表 4 鉴别时， Rms一定第一切合要求，而 Ratio 值越大表示固定值越靠谱。

表 4 静态 GPS基线固定解靠谱性鉴别表

基线长度（ km）

Rms(m)

≤5 ≤ 0.010 ≥2.5

5～10 ≤ 0.012 ≥2.1

＞ 10 ≤ 0.015

≥2.0

Ratio

（2）同步多边形闭合差查验

关于采纳同一种数学模型的基线解， 其同步时段中任一三边同步环的坐标重量相对闭合差和全长相对闭合差不宜超出表 5 的规定。

关于采纳不一样数学模型的基线解， 其同步时段中任一三边同步环的坐标重量闭合差和全长相对闭合差按独立环闭合差要求检核。同步时段中的多边形同步环，可不重复检核。

表 5 同步环坐标重量及环线全长相对闭合差的规定（ 1× 10-6 ）

等 级

限差种类

坐标重量相对闭合差 环线全长相对闭合差

E

级 6.0 10.0

（3）重复基线边查验

重复基线的长度较差不宜超出下式的规定：

ds 2 2

式中：

为 E级 GPS控制网规定的精度（按实质均匀边长计算）

（4）独立环闭合差查验

6

E级GPS控制网有关技术要求

不论采纳单基线模式或多基线模式解算基线， 都应在整个 GPS网中选用的独立基线构成独立环，各独立环的坐标重量闭合差和全长闭合差应切合下式的规定：

z s x y

3 n 3 n

式中 :

n : 为闭合环边数；

=

2 x

2 y

3 n 3 3n

: 为 E 级 GPS控制网规定的精度（按实质均匀边长计算）

2

s

z

2、补测与重测

（1）不论何种原由造成一个控制点不可以与两条合格的独立基线相连结，则

在该点上应补测或重测不得少于一条独立基线。

（2）能够舍弃在重复基线较差、同步环闭合差、独立环闭合差中超限的基

线，但应保证舍弃基线后的独立环所含基线数不超出表

2 的规定，不然应重测该

基线或许相关的同步图形。

（3）因为点位不切合 GPS丈量要求而造成一个测站多次重测仍不可以知足各

项技术规准时，可按技术设计要求另增选新点进行重测。

3、GPS网平差

（1）起算数据与坐标系统

第一要认识测区中央子午线经度， 起算数据的带号， 采纳的坐标系等。 如岳麓山校区的起算数据为 3 度带的 1954 北京坐标，则中央子午线经度为 114°，故采纳 1954 北京坐标系，取中央子午线经度 L0 ＝114°的 3°带高斯投影。 即有：参照椭球为克拉索夫斯基椭球，长半径 a=6378245m，扁率 α=1/298.3 ；中央子

午线经度 L0＝114°00′00″。

高程系统采纳 1985 国家高程基准。

（2）三维无拘束平差

当 GPS基线各项质量查验切合要求时， 应以全部独立基线构成闭合图形， 以三维基线向量及其协方差阵作为观察信息， 以一个点的 WGS－84 系三维坐标作为

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E级GPS控制网有关技术要求

起算依照，进行 GPS网的三维无拘束平差。 以供给各 GPS控制点在 WGS－84 坐标系下的三维坐标， 各基线向量三个坐标差观察值的更正数， 基线边长以及点位和边长的精度信息，并生成 GPS高程拟合的数据文件。

在三维无拘束平差中，基线向量的更正数（ Vδ x、 Vδ y、Vδ z）绝对值应知足下式要求：

Vδ x≤3

Vδ y≤3

Vδ z≤3

式中：

为 E级 GPS控制网规定的基线的精度。

当超限时，可以为该基线或其邻近存在粗差基线， 应采纳软件供给的方法或人工方法剔除粗差基线，直至切合上式要求。

（3）二维拘束平差

在无拘束平差确立的有效观察量基础上， 以起算数据中供给的已知点作为强迫拘束的固定值， 进行二维拘束平差。 平差结果就输出各 GPS控制点在前述的坐标系统中的二维平面坐标，基线向量更正数，基线边长、方向以及坐标、基线边长、方向的精度信息，变换参数及其精度信息。

拘束平差中，应将已知坐标点组合成不一样的拘束条件，以发现作为拘束的已

知坐标与 GPS网不兼容（即拘束平差结果严重歪曲 GPS无拘束平差结果的精度） 。

4、水平联测

为知足 GPS控制网高程拟合的需要， GPS-E 级控制点应联测必定比率的四等水平。联测水平的 GPS点均匀散布在测区，水平路线连结成水平网。

5、GPS点高程拟共计算

要精准计算各 GPS点的正常高 H ，当前主要有 GPS水平高程、 GPS重力高程和 GPS三角高程等方法。此中 GPS水平高程是当前 GPS作业中是常用的方法。用于 GPS高程拟共计算的方法主假如曲面拟合法 （包含平面拟合法、 多项式曲面拟合法、多面函数拟合法、 曲面样条拟合法、 非参数回归曲面拟合法和挪动曲面

法）。

七、提交成就

GPS控制网的外业工作和数据办理工作结束后，应及时编写技术总结报告，

E级GPS控制网有关技术要求

8

E级GPS控制网有关技术要求

并上交资料。

1、技术总结报告应包含以下内容：

（1）工程大要，包含测区的范围与地点、自然地理条件、天气特色以及任

务根源、测区已有丈量状况、项目名称、施测目的和基本精度要求等；

（2）施测单位，施测起止时间，技术依照，作业人员状况，接收机种类、

数目及查验状况，观察方法，重测、补测状况，作业环境，重合点状况，工作量

与工日状况；

（3）野外数据检核状况与剖析，起算数据与坐标系统说明，数据后办理内容、方法与软件状况，平差结果精度剖析；

（4）方案实行与规范履行状况；

（5）各样附表与附图；

（6）提交成就中尚存问题和需要说明的其余问题。

2、GPS丈量任务达成后，应提交以下资料：

（1）E 级 GPS控制网技术设计书；

（2）GPS控制点的点之记，见附录 B；

（3）GPS控制网展点图及通视图；

（4）GPS野外观察原始数据及平差计算资料；

（5）GPS野外丈量作业调动表，见附录 C；

（6）GPS外业观察记录手簿，见附录 D；

（7）GPS-E级控制点成就表；

（8）E 级 GPS控制网技术总结报告。

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附录 B GPS 点点之记

GPS点点之记

日期：

点 点 等

点 名 及 等 级

年 名 号 级

月

日 记录者： 画图者：

校正者：

土

质

标石说明

旧点名

通视点列表

纬 度

大要地点 （L，B）

经 度

所 在 地 交 通 路 线

选 点 情 况

点 位 略 图

单 位

选点员

日期

联测水平状况

联测水平等级

10

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点

位

说

明

附录 C

GPS 丈量作业调动表

GPS丈量作业调动表

丈量日期

观察者

观察者

时 段 编

观 测 时 间

观察者

机号

机号

机号

点名

备注

点号

点名

备注

点号

点名

备注

号

点号

11

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附录 D

GPS外业观察记录手簿

工程 GPS外业观察手簿

第

页

天气状况 观察日期

测站号 观察员 接收机名

称 及编号 近似经度

测站名 记录员

天线种类

及编号

数据文件名

° ′

预热时间 天线高 (m) 气温（℃）

近似纬度

° ′

近似高程

m

h min

开录时间

h min

测后： 测后： 作 业

结束时间 h min

测前： 测前：

测

均匀值： 均匀值：

站 跟 踪 记 录

经度

追踪卫星号（ PRN）、高度角（ELEV） 纬度

时间（ UTC）

高程

PDOP

及信噪比（ SNR）

PRN

° ′ ° ′ (m)

ELEV

12

E级GPS控制网有关技术要求

AZMH

SNR

PRN

ELEV

AZMH

SNR

PRN

ELEV

AZMH

SNR

PRN

ELEV

AZMH

SNR

记事

记录员 :

13