1、 1、GPS測量規范（規程）測量規范（規程） （1）全球定位系統（GPS）測量規范 （2）全球定位系統城市測量技術規程 （3） 各行業部門的其他GPS測量規程或細則 2、測量任務書、測量任務書 測量任務書或合同是測量施工單位上級主管部門 或合同甲方下達的技術要求文件。它規定了測量任務 的范圍、目的、精度和密度要求，提交成果資料的項 目和時間，完成任務的經濟指標等。 1 1、 GPS測量精度標準及分類測量精度標準及分類 （1）GPS測量精度分類 對于各類GPS網的精度設計主要取決于網的用途。用于地殼形變 及國家基本大地測量的GPS控制網可按表8-1分級。 表8-1 GPS測量精度分級（一） 用于

2、城市或工程的GPS控制網可按表8-2分級 表8-2 GPS測量精度分級（二） （2）GPS測量的精度標準 GPS測量的精度標準通常用網中相鄰點之間的距離中誤差表 示，其形式為： 22 )(bda 式中：-距離中誤差（毫米）； 固定誤差（mm）； b比例誤差系數（ppm）； d相鄰點之間的距離（km）。 實際生產中，應根據測區大小、GPS網的用途，來設計網 的等級和精度標準。 （ 8-1 ） 制定GPS網的密度標準，主要考慮任務要求和服務對象。密 度可參照表8-3的規定執行。 表8-3 GPS網中相鄰點間距離 單位：km 基準設計的定義基準設計的定義：在GPS網的技術設計中，必須明確GPS網的成

3、 果所采用的坐標系統和起算數據的工作，稱為GPS網的基準設計。 GPS網的基準包括位置基準、方位基準和尺度基準。 GPS網的基準的確定：網的基準的確定： 方位基準：由給定起算方位角確定。 尺度基準：由地面的電磁波測距確定。 位置基準：由給定的起算點坐標確定。 基準設計應考慮的幾個問題基準設計應考慮的幾個問題： （1）應在地面坐標系中選定起算數據和聯測原有地方控制點若 干個，用以轉換坐標。 （2）對GPS網內重合的高等級國家點或原城市等級控制點，除 未知點連結圖形觀測外，對它們也要適當地構成長邊圖形。 （3）聯測的高程點需均勻分布于網中，對丘陵或山區聯測高程 點應按高程擬合曲面的要求進行布設。

4、（4）新建GPS網的坐標應盡可能與測區過去采用的坐標一致。 1、GPS網圖形構成的幾個基本概念網圖形構成的幾個基本概念 觀測時段：測站上開始接收衛星信號到觀測停止，連續工作的時 間段，簡稱時段。 同步觀測：兩臺或兩臺以上接收機同時對同一組衛星進行的觀測。 同步觀測環：三臺或三臺以上接收機同步觀測獲得的基線向量所 構成的閉合環，簡稱同步環。 獨立觀測環：由獨立觀測所獲得的基線向量構成的閉合環，簡稱 獨立環。 異步觀測環：在構成多邊形環路的所有基線向量中，只要有非同 步觀測基線向量，則該多邊形環路叫異步觀測環，簡稱異步環。 獨立基線：對于N臺GPS接收機的同步觀測環，有J條同步觀測基 線，其中獨立

5、基線數為N-1。 非獨立基線：除獨立基線外的其它基線叫非獨立基線，總基線數 與獨立基線之差即為非獨立基線數。 NmnC/ 1)/2-N(NC 總 J 1nJ 必 ) 1N(CJ 獨 ) 1n() 1N(C 多 J 2 2、GPSGPS網特征條件的計算網特征條件的計算 觀測時斷數 ： 式中：n為網點數，m為每點設站數，N為接收機數， 總基線數： 必要基線數： 獨立基線數： 多余基線數： （8-6） （8-5） （8-4） （8-3） （8-2） 1)/2-N(NJ 3 3、GPSGPS網同步圖形構成及獨立邊的選擇網同步圖形構成及獨立邊的選擇 根據（8-3）式， 對于由N臺GPS接收機構成的同步圖

6、形中 一個時斷包含的GPS基線數為： （8-7） 但其中僅有N-1條是獨立的GPS邊，其余為非獨立邊。當接收 機數N=25時所構成的同步圖形見圖8-1 對應于圖8-1的獨立GPS邊可以有如圖8-2所示的不同選擇 當同步觀測的GPS接收機數N3時，同步閉合環的最少數應為： 2/ )2)(1() 1( 2/ ) 1( NNNJT NNJ一個時段總的基線數 N與J、T的關系見下表： 表8-4 N與J、T的關系表 （8-8） 1 1、GPSGPS網的圖形設計定義網的圖形設計定義 根據對所布設的GPS網的精度要求和其它方面的要求，設計出 獨立的GPS邊構成的多邊形網，稱為GPSGPS網的圖形設計網的圖形

7、設計。 2 2、GPSGPS網的圖形布設方式網的圖形布設方式 （1）點連式：相鄰同步圖形之間僅有一個公共點的連接。 （2）邊連式：同步圖形之間由一條公共基線連接。 （3）網連式：指相鄰同步圖形之間有兩個以上公共點相連接 （4）邊點混合連 接式 ：把點連式與 邊連式有機地結合 起來，組成GPS網的 方式。 （5）三角鎖連接：用 點連式或邊連式組成連續 發展的三角鎖同步圖形。 （6）導線網形連接 （7）星形布設 測區踏勘主要了解下列情況： 1、交通情況； 2、水系分布情況； 3、植被情況； 4、控制點分布情況； 5、居民點分布情況； 6、當地風俗民情。 8.2.28.2.2 資料收集資料收集 1、

8、各類圖件； 2、各類控制點成果； 3、測區有關的地質、氣象、交通、通訊等方面的資料； 4、城市及鄉、村行政區劃表。 設備、器材籌備及人員組織包括以下內容： 1、籌備儀器、計算機及配套設備； 2、籌備機動設備及通訊設備； 3、籌備施工器材，計劃油料，材料的消耗； 4、組建施工隊伍，擬定施工人員名單及崗位； 5、進行詳細的投資預算。 1、擬定觀測計劃的主要依據：、擬定觀測計劃的主要依據： （1）GPS網的規模大小； （2）點位精度要求； （3）GPS衛星星座幾何圖形強度； （4）參加作業的接收機數量； （5）交通、通訊及后勤保障。 2、觀測計劃的主要內容：、觀測計劃的主要內容： （1）編制GPS衛

9、星的可見性預報圖； （2）選擇衛星的幾何圖形強度； （3）選擇最佳觀測時斷； （4）觀測區域的設計與劃分； （5）編排作業調度表；作業調整度表見表8-6 （6）采用規定格式GPS測量外業觀測通知單（見表8-7）進行調度。 表8-6 GPS作業調度表 表8-7 GPS測量外業觀測通知單 GPS網與地面網的聯測，可根據測區地形變化和地面控制點 的分布而定，一般在GPS網中至少要重合觀測三個以上的地面控 制點作為約束點。 表8-8a 接收機的選用 表88b 接收機的選用 接收機全面檢驗的內容，包括一般性檢視、通電檢驗和實測檢驗。 （1）一般檢驗：主要檢查接收機設備各部件及其附件是否齊全、 完好，緊固

10、部分是否松動與脫落，使用手冊及資料是否齊全等。 （2）通電檢驗：接收機通電后有關信號燈、按鍵、顯示系統和儀 表的工作情況，以及自測試系統的工作情況，當自測正常后，按操作 步驟檢驗儀器的工作情況。 （3）實測檢驗：測試檢驗是GPS接收機檢驗的主要內容。其檢驗 方法有：用標準基線檢驗；已知坐標、邊長檢驗；零基線檢驗；相位 中心偏移量檢驗等。 用零基線檢驗接收機內部噪聲水平。 零基線測試方法如下： 選擇周圍高度角10以上無障礙物的地方安放天線。 連接電源，二臺GPS接收機同步接收四顆以上衛星11.5h。 交換功分器與接收機接口，再觀察一個時段。 用隨機軟件計算基線坐標增量和基線長度。基線誤差應少于

11、1mm。否則應送廠檢修或降低級別使用。 天線相位中心穩定性檢驗 該項檢驗可在標準基線、比較基線或GPS檢測場上進行。 檢測時可以將GPS接收機帶天線兩兩配對，置于基線的兩端點。 按上述方法在與該基線垂直的基線中（不具備此條件，可將一個接 收機天線固定指北，其它接收機天線繞軸順時針轉動90，180， 270）進行同樣觀察。 觀測結束，用隨機軟件解算各時段三維坐標。 GPS接收機不同測程精度指標的測試。 該項測試應在標準檢定場進行。檢定場應含有短邊和中長邊。基線 精度應達到1*105。 檢驗時天線應嚴格整平對中，對中誤差小于1mm。天線指向正北， 天線高量至1mm。測試結果與基線長度比較，應優于儀

12、器標稱精度。 儀器的高度低溫試驗。對于有特殊要求時需對GPS接收機進行高、 低溫測試。 對于雙頻GPS接收機應通過野外測試，檢查在美國執行SA技術時其 定位精度。 用于天線基座的光學對點器在作業中應經常檢驗，確保對中的準確 性，其檢校參照控制測量中光學對點器核校方法。 資料收集全后，編寫技術設計，主要編寫內容如下： 1、任務來源及工作量 包括GPS項目的來源、下達任務的項目、用途及意義；GPS 測量點的數量（包括新定點數、約束點數、水準點數、檢查點 數）；GPS點的精度指標及坐標、高程系統。 2、測區概況 測區隸屬的行政管轄；測區范圍的地理坐標，控制面積；測 區的交通狀況和人文地理；測區的地形

13、及氣候狀況；測區控制點 的分布及對控制點分析、利用和評價。 3、布網方案 GPS網點的圖形及基本連接方法；GPS網結構特征的測 算；點位布設圖的繪制。 4、選點與埋標 GPS點位的基本要求；點位標志的選用及埋設方法；點 位的編號等。 5、觀測 對觀測工作的基本要求；觀測綱要的制定；對數據采集 提出注意的問題 6、數據處理 數據處理的基本方法及使用的軟件；起算點坐標的決定 方法，閉合差檢驗及點位精度的評定指標。 7、完成任務的措施 要求措施具體，方法可靠，能在實際工作中貫徹執行。 831 選點選點 選點工作應遵守以下原則： 1.點位應設在易于安裝接收設備。視野開闊的較高點上。 2點位目標要顯著，

14、視場周圍15以上不應有障礙物，以減少GPS信 號被遮擋或障礙物吸收。 3點位應遠離在功率無線電發射源（如電視機、微波爐等）其距離 不少于200m；遠離高壓輸電線，其距離不得少于50m。以避免電磁場對 GPS信號的干擾。 4點位附近不應有在面積水域或不應有強烈干擾衛星信號接收的物 體，以減弱多路徑效應的影響。 5點位應選在交通方便，有利于其它觀測手段擴展與聯測的地方。 6地面基礎穩定，易于點的保存。 7選點人員應按技術設計進行踏勘，在實地按要求選定點位。 8網形應有利于同步觀測邊、點聯結。 9當所選點位需要進行水準聯測時，選點人員應實地踏勘水準路線， 提出有關建議。 10當利用舊點時，應對舊點的

15、穩定性、完好性，以及覘標是否安全 可用作一檢查，符合要求方可利用。 GPS網點一般應埋設具有中心標志的標石，以精確標志點位， 點的標石和標志必須穩定、堅固以利長久保存和利用。在基巖 露頭地區，也可以直接在基巖上嵌入金屬標志。 每個點標石埋設結束后，應按表8-9填寫點之記并提交以下 資料： 1點之記 2GPS網的選取點網圖； 3土地占用批準文件與測量標志委托保管書； 4選點與埋石工作技術總結。 表8-10a 各級GPS測量作業的基本技術要求 表8-10a 各級GPS測量作業的基本技術要求 （1）在正常點位，天線應架設在三腳架上，并安置在標志中心的上 方直接對中，天線基座上的圓水準氣泡必須整平。

16、（2）在特殊點位，當天線需要安置在三角點覘標的觀測臺或回光臺 上時應先將覘頂拆除，防止對GPS信號的遮擋。 （3）天線的定向標志應指向正北，并顧及當地磁偏角的影響，以減 弱相位中心偏差的影響。天線定向誤差依定位精度不同而異，一般不應 超過35 （4）刮風天氣安置天線時，應將天線進行三向固定，以防倒地碰壞。 雷雨天氣安置時，應該注意將其底盤接地，以防雷擊天線。 （5）架設天線不宜過低，一般應距地1m以上。天線架設好后，在圓 盤天線間隔120的三個方向分別量取天線高，三次測量結果之差不應超 過3mm，取其三次結果的平均值記入測量手薄中，天線高記錄取值 0.001m。 （6）測量氣象參數：在高精度G

17、PS測量中，要求測定氣象元素。每 時段氣象觀測應不少于3次（時段開始、中間、結束。）氣壓讀至 0.1mbar，氣溫讀至0.1C，對一般城市及工程測量只記錄天氣狀況。 （7）復查點名并記入測量手薄中，將天線電纜與儀器進行聯接，經 檢查無誤后，方能通電啟動儀器。 天線安置完成后，在離開天線適當位置的地面上安放GPS接 收機，接通接收機與電源、天線、控制器的聯接電纜，并經過預 熱和靜置，即可啟動接收機進行觀測。 在外業觀測工作中，儀器操作人員應注意以下事項： （1）當確認外接電源電纜及天線等各項連接完全無誤后， 方可接通電源，啟動接收機。 （2）開機后接收機有關指示顯示正常并通過自測后，方能 輸入有

18、關測站和時段控制信息。 （3）接收機在開始記錄數據后，應注意查看有關觀測衛星 數量、衛星號、相位測量殘差、實時定位結果及其變化、存儲 介質記錄等情況。 （4）一個時段觀測過程中，不允許進行以下操作：關閉又 重新啟動；進行自測試（發現故障除外）；改變衛星高度角； 改變天線位置；改變數據采樣間隔；按動關閉文件和刪除文件 等功能鍵。 （5）每一觀測時段中，氣象元素一般應在始、中、末各 觀測記錄一次，當時段較長時可適當增加觀測次數。 （6）在觀測過程中要特別注意供電情況，除在出測前認 真檢查電池容量是否充足外，作業中觀測人員不要遠離接收 機，聽到儀器的低電報警要及時予以處理，否則可能會造成 儀器內部數

19、據的破壞或丟失。對觀測時段較長的觀測工作， 建議盡量采用太陽能電池或汽車瓶進行供電。 （7）儀器高一定要按規定始、末各測一次，并及時輸入 及記入測量手薄之中。 （8）接收機在觀測過程中不要靠近接收機使用對講機； 雷雨季節架設天線要防止雷擊，雷雨過境時應關機停測，并 卸下天線。 （9）觀測站的全部預定作業項目，經檢查均已按規定完 成，且記錄與資料完整無誤后方可遷站。 （10）觀測過程中要隨時查看儀器內存或硬盤容量，每日 觀測結束后，應及時將數據轉存至計算機硬、軟盤上，確保 觀測數據不丟失。 （1）觀測記錄 觀測記錄由GPS接收機自動進行，均記錄在存儲介質（如硬 盤、硬卡或記憶卡等）上，其主要內容

20、有： 載波相位觀測值及相應的觀測歷元； 同一歷元的測碼偽距觀測值； GPS衛星星歷及衛星鐘差參數； 實時絕對定位結果； 測站控制信息及接收機工作狀態信息。 （2）測量手薄 測量手薄是在接收機啟動前及觀測過程中，由觀測者隨時 填寫的。其記錄格式在現行規范和規程中略有差別， 視具體工作內容選擇進行。為便于使用，這里列出規程中 城市與工程GPS網觀測記錄格式（見表8-11）供參考。 表8-11 GPS外業觀測手簿 工程GPS外業觀測手簿 1作業方式 采用兩臺（或兩臺以上） 接收設備，分別安置在一條或數條基線的 兩個端點，同步觀測4顆以上衛星，每時段 長45分鐘至2個小時或更多。作業布置如圖 8-10

21、所示。 2精度 基線的相對定位精度可達 5mm+1ppmD，D為基線長度（KM）。 3適用范圍 建立全球性或國家級大 地控制網，建立地殼運動監測網、建立長 距離檢校基線、進行島嶼與大陸聯測、鉆 井定位及精密工程控制網建立等。 4注意事項 所有已觀測基線應組成 一系列封閉圖形（如圖8-10），以利于外 業檢核，提高成果可靠度。并且可以通過 平差，有助于進一步提高定位精度。 1作業方法 在測區中部選擇一個基準站， 并安置一臺接收設備連續跟蹤所有可見衛星；另 一臺接收機依次到各點流動設站，每點觀測數分 鐘。作業布置如圖8-11所示。 2精度 流動站相對于基準站的基線中誤差 為5mm1ppmD。 3應

22、用范圍 控制網的建立及其加密、工程 測量、地籍測量、大批相距百米左右的點位定位 。 4注意事項 在測量時段內應確保有5顆以上 衛星可供觀測；流動點與基準點相距應不超過 20km；流動站上的接收機在轉移時，不必保持對 所測衛星連續跟蹤，可關閉電源以降低能耗。 5優缺點 優點：作業速度快、精度高、能耗低；缺點： 二臺接收機工作時，構不成閉合圖形（如圖8-11） ，可靠性差 1作業方法 在測區選擇一個基 準點，安置接收機工連續跟蹤所有可見 衛星；將另一臺流動接收機先置于1號 站（如圖8-12）觀測；在保持對所測衛 星連續跟蹤而不失鎖的情況下，將流動 接收機分別在2，3，4各點觀測數 秒鐘。 2精度

23、基線的中誤差約為12cm 3應用范圍 開闊地區的加密控制 測量、工程測量及碎部測量及線路測量 等。 4注意事項 應確保在觀測時斷上 有5顆以上衛星可供觀測；流動點與基 準點距離不超過20 km；觀測過程中流 動接收機不能失鎖，否則應在失鎖的流 動點上延長觀測時間12min。 1作業方法 建立一個基準 點安置接收機連續跟蹤所有可見衛 星；流動接收機依次到每點觀測 12min；1h后逆序返測各流動點 12min。設站布置如圖8-13所示。 2精度 相對于基準點的基 線中誤差為5mm+1ppm.D。 3應用范圍 控制測量及控 制網加密、取代導線測量及三角測 量、工程測量機地籍測量。 4注意事項 流動

24、點與基準 點距離不超過15 km；基準點上空 開闊，能正常跟蹤3顆及以上衛星 。 1作業方法 建立一個基準點安 置接收機連續跟蹤所有可見衛星；流 動接收機先在出發點上靜態觀測數分 鐘；然后流動接收機從出發點開始連 續運動；按指定的時間間隔自動運動 載體的實時位置。作業布置如圖8-14 所示 2精度 相對于基準點的瞬時點 位精度12cm。 3應用范圍 精密測定運動目標 的軌跡、測定道路的中心線、剖面測 量、航道測量等。 4注意事項 需同步觀測5顆衛星 ，其中至少4顆衛星要連續跟蹤；流動 點與基準點距離不超過20 km。 實時動態（Real Time Kinematic-RTK）測量技術，是以載波

25、 相位觀測量為根據的實時差分GPS（RTD GPS）測量技術，它是 GPS測量技術發展中的一個新突破。 2、實時動態測量的基本思想 實時動態測量的基本思想是：在基線上安置一臺GPS接收機， 對所有可見GPS衛星進行連續地測量，并將其觀測數據，通過無 線電傳輸設備，實時地發送給用戶觀測站。在用戶站上，GPS接 收機在接收GPS衛星信號的同時，通過無線電接收設備，接收基 準站傳輸的觀測數據，然后根據相對定位的原理，實時地計算并 顯示用戶站的三維坐標及其精度。 根據用戶的要求，目前實時動態測量采用的作業模式，主要有： （1）快速靜態測量 這種方法可應用于城市、礦山等區域性的控制測量，工程測量和 地籍

26、測量等。該法定位精度可達12cm。 （2）準動態測量 準動態實時測量模式，通常主要應用于地籍測量、碎部測量、路 線測量和工程放樣等。該法定位精度可達厘米級。 （3）動態測量 實時動態測量模式，主要應用于航空攝影測量和航空物探中采樣 點的實時定位，航空測量，道路中線測量，以及運動目標的精度導航 等。該法定位精度可達厘米級。 GPS網數據處理分基線解算和網平差兩個階段。各階段數據 處理軟件可采用隨機軟件或經正式鑒定的軟件，對于高精度的GPS 網成果處理也可選用國際著名的GAMIT/GLOBK、BERNESE、 GIPSY、GFZ等軟件。 數據傳輸； 數據分流； 統一數據文件格式； 衛星軌道的標準化

27、； 探測周跳、修復載波相位觀測值； 對觀測值進行必要改正。 基線向量的解算一般采用多站、多時段自動處理的方法進行， 具體處理中應注意以下幾個問題： 基線解算一般采用雙差相位觀測值，基線大于30Km，可采用 三差相位觀測值。 衛星廣播星歷坐標值，可作基線解的起算數據。 基線解算中所需的起算點坐標，應按以下優先順序采用： 國家GPS A、B級網控制點或其他高等級GPS網控制點的已有 WGS-84系坐標。 國家或城市較高等級控制點轉換到WGS-84系后的坐標系。 不少于觀測30min的單點定位結果的平差值提供的WGS-84系坐 標。 在采用多臺接收機同步觀測的一個同步時段中，可采用單基 線模式解算。

28、 同一級別的GPS網，根據基線長度不同，可采用不同的數據 處理模型。 對于所有同步觀測時間短于30min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。 數據剔除率應小于10%； 采用單基線處理模式時，對于采用同一種數學模型的基線解， 其同步時段眾人一的三遍同步環的坐標分量相對閉合差和全長相對 閉合差不得超過表8-12所列限差。 表8-12 同步坐標分量及環線全長相對閉合差限差（ppm） 對于重復觀測邊的任意兩個時段的成果互差，均應小于相 應等級規定精度的 22 倍。 3.同步觀測環檢核同步觀測環檢核 一般規定，三邊同步環中第三邊處理結果與前兩 邊的代數和之差應小于下列數值： )98( 5 3 )( 5 3 5 3 5 3 2 1 222 zyx zyx , 5 n )108( 5 3 )( 2 1 222 n zyx 而環閉合差： 對于四站以上的多邊同步環，所有的分量閉合差不應大于 各獨立環的坐標分量閉合差及全長相對閉合差應符合下式： )118( 32 2