1、D級GP塑制網技術方案 設計書一、課程設計的目的和任務.設計目的：本次課程設計的主要目的是通過本課程的學習并結合“ GPS技術完成一 項“GPS D級網的技術設計，為下一步大比例尺數字測圖提供基礎控制。能用所學的理 論知識來解決設計中所遇到的實際問題，做到理論與實際相結合。.任務概述：本次GPS控制測量任務和作業內容是在遼陽市境內吉洞峪，對吉洞峪地 區進行村莊的地籍測量。則需要在吉洞峪的測區范圍內建立 D級GPS網。二、測區概況.測區自然地理概況吉洞峪在遼陽市最南端，介于北緯40 o 40至40 o 50,東經123 o 00至123 o 15之間。東與河欄鎮，南與岫巖縣三家鎮、牧牛鎮，西與海

2、城市接文鎮馬風鎮，北與 隆昌鎮、八會鎮接壤。鄉政府駐地吉洞峪村距縣政府（直線距離）45公里。鄉域境內山地占總面積的80%屬長白山系千山山脈。該地區地勢陡峭，山脈較多，北部和西南部比 較平坦。民族種類境內居民主要有滿族、漢族，另有少量蒙古族、回族等。其中滿族人口占大多數。已有資料情況1）本工程收集到國家二等點 A1、A2、A3 A4 A5點作為本工程平面控制起算點。2）根據設計提供的1: 5萬地形圖，1: 5萬地形圖之地物、地貌逼真，取舍恰當，為本 次測量工作之交通、選埋、控制點聯測及測圖分幅等工作提供了方便。（所根據的是中國人民解放軍總參謀部測繪局1977年9月航攝地形圖）測區的范圍：1)測區

3、的位置：測區的地理坐標為北緯40 o 40至40 o 50,東經123 o 00至123 o 15之間2) 測區的面積：施測范圍呈規則矩形，范圍面積約18*21=378平方千米三、設計的依據(1) CH 2001-92全球定位系統(GPS測量規范GB-T2009(2) CH 1003-95測繪產品質量評定標準(3) 工程測量規范(GB 50026-2007)(4) 三、四等水準測量規范(GB 12898-91)國家技術監督局頒布(5) 測繪技術總結編寫規定 GB CH 1001-91(6) 城鎮地籍調查規程()國土局制定，以下簡稱規程(7) 吉洞峪地籍調查協議書參考技術標準(8) 96地形圖圖

4、式(9) 地勘測繪規范地礦部1985年(10) 1: 500、1: 1000、1: 2000地形圖圖式(11) 本工程技術課程設計指導書四、主要的技術指標根據中華人民共和國測繪行業標準 全球定位系統測量規范 GB-T2009和遼陽市吉洞峪 地形的具體情況，確定該測區可建立 D級GPS網, GPS網中相鄰點之間的距離滿足下表 要求：測量(1)根據規程規范，D級GPS網的精度要求如下表：項目平均邊長(km固定誤差a(mm)比例誤差 b(mm)最弱邊相對中誤差技術要510三10三101/45000求各等級GPSf鄰點間弦長精度S = . a?（b* d）2式中：S GPS基線向量的弦長中誤差（mr）

5、亦即等效距離誤差。aGPS接收機標稱精度中的固定誤差（mr）。bGPS接收機標稱精度中的比例誤差系數（ppm）。dGPS網中相鄰點間的距離（km）。（2） GPS點的密度標準、級別項目相鄰點最小距離相鄰點最大距離相鄰點平均距離D2155-10四等GPS相對定位測量的主要技術規定表1平均邊長D/kmGPS接收機性能測量量接受機標稱精度優于/mm同步觀測接收數量2雙頻（或單頻）載波相位10+3X 10-6 2四等GPS相對定位測量的主要技術規定表 2同時觀測有效衛星數4衛星截止高度角15有效觀測衛星總數4觀測時間段觀測時段長度/min 10數據米樣間隔515時段中任一衛星有效觀測時間/min3點位

6、幾何圖形強度因子/PDOP8表3同步環閉合環或附合路線的邊數(條)最弱邊相對中誤差坐標分量相對閉合差環線全長相對閉合差 101/45000表4地籍控制測量二級測距導線的主要技術規定平均邊附合導各邊測測角中導線全測回數方位角長(km)線長度(km)距中誤差(mm)差()長相對閉合差DJ2DJ6閉合差()1/1000013表5地籍圖根控制測量導線的主要技術規定級別導線長度(km)平均邊長(m)測回數測回差()方位角導線全坐標閉閉合差()長相對閉合差合差()一級12012181/5000二級7011/3000水平角觀測使用科利達KTS- 4 0 0型全站儀，采用方向觀測法，其技術要求見表 4和表6表

7、6方向觀測法的各項限差項目使用儀器：南方NGS-352同一方向各測回互差9 ”一測回各方向值2C互差13水平距離的觀測水平距離的觀測用全站儀來完成，采用單程測量，測回數為1測回。一、二級導線的主要技術要求見下列各表: 表7測距儀測距的各項限差項目使用儀器：科利達KTS-400全站儀同一測回讀數間互差（MM ）5MM導線網對外業觀測成果和起算數據均進行 100%的自檢和作業組間的互檢后。平差用南方平差 易-2000軟件在微機上進行，計算前用已有的計算實例進行可靠性檢查，然后進行平 差計算，并評定每個導線點的點位中誤差及點間中誤差。一、二、三級導線最弱點點位 中誤差分別小于，。五、坐標系統的選擇G

8、PS基線向量為 WGS-84坐標系。GPS網平面平差成果為1954北京坐標系坐標并轉換為 本測區相應的獨立坐標系坐標。高程系統采用1956年黃海高程系統。時間系統采用 北京時間系統。六、設計方案布網的原則在實際布網設計時遵循以下幾個原則：I GPS網一般應采用獨立觀測邊構成閉合圖形，如三角形、多邊形或附合線路，以增加 檢核條件，提高網的可靠性。n gps網作為測量控制網，其相鄰點間基線向量的精度，應分布均勻。川GPS網點應盡量與原有地面控制點相結合。 重合點一般不少于3個（不足時應聯測）， 且在網中分布均勻，以可靠地確定 GPS網與地面之間的轉換參數。IV GPS網點應考慮與水準點重合，而非重

9、合點，一般應根據要求以水準測量（或相當精 度的測量方法）進行聯測，或在網中布設一定密度的水準聯測點。V為了便于GPS的測量觀測和水準聯測，減少多路徑影響，GPS網點一般應設在視野開 闊和交通便利的地方。W為了便于用經典方法聯測或擴展，可在 GPS網點附近布設一通視良好的方位點以建 立聯測方向，方向點與觀測站距離一般應大于 300 米。網型網型方案設計GPS網的圖形布設通常有點連式、邊連式、網連式及邊點混合連接、三角鎖連接、導線 網連接、星形連接等幾種基本方式。本次主要采用邊連接式，每次用四臺接收機，組成 GPS網，能保證網的幾何強度，提高網的可靠指標。. 圖上展繪已知點（或圖上查找已知點）通過

10、在1:5萬的吉洞峪地形圖上查找，找到國家二等水準點 A1、A2、A3 A4 A5,以及 國家三等水準點B1,并通過已知控制點向測區的村莊布設低等級的控制點 C1至C7。并 在圖上進行展繪成圖。按點位要求與測區情況在圖上選點布網1）在選點布網前：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。然后應對上述資料 分析研究，必要時進行實地勘察。2）進行圖上設計：在設計圖上應標出新設計的 GPS點的點位、點名、點號和級別。3）GPS網的布設應視其目的、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

11、作業效率綜合考慮，按照優化設計原則進行。我測區接 收機的數量為4臺套，根據m=CN/n其中C=7, N=4, n=16,得到重復設站數為 ，故符 合。4）經濟方面：考慮該項目投入的資金和具體支出，并且充分利用制高點和高建筑物等 有利地形，充分利用舊點，以便節省造標埋石的費用。5）物力方面：選點時應考慮在村莊或者人口較多的地區，這樣有利于基準站的架設,考慮到儀器的搬運問題和測區距員工的休息的遠近。6）人力方面：選點時應在村落周圍或者附近，避免山區和偏遠的地方，有利于基準站 架設和節省人力和時間。具體的布網圖形如下：（cass繪圖）以及手機照射成圖具體點見名稱及高程信息見上圖設重復設站數m=GPS

12、空制點數:16接收機臺數:4由以上數據計算觀測時段數=（16*）/4=7由圖可知，觀測時段數=7所以符合要求.判斷和檢查點間的通視（主要點間）布設點的時候應該判斷所布設的點是否通視，別記錄下不通視的邊數。影響通視的因素 主要是球氣差的影響。通過對圖紙分析和實地考察，以下三組存在通視問題。A1 （大頂山）與C6 （花紅峪）A2 （杉光山）與C4 （后腰嶺）A5 （彎嶺溝）與C9 （平杏溝）但大頂山位于至高點，花紅峪位于村落地帶，故通視良好。而彎嶺溝和平杏溝都是村落 地帶，故通視也良好，杉光山地勢高，后腰嶺位于村落地帶，地勢較低，故也通視。. 外業選點埋石選點由于GPS測量觀測站之間不一定要求相互

13、通視，而且網的圖形結構也比較靈活，所以選點 工作比常規控制測量的選點要簡便。 但由于點位的選擇對于保證觀測工作的順利進行和 保證測量結果的可靠性有著重要的意義 , 所以選點工作還應遵守以下原則 :I應設在易于安裝接受設備、視野開闊的較高點上。n目標要顯著,視場周圍15以上不應有障礙物,以減小GPS信號被遮擋或被障礙物吸 收。川應遠離大功率無線電發射源（如電臺、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50。以避免電磁場對GPS信號的干擾； IV附近不應有大面積水域或不應有強烈干擾衛星信號接受的物體 ，以減弱多路徑效應 的影響。V應選在交通方便，有

14、利于其他觀測手段擴展與聯測的地方。弋 基礎穩定,易于點的保存。VD人員應按技術設計進行踏勘；在實地按要求選定點位。當利用舊點時，應對舊點的穩 定性、完好性 , 以及覘標是否安全、可用性進行檢查 , 符合要求方可利用。Vffl點之記：在埋石工作完成后按照統一格式繪制和整理點之記，采用標準A4紙張打印輸出，確保點之記內容完整、格式統一、整齊美觀。點之記中的交通路線圖、交通情 況、點位略圖及點位說明要盡可能多地增加找點信息，以便查找點位，并力求簡單，語 言精練。位于測圖范圍內的 D 級 GPS 點無需繪制點之記標志埋設 （1）埋石點的埋設規格見下圖： （單位：厘米）/ U3口ZDD G PS點理們岡

15、20d級a p h點厲Oh上甲右性IGPS點應埋設具有中心標志的標石，以精確確定點位,點的標石和標志必須穩定、堅固長久保存和利用注：控制點中心標志要求：GPS點中心標志均為：5cmK cm的不銹鋼頂蓋，中間焊接10cm長的實心不銹鋼螺絲，底部有螺絲帽。不銹鋼頂蓋中間有球面隆起，并 刻有“ + ”字，不銹鋼標志面上部刻有“市局”，下部刻有“ GPS控制點”字樣。（2）GPS 點的埋設要求：在水泥路面上埋設時，用切割機切割成20cmx20cm的正方形邊框， 邊槽深cm，寬cm，中心用沖擊鉆鉆孔，埋入標志，并用混凝土固緊，標石面與地面 高度保持一致。 在瀝青路面上埋設時，先將瀝青面鑿成20cmx 2

16、0cm的正方形，深度以鑿到路基碎石為準，清去雜土，灌入混凝土并埋入標志，標石面與地面高度保持一 致。在巖石面上可采用澆灌巖標辦法，標石規格為20cmx 30cmx 15cm的混凝土標石，標石面與巖石表面高度保持一致。 在房頂表面澆灌房標時，標石規格為20cmx 30cmx 15cm的混凝土標石，澆筑前應將與屋頂的接觸面打毛，再打入3-4顆水泥釘并清洗干凈，使標石底面與房頂接觸牢固，房標禁止澆灌在隔熱層上；在土質地面埋設標石時，標石規格為 20cmx 40cmx 40cm的混凝土標石（可以是預制的混凝土 標石，也可以現場澆注）。標石面高出地面12cm便于找點和利用。 控制點埋設 時，不銹鋼標志面

17、與標石面高度保持一致，以利于水準聯測時標尺的自由轉動。（3）每個點位標石埋設結束后提交以下資料：a. 點的記錄。b. GPS網的選點網圖。c. 土地占用批準文件與測量標志委托保管書d. 選點與埋石工作技術總結。六、儀器設備的選擇主要設備：5臺南方中海達V300型接收機(標稱精度為土(5mm+1x 10-6D)以及科利達KTS-400全站儀若干臺，儀器標稱精度 土 (3mm 2Dppm)，檢測精度 土， 測角精度為M?2”七、外野實測方案設計GPS外業工作的原則GPS外業工作一方面，要有較多的多余觀測，以提高觀測成果的精度和可靠性，另一方 面，還要考慮各待測點的點位精度的均勻性和各觀測時段的獨立

18、性。具體要求如下： GPS網中各待測點的設站次數應相同； 優先測量點間距離較近的點，同時沿最短距離欠站； 應該聯測相距較遠的高等級已知點； GPS網中各待測點每次重復設站都使用不同的接受機。安置天線要求1) 用三腳架安置天線時，其對中誤差不應大于 3 mm； B級不應在高標上安置天線；2) 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 ；3) 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；4) B級及以上各級 GPS測量，其定向標志線應指

19、向正北，估計當地磁偏角修正后，其定向誤差應不大于土 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.5) 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伽。對儀器設備的要求用于GPS控制網觀測的GPS接收機必須是符合GPS規范要求的雙頻機，其標稱精度應 優于 5mn 1 x 10-6。 為便于觀測、提高精度和可靠性，采用 1517臺Trimbie5700GPS接收機參加作業， 使全網一次同步完成（包括聯測的大地控制點） 。 GPS天線的相對中心穩定。參加作業的 GPS接收機，均采用chok

20、e ring 天線。 對新購置的GPS接收機，應按GPS規范要求進行全面的檢驗，各項指標均符合要求后方可使用。凡經過檢修或更換主要插件的接收機，以及受強烈撞擊或更新天線與接收機 匹配關系的接收機，均應同新購置接收機一樣做全面檢查。對原有的GPS接收機也應有當年的檢驗資料。 天線及基座上的圓氣泡及長氣泡、 光學對中器，天線高量尺， 在作業前也應進行檢校。 接收機的檢驗觀測方法GPS 觀測方法外業數據采集使用4臺中海達V300GPS接收機（標稱精度為土（5mm+1x 10-6D）進 行。外業觀測依據全球定位系統GPS測量規程中有關D級的作業要求采用靜態邊 連式的觀測方案，每測段同步觀測視不同邊長一

21、般為 60150min，接收機的其他參 數設置為：衛星截止高度角為 15 ；數據采樣率為 15S ；衛星圖形強度因子 PDOP v ;同步接收衛星的個數不少于 5顆。接收機的對準用光學對準器對準；天線高度 用鋼尺在不同方向上量測二次，其差值不超過 4mm時，最后求平均值。b. 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、控制器的連接電纜，即可啟動接收機進行觀測。c. 接收機鎖定衛星并開始記錄數據后， 觀測員可按照儀器隨機提供的操作手冊進行輸入 和查詢操作。d. 觀測期間不得在天線附近50m范圍內使用電臺，不得在10m范圍內使用對講機或手機。f. 每點

22、觀測數據，除存儲在計算機硬盤外，必須在軟盤或光盤上備份。g. 在整個GPS控制網范圍內，選2個國家大地控制點，與GPS空制網點同步聯測，以便 將GPS控制網點的坐標轉換成1954年北京坐標系和1980年西安坐標系。h. 其余有關規定參照GPS規范執行地籍勘丈地籍勘丈的方法：地籍堪丈采用解析法，基本地籍圖比例尺為 1 : 500宗地圖編號按權屬調查表上的編號進行編號地籍圖的規格及分幅 選用 獨立編號，最后封閉到1號點。在街坊范圍內和街坊外圍界址點均不統一。街 坊周圍界址點的編號按界址點所在的地號和所在宗地的點號來表示。地籍勘丈的基本精度類別界址點臨近圖界址點間距允界址點與臨近適用范圍(1)界址點

23、精度及適用范圍見表根點位誤許誤差地物點關系距離允許誤差中誤差允許誤 5 10 15 10cm 15cm 10cm 15cm村莊外圍界址點及主要街道明顯界址點村莊內部隱蔽的界址點(2)地籍成圖方法用南方軟件編輯成圖。界址點的施測方法村莊外圍及主要巷道的界址點用解析法測量。用科利達KTS-400全站儀直接進行數據采 集(坐標格式)，測量時加氣象改正。對于墻上界址點，當棱鏡中心不能直接立于界 址點上時，應通過改變棱鏡常數的設置來測得正確的坐標值。村莊內部的界址點用圖解 法測繪。界址點邊長的檢核：用解析法求出的界址點邊長與宗地草圖上相對應的邊長進行比較，如兩邊長交差大于 1015厘米時，應檢查改正；用

24、圖解法求得地籍圖上界址邊長與宗地草圖相對應的 邊長比較不得大于30厘米。地籍圖的表示原則：(1) 只測定地籍要素以及相關的地物要素的平面位置，不測注高程點。(2) 本次地籍測量的臨時性或違章的建(構)筑物按甲方要求表示。(3) 為減輕圖面負載，圍墻只表示較大宗地界址線上的圍墻，內部的不表示。(4) 界址點按 的圓圈表示，相鄰兩個界址點間距小于 1mm時，地籍圖上其中一個界 址點可以不繪圓圈。(5) 對由于建筑結構或造型等其它原因引起的凹凸不平小于30c m時，地籍圖上可以進 行綜合取舍。(6) 街區內各種管線均不表示(7) 建筑物均不注記結構和層數。宗地圖宗地圖由ARCGIS 軟件自動生成面積

25、量算與匯總統計面積分類統計由 ARCGIS 軟件自動匯總。提交成果按遼陽市管理局與此次工程負責部簽訂的協議書要求執行數據的記錄GPS外業觀測手薄點號點名圖幅編號觀測員日期段號觀測日期接收機名稱及編號天線類型機器編號儲存介質編號數據文件名近似緯度。 N近似經度/ e近似高程m米樣間隔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跟蹤衛星信號（PRN及信噪比緯度0f經度0/ff大地高m天氣狀況記錄八、數據處理的方法與要求.外業觀測數據處理D級GPS控制網的野外數據處理宜利用 GPS接收機的隨機軟件，按原碼

26、采用雙差相位 觀測值進行基線解算，采用雙差固定解作為最終結果。外業觀測采集的數據通過隨機軟件輸入計算機內，應轉成RINEX格式進行備份外業觀測數據質量檢核 重復基線邊較差的檢驗同一條GPS基線邊若觀測了多個時段，可得多次基線邊的觀測結果，同一條基線邊任意 兩個時段結果的互差不宜超過下式的規定： 同步環各坐標分量閉合差的檢驗采用單基線處理模式，對于采用同一種數學模型獲得的基線解，由其同步時段若干基線 組成的同步多邊形環的坐標分量相對閉合差和全長閉合差應滿足：Wx=.3Wz5式中n為多邊形的邊數，c為GPS網相應級別規定的觀測精度。 異步環各坐標分量閉合差的檢驗由若干條獨立基線邊構成的異步閉合環，

27、其閉合差應符合下式規定:Wx=3.n SWy=3 . n SWz=3 n S式中n為多邊形的邊數，c為GPS網相應級別規定的觀測精度。異步環多邊形閉合差的大小，是基線向量質量檢核的主要指標。如果閉合差超限，應及時分析原因，對其中部分成果進行重測。基線處理采用標準參數解算，采用其它技術參數解算的基線以文本文件說明。 相鄰點間基線長度精度用下式表示：a = + J/ +式中：（T 標準差（基線向量的弦長中誤差 mm）, a 固定誤差10mm, b 比例誤 差系數20ppm，d 相鄰點間距離（km）數據處理和平差計算在基線向量檢驗符合要求后，按照全球定位系統測量規程GB-T200的要求，進行GPS網

28、的無約束平差和約束平差。平差計算宜采用中海達公司的 HDS2003隨機軟件進行。數據處理數據預處理為了獲得GPS觀測基線向量并對觀測成果進行質量檢核，首先要進行GPS數據的預處理， 根據預處理結果對觀測數據的質量進行分析并做出評價，以確保觀測成果和定位結果的預期精度。GPS網數據處理分基線向量解算和網平差兩個階段。各階段數據處理軟件均 采用隨機所帶軟件。處理的主要內容有：GPS衛星軌道方程的標準化、時鐘多項式的擬 合和標準化。基線解算基線數據按同步時段為單位進行，按多基線解時，每個時段需提供一組獨立基線向量及 其完全的方差一一協方差陣；按單基線解時，須提供每條基線分量及其方差一一協方差 陣。可以采用不同的數據處理模型。無