第6章 GNSS控制網(wǎng)技術(shù)設(shè)計《GNSS測量技術(shù)》教學(xué)課件

《GNSS測量技術(shù)》?精品課件合集6.1GNSS控制網(wǎng)作業(yè)流程6.2專業(yè)術(shù)語6.3技術(shù)設(shè)計的依據(jù)6.4GNSS控制網(wǎng)的級別和用途6.5GNSS控制網(wǎng)的布網(wǎng)原則6.6GNSS控制網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計6.7GNSS網(wǎng)的網(wǎng)特征條件6.8GNSS控制網(wǎng)的圖形設(shè)計及原則6.9GNSS控制網(wǎng)技術(shù)設(shè)計書的編寫第6章GNSS控制網(wǎng)技術(shù)設(shè)計GNSS控制網(wǎng)測量又稱為GNSS經(jīng)典靜態(tài)相對定位測量（以下簡稱“GNSS靜態(tài)”），即通過在多個測站上進(jìn)行若干時段同步觀測，確定測站之間相對位置。在多個觀測站同步觀測相同衛(wèi)星的情況下，衛(wèi)星軌道誤差、衛(wèi)星鐘差、接收機(jī)鐘差、電離層延遲誤差和對流層延遲等誤差對觀測量的影響具有一定的相關(guān)性，GNSS靜態(tài)可有效地消除或削弱上述誤差的影響，從而可獲得高精度的定位結(jié)果。GNSS靜態(tài)是目前GNSS定位中精度最高的一種方法，廣泛應(yīng)用于大地測量、精密工程測量、地球動力學(xué)研究等領(lǐng)域。第6章GNSS控制網(wǎng)技術(shù)設(shè)計GNSS靜態(tài)測量工作與傳統(tǒng)的常規(guī)測量類似，其實施過程可劃分為三個階段：第一階段為項目準(zhǔn)備，主要工作為測量方案設(shè)計；第二階段為項目生產(chǎn)，包括野外觀測數(shù)據(jù)采集和內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理兩部分；第三階段為項目驗收，包括資料整理歸檔和成果質(zhì)檢與項目驗收。其中外業(yè)觀測主要包括選擇站址(選點)、建立觀測標(biāo)志（埋石）和野外觀測作業(yè)及質(zhì)量檢核等，內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理主要包括觀測數(shù)據(jù)處理、成果質(zhì)量檢核和技術(shù)總結(jié)等。詳見圖6-1。6.1GNSS控制網(wǎng)作業(yè)流程圖6-1GNSS靜態(tài)測量流程GNSS靜態(tài)相對定位技術(shù)復(fù)雜、要求嚴(yán)格、耗費較大，對其項目實施的全過程均需要精心設(shè)計、嚴(yán)密組織、認(rèn)真落實，以避免造成人力、經(jīng)費等資源的浪費。技術(shù)設(shè)計是依據(jù)GNSS網(wǎng)的用途及用戶的要求，按照國家及行業(yè)主管部門頒布的GNSS測量規(guī)范(規(guī)程)，對精度、密度、基準(zhǔn)及作業(yè)要求（如觀測的時段數(shù)，每個觀測時段的長度、采樣間隔、截止高度角、接收機(jī)的類型及數(shù)量、數(shù)據(jù)處理的方案）等作出的具體規(guī)定和要求。技術(shù)設(shè)計是建立GNSS網(wǎng)的首要工作，它提供了建立GNSS網(wǎng)的技術(shù)準(zhǔn)則，是項目實施過程中以及成果檢查驗收時的技術(shù)依據(jù)，編制技術(shù)設(shè)計書是GNSS靜態(tài)定位中重要的基礎(chǔ)工作。6.1GNSS控制網(wǎng)作業(yè)流程為了理解和敘述方便，這里先對GNSS測量中的一些專用術(shù)語加以介紹。(1)觀測時段Observationsession：測站上開始接收衛(wèi)星信號到停止接收，連續(xù)觀測的時間間隔稱為觀測時段，簡稱時段。(2)同步觀測Simultaneousobservation：同步觀測是指使用兩臺或兩臺以上的GNSS接收機(jī)，同時在相同的時間段內(nèi)連續(xù)跟蹤接收相同的衛(wèi)星組的信號。(3)同步觀測環(huán)Simultaneousobservationloop：三臺或三臺以上接收機(jī)同步觀測所獲得的基線向量構(gòu)成的閉合環(huán)。(4)異步觀測環(huán)Independentobservationloop：在GNSS測量中，由數(shù)條獨立邊構(gòu)成的閉合多邊形。(5)數(shù)據(jù)剔除率Percentageofdatarejection：同一時段中，刪除的觀測值個數(shù)與獲取的觀測值總數(shù)的比值。6.2專用術(shù)語(6)GNSS靜態(tài)定位StaticGNSSpositioning：通過在多個測站上進(jìn)行同步觀測，確定測站之間相對位置的GNSS定位測量。(7)衛(wèi)星定位連續(xù)運行基準(zhǔn)站Continuouslyoperatingreferencestation，CORS：由衛(wèi)星定位系統(tǒng)接收機(jī)(含天線)、計算機(jī)、氣象設(shè)備、通訊設(shè)備及電源設(shè)備、觀測墩等構(gòu)成的觀測系統(tǒng)。它長期連續(xù)跟蹤觀測衛(wèi)星信號，通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)定時、實時或按數(shù)據(jù)中心的要求將觀測數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心。它可獨立或組網(wǎng)提供實時、快速或事后的數(shù)據(jù)服務(wù)。(8)單基線解Singlebaselinesolution：在多臺GNSS接收機(jī)同步觀測中，每次選取兩臺接收機(jī)的GNSS觀測數(shù)據(jù)解算相應(yīng)的基線向量。(9)多基線解Multi-baselinesolution：從m(m≥3)臺GNSS接收機(jī)同步觀測值中，由m-1條獨立基線構(gòu)成觀測方程，統(tǒng)一解算出m-1條基線向量。多基線解顧及了同步觀測基線間的誤差相關(guān)特性，它在理論上是嚴(yán)密的。6.2專用術(shù)語（10）國際導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)服務(wù)InternationalGNSSservice，IGS：提供全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)，包括GPS、GLONASS、GALILEO等衛(wèi)星星歷，衛(wèi)星鐘差以及相應(yīng)衛(wèi)星系統(tǒng)的地面基準(zhǔn)站坐標(biāo)等方面信息的國際組織。（11）天線高Antennaheight：觀測時接收機(jī)天線相位中心至測站中心標(biāo)志面的高度。（12）參考站ReferenceStation：在一定的觀測時間內(nèi)，一臺或幾臺接收機(jī)分別固定一個或幾個測站上，一直保持跟蹤觀測衛(wèi)星，其余接收機(jī)在這些測站的一定范圍內(nèi)流動設(shè)站作業(yè)，這些固定站就稱為參考站。（13）流動站Mobilestation：在參考站一定范圍內(nèi)流動設(shè)站作業(yè)的接收機(jī)所設(shè)測站。（14）GNSS快速靜態(tài)定位測量GNSSFaststaticpositioningmeasurement：利用快速整周模糊解算法原理所進(jìn)行的GNSS靜態(tài)定位測量。（15）永久性跟蹤站Permanenttrackingstation：長期連續(xù)跟蹤接收衛(wèi)星信號的永久性地面觀測站。在測量方案的準(zhǔn)備階段，應(yīng)根據(jù)測量任務(wù)書/測量合同書、現(xiàn)行的測量規(guī)范和測區(qū)已有的資料進(jìn)行技術(shù)設(shè)計。1.測量任務(wù)書/測量合同書是成果驗收的重要參考文件，測量單位必須根據(jù)這些測量文件所規(guī)定的工作要求和精度指標(biāo)進(jìn)行施工測量。2.GNSS控制網(wǎng)測量相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)測量規(guī)范是國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局或有關(guān)行業(yè)主管部門制定的測量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，是測量工作必須遵守的指令性法規(guī)。3.測區(qū)已有的資料測區(qū)已有資料是指測區(qū)內(nèi)及其測區(qū)周圍地區(qū)的現(xiàn)有的測繪成果資料，包括高等級控制點、測區(qū)的地形圖、測區(qū)交通路線圖和測區(qū)遙感影像圖等，其中上述圖件資料主要用于布網(wǎng)工作。6.3技術(shù)設(shè)計的依據(jù)GNSS控制網(wǎng)的用途主要取決于服務(wù)對象的具體行業(yè)。在實踐中，不同項目應(yīng)根據(jù)工程實際選擇相應(yīng)技術(shù)規(guī)范。如服務(wù)行業(yè)有行業(yè)規(guī)范，通常選擇行業(yè)規(guī)范，否則，可選用國家規(guī)范。下面以《全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范》（GB/T18314-2009）和《工程測量標(biāo)準(zhǔn)》（GB50026-2020）為例介紹控制網(wǎng)級別和用途。不同規(guī)范因其用途不同，控制網(wǎng)級別的劃分也不相同。6.4.1GNSS控制網(wǎng)的級別1.《全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范》（GB/T18314-2009）根據(jù)控制網(wǎng)實際用途和測量精度共分為A、B、C、D和E等5個級別。A級網(wǎng)由衛(wèi)星定位連續(xù)運行基站構(gòu)成，其精度應(yīng)不低于表6-1的要求，B、C、D和E級的精度應(yīng)不低于表6-2的要求。6.4GNSS控制網(wǎng)的級別和用途級別坐標(biāo)年變化率中誤差相對精度地心坐標(biāo)各分量年平均中誤差/（mm/a）水平分量/(mm/a)垂直分量/(mm/a)A231×10-80.5表

6-1A級GNSS網(wǎng)精度要求等級相鄰點基線分量中誤差相鄰點間平均距離/km水平分量/(mm)垂直分量/(mm)B51050C102020D20405E20403表6-2B、C、D和E級GNSS網(wǎng)精度要求用于建立國家二等大地控制網(wǎng)和三、四等大地控制網(wǎng)的GNSS測量，在滿足表6-2規(guī)定的B、C和D級精度要求的基礎(chǔ)上，其相對精度應(yīng)分別不低于1×10-7、1×10-6和1×10-5。6.4GNSS控制網(wǎng)的級別和用途2.《工程測量標(biāo)準(zhǔn)》（GB50026-2020）工程測量標(biāo)準(zhǔn)適應(yīng)于工程建設(shè)領(lǐng)域通用性測量工作，平面控制網(wǎng)可按精度劃分為等與級兩種規(guī)格，由高向低依次宜為二、三、四等和一、二級。工程用平面控制網(wǎng)，可采用衛(wèi)星定位測量的方法建立。衛(wèi)星定位測量可用于二、三、四等和一、二級控制網(wǎng)的建立，各等級的主要技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合表6-3的規(guī)定。等級基線平均長度(km)固定誤差a(mm)比例誤差系數(shù)b(mm/km)約束點間的邊長相對中誤差約束平差后最弱邊相對中誤差二等9≤10≤2≤1/250000≤120000三等4.5≤10≤5≤1/150000≤70000四等2≤10≤10≤1/40000≤40000一級1≤10≤20≤1/20000≤20000二級0.5≤10≤401/20000≤10000表6-3各等級衛(wèi)星定位測量控制網(wǎng)的主要技術(shù)指標(biāo)6.4.2GNSS控制網(wǎng)的用途（1）用于建立國家一等大地控制網(wǎng)，進(jìn)行全球性的地球動力學(xué)研究、地殼形變測量和精密定軌等，應(yīng)滿足A級GNSS測量的精度要求。（2）用于建立國家二等大地控制網(wǎng)，建立地方或城市坐標(biāo)基準(zhǔn)框架、區(qū)域性的地球動力學(xué)研究、地殼形變測量、局部形變監(jiān)測和各種精密工程測量等的GNSS測量，應(yīng)滿足B級GNSS測量的精度要求。（3）用于建立三等大地控制網(wǎng)，以及建立區(qū)域、城市及工程測量的基本控制網(wǎng)等的GNSS測量，應(yīng)滿足C級GNSS測量的精度要求。（4）用于建立四等大地控制網(wǎng)的GNSS測量應(yīng)滿足D級GNSS測量的精度要求。（5）用于中小城市、城鎮(zhèn)以及測圖、地籍、土地信息、房產(chǎn)、物探、勘測、建筑施工等的控制測量等的GNSS測量，應(yīng)滿足D、E級GNSS測量的精度要求。6.4GNSS控制網(wǎng)的級別和用途6.5.1基本原則（1）各級GNSS網(wǎng)一般逐級布設(shè)，在保證精度、密度等技術(shù)要求時可跨級布設(shè)。（2）各級GNSS網(wǎng)的布設(shè)應(yīng)根據(jù)其布設(shè)目的、精度要求、衛(wèi)星狀況、接收機(jī)類型和數(shù)量、測區(qū)已有的資料、測區(qū)地形和交通狀況以及作業(yè)效率等因素綜合考慮，按照優(yōu)化設(shè)計原則進(jìn)行。（3）各級GNSS網(wǎng)最簡異步觀測環(huán)或附合路線的邊數(shù)應(yīng)不大于表6-4的規(guī)定。級別BCDE閉合環(huán)或附合路線的邊數(shù)／條66810表6-4最簡異步觀測環(huán)或附合路線的邊數(shù)6.5GNSS控制網(wǎng)的布網(wǎng)原則（4）各級GNSS網(wǎng)點位應(yīng)均勻分布，相鄰點間距離最大不宜超過該網(wǎng)平均點間距的2倍。（5）新布設(shè)的GNSS網(wǎng)應(yīng)與附近已有的國家高等級GNSS點進(jìn)行聯(lián)測，聯(lián)測點數(shù)不應(yīng)少于3個。（6）為求定GNSS點在某一參考坐標(biāo)系中坐標(biāo)，應(yīng)與該參考坐標(biāo)系中的原有控制點聯(lián)測，聯(lián)測的總點數(shù)不應(yīng)少于3個。在需用常規(guī)測量方法加密控制網(wǎng)的地區(qū)，D、E級網(wǎng)點應(yīng)有1～2方向通視。（7）A、B級網(wǎng)應(yīng)逐點聯(lián)測高程，C級網(wǎng)應(yīng)根據(jù)區(qū)域似大地水準(zhǔn)面精化要求聯(lián)測高程，D、E級網(wǎng)可依具體情況聯(lián)測高程。（8）A、B級網(wǎng)點的高程聯(lián)測精度應(yīng)不低于二等水準(zhǔn)測量精度，C級網(wǎng)點的高程聯(lián)測精度應(yīng)不低于三等水準(zhǔn)測量精度，D、E級網(wǎng)點按四等水準(zhǔn)測量或與其精度相當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行高程聯(lián)測。6.5GNSS控制網(wǎng)的布網(wǎng)原則各級網(wǎng)高程聯(lián)測的測量方法和技術(shù)要求應(yīng)按《國家一、二等水準(zhǔn)測量規(guī)范》（GB／Tl2897-2006）或《國家三、四等水準(zhǔn)測量規(guī)范》（GB／T12898-2009）規(guī)定執(zhí)行。（9）B、C、D、E級網(wǎng)布設(shè)時，測區(qū)內(nèi)高于施測級別的GNSS網(wǎng)點均應(yīng)作為本級別GNSS網(wǎng)的控制點(或框架點)，并在觀測時納入相應(yīng)級別的GNSS網(wǎng)中一并施測。（10）在局部補(bǔ)充、加密低等級的GNSS網(wǎng)點時，采用的高等級GNSS網(wǎng)點點數(shù)應(yīng)不少于4個。（11）各級GNSS網(wǎng)按觀測方法可采用基于A級點、區(qū)域衛(wèi)星連續(xù)運行基準(zhǔn)站網(wǎng)、臨時連續(xù)運行基準(zhǔn)站網(wǎng)等的點觀測模式，或以多個同步觀測環(huán)為基本組成的網(wǎng)觀測模式。網(wǎng)觀測模式中的同步環(huán)之間，應(yīng)以邊連接或點連接的方式進(jìn)行網(wǎng)的構(gòu)建。6.5GNSS控制網(wǎng)的布網(wǎng)原則（12）采用GNSS測量建立各等級大地控制網(wǎng)時，其布設(shè)還應(yīng)遵循以下原則：用于國家一等大地控制網(wǎng)時，其點位應(yīng)均勻分布，覆蓋我國國土。在滿足條件的情況下，點位宜布設(shè)在國家一等水準(zhǔn)路線附近或國家一等水準(zhǔn)網(wǎng)的結(jié)點處。用于國家二等大地控制網(wǎng)時，應(yīng)綜合考慮應(yīng)用服務(wù)和對國家一、二等水準(zhǔn)網(wǎng)的大尺度穩(wěn)定性監(jiān)測等因素，統(tǒng)一設(shè)計，布設(shè)成連續(xù)網(wǎng)。點位應(yīng)在均勻分布的基礎(chǔ)上，盡可能與國家一、二等水準(zhǔn)網(wǎng)的結(jié)點、已有國家高等級GNSS點、地殼形變監(jiān)測網(wǎng)點、基本驗潮站等重合。用于三等大地控制網(wǎng)布測時，應(yīng)滿足國家基本比例尺測圖的基本需求，并結(jié)合水準(zhǔn)測量、重力測量技術(shù)，精化區(qū)域似大地水準(zhǔn)面。6.5GNSS控制網(wǎng)的布網(wǎng)原則6.5.2控制網(wǎng)點名與點號編制要求（1）GNSS點名應(yīng)以該點位所在地命名，無法區(qū)分時可在點名后加注(一)、(二)等予以區(qū)別。少數(shù)民族地區(qū)應(yīng)使用規(guī)范的音譯漢語名，在譯音后可附上原文。（2）新舊點重合時，應(yīng)采用舊點名，不得更改。如原點位所在地名稱已變更，應(yīng)在新點名后以括號注明舊點名。如與水準(zhǔn)點重合時，應(yīng)在新點名后以括號注明水準(zhǔn)點等級和編號。（3）點名書寫應(yīng)準(zhǔn)確、正規(guī)，一律以國務(wù)院公布的簡化漢字為準(zhǔn)。（4）當(dāng)對GNSS點編制點號時，應(yīng)整體考慮統(tǒng)一編號，點號應(yīng)唯一，且適于計算機(jī)管理。6.5GNSS控制網(wǎng)的布網(wǎng)原則GNSS控制網(wǎng)的直接成果是基于參考橢球的空間三維坐標(biāo)，而在實際的項目中，測量坐標(biāo)通常采用二維高斯坐標(biāo)和似大地水準(zhǔn)面高程的組合形式，因此在進(jìn)行GNSS控制網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計時，需要根據(jù)參考橢球、測區(qū)的中央子午線經(jīng)度、平面坐標(biāo)的加常數(shù)、坐標(biāo)的投影面高程和測區(qū)的平均高程等多種參數(shù)，確定GNSS控制網(wǎng)所采用的坐標(biāo)參照系、控制網(wǎng)平差所需的起算點坐標(biāo)和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換所需的必要數(shù)據(jù)，此即GNSS控制網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計。實際上，控制網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計主要是解決控制網(wǎng)的平移、旋轉(zhuǎn)和尺度縮放的問題，因此其主要內(nèi)容包括方位基準(zhǔn)、尺度基準(zhǔn)和位置基準(zhǔn)等三個方面：6.6GNSS控制網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計6.6.1位置基準(zhǔn)設(shè)計位置基準(zhǔn)即是GNSS網(wǎng)平差是所采用的起算點坐標(biāo)：(1)選取GNSS網(wǎng)中一點或者若干點，固定這些點的三維坐標(biāo)或是給予這些點合適的權(quán)重；(2)在無已知固定點的條件下，可采用自由網(wǎng)秩虧平差或擬穩(wěn)平差獲取控制網(wǎng)的坐標(biāo)基準(zhǔn)；(3)以GNSS網(wǎng)中高精度的多普勒點作為位置基準(zhǔn)；(4)以GNSS網(wǎng)中一點的高精度偽距坐標(biāo)作為位置基準(zhǔn)；若采用單個點的坐標(biāo)作為位置基準(zhǔn)，則無法形成方向角和距離的約束條件，網(wǎng)平差時對網(wǎng)的方向和尺度均無影響（最小約束平差），而若采用多個點的坐標(biāo)作為位置基準(zhǔn)，則會在方向角和距離上形成多余觀測，網(wǎng)平差時則對網(wǎng)的尺度和定向均有影響。6.6GNSS控制網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計6.6.2方位基準(zhǔn)設(shè)計方位基準(zhǔn)設(shè)計的主要目的是利用起算方位數(shù)據(jù)將控制網(wǎng)固定，其一般的確定方法如下：(1)由于GNSS基線向量中包含方向信息，因此可以選擇高精度的基線向量作為方向基準(zhǔn)。(2)由給定的起算方位角確定。(3)在網(wǎng)中選擇多個點，從而將控制網(wǎng)方位固定。6.6.3尺度基準(zhǔn)設(shè)計尺度基準(zhǔn)設(shè)計的主要目的是利用邊長起算數(shù)據(jù)，使得網(wǎng)點間的距離與實際地面的空間距離保持一致，其一般確定方法如下：(1)由電磁波測距邊的邊長確定。(2)由給定兩個或兩個以上的已知控制點的距離確定。(3)由基線向量的距離確定。6.6.4

GNSS控制網(wǎng)的基準(zhǔn)確定GNSS網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計實際上主要是指確定網(wǎng)的位置基準(zhǔn)。GNSS控制網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計需要遵循以下原則：6.6.4

GNSS控制網(wǎng)的基準(zhǔn)確定GNSS網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計實際上主要是指確定網(wǎng)的位置基準(zhǔn)。GNSS控制網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計需要遵循以下原則：(1)為了將GNSS網(wǎng)點的地心坐標(biāo)值轉(zhuǎn)換為國家或地方坐標(biāo)值，應(yīng)選定若干國家或地方坐標(biāo)點與GNSS網(wǎng)聯(lián)測。這時既要考慮充分利用舊資料，又要使新建的高精度GNSS網(wǎng)不受舊資料精度較低的影響。6.6.4

GNSS控制網(wǎng)的基準(zhǔn)確定GNSS網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計實際上主要是指確定網(wǎng)的位置基準(zhǔn)。GNSS控制網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計需要遵循以下原則：(1)為了將GNSS網(wǎng)點的地心坐標(biāo)值轉(zhuǎn)換為國家或地方坐標(biāo)值，應(yīng)選定若干國家或地方坐標(biāo)點與GNSS網(wǎng)聯(lián)測。這時既要考慮充分利用舊資料，又要使新建的高精度GNSS網(wǎng)不受舊資料精度較低的影響。。(2)為了保證GNSS網(wǎng)進(jìn)行約束平差后坐標(biāo)精度的均勻性和減少尺度比誤差的影響，應(yīng)對GNSS網(wǎng)內(nèi)重合的高等級國家點或原城市等級控制網(wǎng)點適當(dāng)?shù)貥?gòu)成長邊圖形。6.6.4

GNSS控制網(wǎng)的基準(zhǔn)確定GNSS網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計實際上主要是指確定網(wǎng)的位置基準(zhǔn)。GNSS控制網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計需要遵循以下原則：(1)為了將GNSS網(wǎng)點的地心坐標(biāo)值轉(zhuǎn)換為國家或地方坐標(biāo)值，應(yīng)選定若干國家或地方坐標(biāo)點與GNSS網(wǎng)聯(lián)測。這時既要考慮充分利用舊資料，又要使新建的高精度GNSS網(wǎng)不受舊資料精度較低的影響。。(2)為了保證GNSS網(wǎng)進(jìn)行約束平差后坐標(biāo)精度的均勻性和減少尺度比誤差的影響，應(yīng)對GNSS網(wǎng)內(nèi)重合的高等級國家點或原城市等級控制網(wǎng)點適當(dāng)?shù)貥?gòu)成長邊圖形。(3)GPS網(wǎng)經(jīng)平差計算后，可以得到GPS點在地面坐標(biāo)系中的大地高，為了求得GPS點的正常高，可根據(jù)具體情況聯(lián)測高程點，聯(lián)測的高程點應(yīng)均勻地分布于網(wǎng)中。6.6.4

GNSS控制網(wǎng)的基準(zhǔn)確定GNSS網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計實際上主要是指確定網(wǎng)的位置基準(zhǔn)。GNSS控制網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計需要遵循以下原則：(1)為了將GNSS網(wǎng)點的地心坐標(biāo)值轉(zhuǎn)換為國家或地方坐標(biāo)值，應(yīng)選定若干國家或地方坐標(biāo)點與GNSS網(wǎng)聯(lián)測。這時既要考慮充分利用舊資料，又要使新建的高精度GNSS網(wǎng)不受舊資料精度較低的影響。。(2)為了保證GNSS網(wǎng)進(jìn)行約束平差后坐標(biāo)精度的均勻性和減少尺度比誤差的影響，應(yīng)對GNSS網(wǎng)內(nèi)重合的高等級國家點或原城市等級控制網(wǎng)點適當(dāng)?shù)貥?gòu)成長邊圖形。(3)GPS網(wǎng)經(jīng)平差計算后，可以得到GPS點在地面坐標(biāo)系中的大地高，為了求得GPS點的正常高，可根據(jù)具體情況聯(lián)測高程點，聯(lián)測的高程點應(yīng)均勻地分布于網(wǎng)中。(4)如果控制網(wǎng)采用地方獨立或工程坐標(biāo)系，一般還應(yīng)了解五個參數(shù)。在進(jìn)行GNSS網(wǎng)圖形設(shè)計前，必須明確有關(guān)GNSS網(wǎng)構(gòu)成的幾個概念，掌握網(wǎng)的特征條件計算方法。6.7.1網(wǎng)特征條件的計算根據(jù)R.Asany提出的觀測時段計算公式：

C=n·m/N

(6-1)式中：C為觀測時段數(shù)，n為網(wǎng)點數(shù)，m為每點設(shè)站次數(shù)，N為接收機(jī)數(shù)，則在GNSS網(wǎng)中：總基線數(shù)：J總=C·N·(N-1)/2

(6-2)必要基線數(shù)：J必=n-1(6-3)獨立基線數(shù)：J獨=C(N-1)(6-4)多余基線數(shù)：J多=C(N-1)-(n-1)(6-5)依據(jù)以上公式，就可以確定出一個具體GNSS網(wǎng)圖形結(jié)構(gòu)的主要特征。6.7GNSS網(wǎng)的網(wǎng)特征條件6.7.2GNSS網(wǎng)同步圖形構(gòu)成及獨立邊的選擇根據(jù)(6-2)式，對于由N臺GNSS接收機(jī)構(gòu)成的同步圖形中，一個時段包含的GNSS基線（或簡稱GNSS邊)數(shù)為：

J=N·(N-1)/2

(6-6)其中只有N-1條是獨立的GNSS邊，其余為非獨立GNSS邊。圖6-2給出了N=2~5臺接收機(jī)同步觀測所構(gòu)成的圖形圖6-2N臺接收機(jī)的同步觀測圖形對應(yīng)于圖6-2，獨立的GNSS邊可以有不同的選擇，如圖6-3。圖6-3GNSS獨立邊的不同選擇6.7GNSS網(wǎng)的網(wǎng)特征條件當(dāng)同步觀測的GNSS接收機(jī)數(shù)N≥3時，同步閉合環(huán)的最少個數(shù)應(yīng)為：

T=J-(N-1)=(N-1)(N-2)/2

(6-7)GNSS接收機(jī)數(shù)N、邊數(shù)J及同步閉合環(huán)數(shù)T(最少個數(shù))的對應(yīng)關(guān)系如表6-5所示。接收機(jī)數(shù)N2345678邊數(shù)J12610152128同步閉合環(huán)數(shù)T0136101521表6-5GNSS接收機(jī)數(shù)N、邊數(shù)J及同步閉合環(huán)數(shù)T的關(guān)系值得注意，當(dāng)同步閉合環(huán)的閉合差較小時，通常只能說明GNSS基線向量計算合格，并不能說明GNSS邊的觀測精度高，也不能發(fā)現(xiàn)接收信號受到干擾而產(chǎn)生的某些粗差。為了確保GNSS觀測成果的可靠性，有效地發(fā)現(xiàn)觀測成果中的粗差，各同步閉合環(huán)應(yīng)先選取N-1條不構(gòu)成任何閉合圖形的獨立基線組合，最后將所有不同時段的獨立基線組合拼接成一個閉合幾何圖形進(jìn)行平差計算。理論上，同步閉合環(huán)中各GNSS邊的坐標(biāo)差之和(即閉合差)應(yīng)為0，但由于解算基線的數(shù)學(xué)模型不完善等原因，致使同步閉合環(huán)的閉合差不等于零。GNSS測量規(guī)范對這一閉合差的限差做了規(guī)定。GNSS控制網(wǎng)的圖形結(jié)構(gòu)由測站點和測站點之間的基線向量組成。圖形設(shè)計的任務(wù)即是根據(jù)測量任務(wù)書/測量合同書的要求，結(jié)合測區(qū)的觀測條件、GNSS接收機(jī)的數(shù)量和已知控制點的情況，對控制網(wǎng)的空間范圍、測站的數(shù)量和分布、獨立基線和重復(fù)基線的數(shù)量、同步圖形和異步圖形的幾何結(jié)構(gòu)和觀測時段的時長和數(shù)量進(jìn)行合理設(shè)計，從而GNSS控制網(wǎng)的精度指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、幾何強(qiáng)度、可靠性和觀測效率滿足實際需求。6.8.1技術(shù)設(shè)計應(yīng)考慮的因素技術(shù)設(shè)計主要是根據(jù)測量合同或上級主管部門下達(dá)的測量任務(wù)書，以及GNSS測量規(guī)范或規(guī)程來進(jìn)行的?？偟脑瓌t是，在滿足用戶要求的前提下，盡可能減少人力、物資和時間上的消耗。6.8GNSS控制網(wǎng)的圖形設(shè)計及原則在技術(shù)設(shè)計過程中，還要充分考慮以下因素：(1)測站因素：同測站布設(shè)有關(guān)的技術(shù)因素有：網(wǎng)點的密度、網(wǎng)的圖形結(jié)構(gòu)；時段分配、重復(fù)設(shè)站和重合點的布置等。(2)衛(wèi)星因素：同觀測對象衛(wèi)星有關(guān)的因素有：衛(wèi)星高度角和可見衛(wèi)星數(shù)目；衛(wèi)星分布的幾何圖形強(qiáng)度因子；衛(wèi)星信號質(zhì)量。(3)儀器因素：同儀器有關(guān)的因素有：用于相對定位的接收機(jī)至少應(yīng)有兩臺；天線質(zhì)量；記錄設(shè)備。(4)后勤因素：后勤保障方面的因素有：接收機(jī)總臺數(shù)、來源和使用時間；各觀測時段的機(jī)組調(diào)度；交通工具和通訊設(shè)備的配置等。6.8GNSS控制網(wǎng)的圖形設(shè)計及原則6.8.2GNSS控制網(wǎng)圖形設(shè)計原則（1）GNSS網(wǎng)應(yīng)根據(jù)測區(qū)實際需要和交通狀況，作業(yè)時的衛(wèi)星情況，預(yù)期達(dá)到的精度，成果的可靠性以及工作效率，按照優(yōu)化設(shè)計的原則進(jìn)行。（2）GNSS網(wǎng)應(yīng)按“每個觀測至少應(yīng)獨立設(shè)站觀測兩次”的原則進(jìn)行布網(wǎng)。這樣不同接收機(jī)觀測量構(gòu)成網(wǎng)的精度和可靠性指標(biāo)比較接近。（3）GNSS網(wǎng)一般應(yīng)通過獨立觀測邊構(gòu)成閉合圖形，提高網(wǎng)的可靠性。（4）在GNSS網(wǎng)中不應(yīng)存在自由基線。因為自由基線不構(gòu)成任何閉合圖形，不具備發(fā)現(xiàn)粗差的能力。（5）為了便于施測，GNSS點位應(yīng)選在交通便利、視野開闊的地方。（6）GNSS網(wǎng)點之間雖不要求必須通視，但考慮到采用常規(guī)測量方法加密時的需要，應(yīng)適當(dāng)設(shè)置一些通視邊。（7）在可能的條件下，新布測的GNSS網(wǎng)應(yīng)與附近已有的高級GNSS點進(jìn)行聯(lián)測。（8）GNSS網(wǎng)點選擇應(yīng)考慮高程聯(lián)測的因素。6.8GNSS控制網(wǎng)的圖形設(shè)計及原則6.8.3GNSS控制網(wǎng)圖形結(jié)構(gòu)形式GNSS控制網(wǎng)的圖形設(shè)計就是如何將各同步圖形合理地連接為一個整體，使其達(dá)到圖形強(qiáng)度高、精度好、可靠性強(qiáng)、觀測效率高的目的。根據(jù)不同的用途，GNSS網(wǎng)的布設(shè)按網(wǎng)的結(jié)構(gòu)形式可分為：星狀網(wǎng)、點連式、邊連式、邊點混連式和網(wǎng)連接式等形式。1.星狀網(wǎng)（1）布網(wǎng)形式。星狀網(wǎng)的布網(wǎng)圖形如圖6-4所示，該類網(wǎng)是以一個固定的中心點作為基準(zhǔn)站，而其他網(wǎng)點均作為流動站。在觀測期間，中心點的GNSS接收機(jī)保持連續(xù)觀測狀態(tài)至所有的流動站完成觀測任務(wù)，而流動站的GNSS接收機(jī)在觀測時段結(jié)束后，即可前往下一個網(wǎng)點進(jìn)行觀測。圖6-4星狀網(wǎng)(2)特點。星狀網(wǎng)的優(yōu)點在于作業(yè)方便、觀測效率高和所需的GNSS接受數(shù)量少（最少僅需兩臺即可完成定位），但其缺點是網(wǎng)中的流動站與基準(zhǔn)站僅形成一條獨立基線，各獨立基線之間又沒有形成閉合圖形，從而使得星狀網(wǎng)的可靠性、精度和幾何強(qiáng)度均比較低。為了提高網(wǎng)精度，每個流動站應(yīng)進(jìn)行重復(fù)觀測（至少兩個觀測時段）。星狀網(wǎng)廣泛應(yīng)用于工程測量、邊界測量、地籍測量和碎步測量等精度要求低、作業(yè)時間短的測量任務(wù)。6.8GNSS控制網(wǎng)的圖形設(shè)計及原則2.點連式（1）布網(wǎng)形式。點連式的布網(wǎng)圖形如圖6-5所示，該類網(wǎng)由多個閉合圖形組成，相鄰的閉合圖形之間僅由一個公共點連接，圖中加有黑點的圓圈表示重復(fù)觀測的網(wǎng)點。

（2）特點。點連式布網(wǎng)方式所構(gòu)成的幾何圖形中雖然含有多個閉合圖形，但是由于閉合圖形之間無法形成有效的閉合條件，若連接點或同步環(huán)出現(xiàn)粗差，則所有的同步圖形均受影響，所以點連式網(wǎng)的幾何強(qiáng)度低，發(fā)現(xiàn)和抵抗粗差的能力差，因此在一般作業(yè)中，不單獨使用點連式網(wǎng)。

若在實際中布設(shè)了點連式網(wǎng)，可增加每個閉合圖形的觀測時段數(shù)量，以增加多余觀測數(shù)（重復(fù)基線、異步環(huán)閉合條件數(shù)），從而提高控制網(wǎng)的觀測精度和可靠性。圖6-5點連式3.邊連式（1）布網(wǎng)形式。邊連式的布網(wǎng)圖形如圖6-6所示，網(wǎng)中存在多個閉合圖形，相鄰的閉合圖形間由一條公共基線邊（圖中加粗的邊）相連接。（2）特點。與點連接式相比，邊連式網(wǎng)可形成較多數(shù)量的重復(fù)基線和異步閉合圖形，幾何強(qiáng)度高。如圖6-6中的邊連式控制網(wǎng)，有15個網(wǎng)點，16個觀測時段，15條復(fù)測邊（圖中加粗的實線），其同步環(huán)的數(shù)量為16，異步環(huán)的數(shù)量為3，基線總數(shù)48，必要基線數(shù)為14，獨立基線數(shù)32，多余基線的數(shù)量為18。邊連式布網(wǎng)方式具有較多的圖形閉合條件，探測和抵御粗差的能力較強(qiáng)，網(wǎng)的精度和可靠性較高。圖6-6邊連式4.邊點混合式(1)布網(wǎng)形式。邊點混合式的布網(wǎng)可將點連式和邊連式有機(jī)結(jié)合在一起，既能保證網(wǎng)形的幾何結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，又能夠適當(dāng)減少觀測數(shù)量以降低成本。(2)特點。如圖6