D級GPS控制網(wǎng)設(shè)計(jì)項(xiàng)目說明書

北京建筑大學(xué)西城校區(qū)D級GPS控制網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)書班級：姓名：學(xué)號：一、任務(wù)概述因?yàn)樾@改造，校園實(shí)習(xí)場原有控制點(diǎn)被破壞，為了保障測繪實(shí)踐教學(xué)，需要重新建立校園控制網(wǎng)。校園首級平面控制擬布設(shè)D級GPS控制網(wǎng)，首級高程控制擬布設(shè)二等水準(zhǔn)網(wǎng)。二、測區(qū)情況測區(qū)在北京市西城區(qū)展覽館路1號，占地12.3公頃，總建筑面積為20.2萬平方米。校區(qū)經(jīng)過長久建設(shè)，故行道樹高大，像籃球場北側(cè)道路。高大樹木在很大程度上給GPS測量工作帶來了不便。校園周圍現(xiàn)有北京市C級GPS控制點(diǎn)4個(gè)，分別為：西直門橋、紫竹橋西、公主墳、復(fù)興門橋。三、等級和精度要求D級GPS網(wǎng)相鄰點(diǎn)基線長度精度用下列公式表示，并按下表要求實(shí)施。等級固定誤差百分比誤差系數(shù)D≤10≤10δ=式中：δ—GPS基線向量弦長中誤差（mm），亦即等效距離誤差。a—GPS接收機(jī)標(biāo)稱精度中固定誤差（mm）。b—GPS接收機(jī)標(biāo)稱精度中百分比誤差系數(shù)（ppm）。d—GPS網(wǎng)中相鄰點(diǎn)間距離（km）。四、布設(shè)標(biāo)準(zhǔn)1.GPS網(wǎng)通常應(yīng)采取獨(dú)立觀察邊組成閉合圖形，如三角形、多邊形或附合線路，以增加檢核條件，提升網(wǎng)可靠性。2.GPS網(wǎng)作為測量控制網(wǎng)，其相鄰點(diǎn)間基線向量精度，應(yīng)分布均勻。3.GPS網(wǎng)點(diǎn)應(yīng)盡可能和原有地面控制點(diǎn)相結(jié)合。重合點(diǎn)通常不少于3個(gè)（不足時(shí)應(yīng)聯(lián)測），且在網(wǎng)中分布均勻，以可靠地確定GPS網(wǎng)和地面之間轉(zhuǎn)換參數(shù)。4.GPS網(wǎng)點(diǎn)應(yīng)考慮和水準(zhǔn)點(diǎn)重合，而非重合點(diǎn)，通常應(yīng)依據(jù)要求以水準(zhǔn)測量（或相當(dāng)精度測量方法）進(jìn)行聯(lián)測，或在網(wǎng)中布設(shè)一定密度水準(zhǔn)聯(lián)測點(diǎn)。5.為了便于GPS測量觀察和水準(zhǔn)聯(lián)測，降低多路徑影響，GPS網(wǎng)點(diǎn)通常應(yīng)設(shè)在視野開闊和交通便利地方。6.為了便于用經(jīng)典方法聯(lián)測或擴(kuò)展，可在GPS網(wǎng)點(diǎn)周圍布設(shè)一通視良好方位點(diǎn)以建立聯(lián)測方向，方向點(diǎn)和觀察站距離通常應(yīng)大于300米。五、埋石、儀器、選點(diǎn)1.埋石平面控制點(diǎn)根據(jù)《工程測量規(guī)范》標(biāo)石規(guī)格埋設(shè)永久性標(biāo)石，標(biāo)石可采取現(xiàn)場澆筑方法，埋石深度大于0.6m，采取預(yù)制標(biāo)石時(shí)，埋設(shè)時(shí)底部須鋪設(shè)0.2m水泥，以預(yù)防標(biāo)石沉降。標(biāo)石面應(yīng)露出地面在1cm左右，導(dǎo)線點(diǎn)標(biāo)石上寬度大于15cm×15cm，下寬度大于30cm×30cm。導(dǎo)線點(diǎn)位應(yīng)易于保留、尋求，便于測角、測距；而且應(yīng)根據(jù)導(dǎo)線點(diǎn)位選擇特殊要求（見《工程測量規(guī)范》）選埋。圖2.儀器此次D級GPS控制網(wǎng)用是TrimbleR8GPS四臺(tái)，對講機(jī)四臺(tái)。二等水準(zhǔn)網(wǎng)使用LeikaDna03。3.選點(diǎn)選擇北京市C級GPS控制點(diǎn)：紫竹橋西，西直門橋，為已知點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測。六、觀察方案1.觀察計(jì)劃先選擇已知點(diǎn)紫竹橋西，西直門橋和自選點(diǎn)G001，G002，進(jìn)行觀察。再把倆個(gè)已知點(diǎn)搬到G003，G004進(jìn)行聯(lián)測。再把G001，G002，搬到G005，G006，進(jìn)行聯(lián)測。最終把G003，G004，搬到G007，G008，進(jìn)行觀察。觀察次數(shù)：4次保持每站同時(shí)觀察時(shí)間45分鐘。2.測前準(zhǔn)備工作組長進(jìn)行任務(wù)分配，按接收機(jī)操作手冊進(jìn)行進(jìn)行調(diào)整預(yù)熱。安置天線要求a用三腳架安置天線時(shí)，其對中誤差不應(yīng)大于3㎜；B級不應(yīng)在高標(biāo)上安置天線；b.需在覘標(biāo)基板上安置天線時(shí)，應(yīng)先卸去覘標(biāo)頂部，將標(biāo)志中心投影至基板上，然后以投影點(diǎn)安置天線。投影點(diǎn)示誤三角形最大邊或示誤四邊形長對角線不得大于5㎜，投影方法見GB/T17942；c.GPS點(diǎn)上建有平常標(biāo)時(shí)，應(yīng)在安置天線前放倒覘標(biāo)或采取其它方法；d.B級及以上各級GPS測量，其定向標(biāo)志線應(yīng)指向正北，估量當(dāng)?shù)卮牌切拚?，其定向誤差應(yīng)小于±5°，對于定向標(biāo)志不顯著接收機(jī)天線，可預(yù)先設(shè)置標(biāo)識(shí)，每次按此標(biāo)識(shí)安置儀器．e.天線集成體上圓水準(zhǔn)氣泡必需居中，沒有圓水準(zhǔn)氣泡天線，可調(diào)整天線基座腳螺旋，使在天線互為120°方向上量取天線高互差小于5㎜。3.觀察作業(yè)要求a.觀察組應(yīng)嚴(yán)格按要求時(shí)間進(jìn)行作業(yè)。b.經(jīng)檢驗(yàn)接收機(jī)電源電纜和天線等各項(xiàng)連接無誤，方可開機(jī)。c.開機(jī)后經(jīng)檢驗(yàn)相關(guān)指示燈和儀表顯示正常后，方可進(jìn)行自測試并輸入測站、觀察單元和時(shí)段等控制信息。d.接收機(jī)開啟前和作業(yè)過程中，應(yīng)隨時(shí)逐項(xiàng)填寫測量手簿中統(tǒng)計(jì)項(xiàng)目，測量手簿格式、統(tǒng)計(jì)內(nèi)容。e.接收機(jī)開始統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)后，觀察員可使用專用功效鍵和選擇菜單，查看測站信息、接收衛(wèi)星數(shù)、衛(wèi)星號、衛(wèi)星健康情況、各通道信噪比、相位測量殘差、實(shí)時(shí)定位結(jié)果及其改變、存放介質(zhì)統(tǒng)計(jì)和電源情況等，如發(fā)覺異常情況或未預(yù)料到情況，應(yīng)統(tǒng)計(jì)在測量手簿備注欄內(nèi)，并立即匯報(bào)作業(yè)調(diào)度者。f.每時(shí)段觀察開始及結(jié)束前各統(tǒng)計(jì)一次觀察衛(wèi)星號、天氣情況、實(shí)時(shí)定位經(jīng)緯度和大地高、PDOP值等。一次在時(shí)段開始時(shí)，一次在時(shí)段結(jié)束時(shí)。時(shí)段長度超出2h，應(yīng)每當(dāng)UTC整點(diǎn)時(shí)增加觀察統(tǒng)計(jì)上述內(nèi)容一次，夜間放寬到4h。g.每時(shí)段觀察前后應(yīng)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(yīng)大于3mm，取平均值作為最終天線高。若互差超限，應(yīng)查明原因，提出處理意見記人測量手簿記事欄。h.除特殊情況外，不宜進(jìn)行偏心觀察。若實(shí)施偏心觀察時(shí)，應(yīng)測定歸心元素，其方法可參考附錄E或GB／Tl7942。i.觀察員要細(xì)心操作，觀察期間預(yù)防接收設(shè)備震動(dòng)，更不得移動(dòng)，要預(yù)防人員和其它物體碰動(dòng)天線或阻擋信號。j.觀察期間，不應(yīng)在天線周圍50m以內(nèi)使用電臺(tái)，10m以內(nèi)使用對講機(jī)。k.天氣太冷時(shí)，接收機(jī)應(yīng)合適保暖；天氣很熱時(shí)，接收機(jī)應(yīng)避免陽光直接照曬，確保接收機(jī)正常工作。l.一時(shí)段觀察過程中不應(yīng)進(jìn)行以下操作：1.接收機(jī)重新開啟；2.進(jìn)行自測試；3.改變衛(wèi)星截止高度角；4.改變數(shù)據(jù)采樣間隔；5.改變天線位置；6.按動(dòng)關(guān)閉文件和刪除文件等功效鍵。m.經(jīng)檢驗(yàn)，全部要求作業(yè)項(xiàng)目均已全方面完成，并符合要求，統(tǒng)計(jì)和資料完整無誤，方可遷站。4.外業(yè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)GPS外業(yè)觀察手薄點(diǎn)號點(diǎn)名圖幅編號觀察員日期段號觀察日期接收機(jī)名稱及編號天線類型機(jī)器編號儲(chǔ)存介質(zhì)編號數(shù)據(jù)文件名近似緯度°′″N近似經(jīng)度°′″E近似高程m采樣間隔S開始統(tǒng)計(jì)時(shí)間hmin結(jié)束統(tǒng)計(jì)時(shí)間hmin天線高測定天線高測定方法及略圖點(diǎn)位略圖測前：測后：測定值___________m修正值___________m天線高_(dá)__________m平均值___________m時(shí)間（UTC）跟蹤衛(wèi)星信號（PRN）及信噪比緯度°′″經(jīng)度°′″大地高m天氣情況記錄七、數(shù)據(jù)處理1.外業(yè)數(shù)據(jù)質(zhì)量檢核①反復(fù)基線邊較差檢驗(yàn)同一條GPS基線邊若觀察了多個(gè)時(shí)段，可得數(shù)次基線邊觀察結(jié)果，同一條基線邊任意兩個(gè)時(shí)段結(jié)果互差不宜超出下式要求：②同時(shí)環(huán)各坐標(biāo)分量閉合差檢驗(yàn)采取單基線處理模式，對于采取同一個(gè)數(shù)學(xué)模型取得基線解，由其同時(shí)時(shí)段若干基線組成同時(shí)多邊形環(huán)坐標(biāo)分量相對閉合差和全長閉合差應(yīng)滿足：Wx<=δWy<=δWz<=δ式中n為多邊形邊數(shù)，σ為GPS網(wǎng)對應(yīng)等級要求觀察精度。③異步環(huán)各坐標(biāo)分量閉合差檢驗(yàn)由若干條獨(dú)立基線邊組成異步閉合環(huán)，其閉合差應(yīng)符合下式要求：Wx<=3δWy<=3δWz<=3δ式中n為多邊形邊數(shù)，σ為GPS網(wǎng)對應(yīng)等級要求觀察精度。異步環(huán)多邊形閉合差大小，是基線向量質(zhì)量檢核關(guān)鍵指標(biāo)。假如閉合差超限，應(yīng)立即分析原因，對其中部分結(jié)果進(jìn)行重測?；€處理采取標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)解算，采取其它技術(shù)參數(shù)解算基線以文本文件說明。④相鄰點(diǎn)間基線長度精度用下式表示：式中：σ—標(biāo)準(zhǔn)差（基線向量弦長中誤差mm），a—固定誤差10mm，b—百分比誤差系數(shù)20ppm，d—相鄰點(diǎn)間距離（km）2.基線解算基線數(shù)據(jù)按同時(shí)時(shí)段為單位進(jìn)行，按多基線解時(shí)，每個(gè)時(shí)段需提供一組獨(dú)立基線向量及其完全方差——協(xié)方差陣；按單基線解時(shí)，須提供每條基線分量及其方差——協(xié)方差陣。能夠采取不一樣數(shù)據(jù)處理模型。3.控制網(wǎng)平差無約束平差無約束平差以三維基線向量及其對應(yīng)方差—協(xié)方差陣作為觀察信息，以一個(gè)點(diǎn)WGS-84系三維坐標(biāo)為起算依據(jù)，進(jìn)行GPS

網(wǎng)無約束平差。平差結(jié)果須提供各點(diǎn)在WGS-84系下三維坐標(biāo)、各基線向量及其更正數(shù)和其精度信息。無約束平差中，各基線分量更正數(shù)絕對值應(yīng)滿足：V△x≤3σ；V△y≤3σ；V△z≤3σσ—對應(yīng)等級要求精度（按網(wǎng)實(shí)際平均邊長計(jì)算）。約束平差利用無約束平差后可靠觀察量，在1980西安坐標(biāo)系和市城市坐標(biāo)系下進(jìn)行三維約束平差或二維約束平差。平差中，對已知點(diǎn)坐標(biāo)、已知距離和已知方位，能夠強(qiáng)制約束，也能夠加權(quán)約束。平差結(jié)果應(yīng)輸出在對應(yīng)坐標(biāo)系中三維或二維坐標(biāo)、基線向量更正數(shù)、基線邊長、方位、轉(zhuǎn)換參數(shù)及其精度信息。約束平差中，基線分量更正數(shù)和無約束平差結(jié)果同一基線對應(yīng)更正數(shù)較差絕對值應(yīng)滿足：dV⊿x≤2σdV⊿y≤2σdV⊿z≤2σσ—對應(yīng)等級要求精度（按網(wǎng)實(shí)際平均邊長計(jì)算）。（3）精度指標(biāo)D級GPS控制網(wǎng)平差后網(wǎng)中最弱相鄰點(diǎn)相對點(diǎn)位中誤差小于±5cm，D級GPS網(wǎng)最弱邊邊長相對中誤差不應(yīng)大于1/45000。八、提交結(jié)果需要提交結(jié)果：1.水準(zhǔn)觀察統(tǒng)計(jì)、平差計(jì)算手簿；2.水平角外業(yè)觀察統(tǒng)計(jì)、平差計(jì)算手簿；3