公路全球定位系統(tǒng)GPS測量規(guī)范

1總

則１。0.１為規(guī)定利用全球定位系統(tǒng)﹙ＧloｂalＰositiｏniｎｇＳyｓteｍ,縮寫為GPＳ﹚建立公路工程GPＳ測量控制網(wǎng)的原則﹑精度和作業(yè)方法,特制定本規(guī)范。1。0。２本規(guī)范是依據(jù)《公路勘測規(guī)范》﹙ＪTJ０６１），并參照《全球定位系統(tǒng)（ＧPS）測量規(guī)范》(CＨ2001-92）的有關規(guī)定,在收集﹑分析﹑研究和總結經驗的基礎上制定的。1。0．３本規(guī)范適用于新建和改建公路工程項目的各級GＰS控制網(wǎng)的布設與測量。1.0。４采用全球定位系統(tǒng)測量技術建立公路平面控制網(wǎng)時,應根據(jù)《公路勘測規(guī)范》（JTJ0６1）中規(guī)定的平面控制測量的等級﹑精度等確定相應的GPＳ控制網(wǎng)的等級。1.0。5ＧPS測量采用WGS—８4大地坐標系。當公路工程ＧPS控制網(wǎng)根據(jù)實際情況采用１954年北京坐標系﹑1９80西安坐標系或抵償坐標系時,應進行坐標轉換。各坐標系的地球橢球基本參數(shù)﹑主要幾何和物理常數(shù)見附錄A。高程系統(tǒng)根據(jù)實際情況可采用1956年黃海高程系或1985國家高程基準.１.0.６ＧPＳ測量時間系統(tǒng)為協(xié)調世界時(UTC）.在作業(yè)過程中，附錄Ｄ＂GPS觀測手薄"中的開﹑關機時間可采用北京時間記錄.1。０。７ＧＰS接收機及附屬設備均按有關規(guī)定定期檢測。1。0．8GPS控制測量應按有關規(guī)定對全過程進行質量控制。1．0．9在提供ＧPＳ控制測量成果資料時,應執(zhí)行保密制度中的有關規(guī)定．2術

語２.０．1基線Ｂaselｉnｅ兩測量標志中心的幾何連線。2.０.２觀測時段Oｂｓｅrｖａt(yī)ionsｅssiｏnGＰS接收機在測站上從開始接收衛(wèi)星信號進行觀測到停止觀測的時間長度.2.0。３同步觀測Siｍulｔaｎeousｏbsｅｒｖatｉoｎ兩臺或兩臺以上ＧPS接收機同時對一衛(wèi)星進行的觀測.２．0。４同步觀測環(huán)Ｓimulｔanｅｏusｏbsｅrvatｉon三臺或三臺以上GPS接收機同步觀測所獲得的基線向量構成的閉合環(huán)。2.０。5獨立基線Ｉndepｅnｄentｂaｓeline由獨立觀測時段所確定的基線。２。0．６獨立觀測環(huán)Indepｅｎdeｎｔoｂｓｅｒvablｅlｏop由獨立基線向量構成的閉合環(huán).2。0。７自由基線Freｅbasｅｌｉnｅ不屬于任何非同步圖形閉合條件的基線。2．０。8復測基線Dupliｃateｍeａsｕｒｅｂａseｌine觀測兩個或兩個以上觀測時段的基線.2.0．９邊連式Ｌiｎｋｍethodｂｙabaselinｅ相鄰圖形之間以一條基線邊相連接的布網(wǎng)方式.2.0．10無約束平差Nｏn—ｃｏnstraiｎｅdadjusｔmｅnt在一個控制網(wǎng)中,不引入外部基準，或雖引入外部基準但并不產生控制網(wǎng)非觀測誤差引起的變形和改正的平差方法。2.０.１1公路抵償坐標系Compｅｎｓａt(yī)ioncoordinatesysｔeｍfｏｒｈｉｇhwaｙ在建立公路控制網(wǎng)時,根據(jù)需要投影到抵償高程面上和（或）以任一子午線為中央子午線的一種直角坐標系。２.0。12首級控制網(wǎng)Firstclasｓcoｎtrolnetwork為一個公路工程項目而建立的精度等級最高,并同國家控制點聯(lián)測能控制整個路線的控制網(wǎng).２．0.13主控制網(wǎng)Ｍaiｎconｔroｌnetwork為滿足公路測設放線或施工放樣，在首級控制網(wǎng)基礎上加密并貫通整條公路的控制網(wǎng)。２。０.14天線高Anｔｅnnaｈeｉｇht觀測時天線平均相位中心標志面的高度。3GPＳ控制網(wǎng)分級與設計3.１GＰＳ控制網(wǎng)分級3．1。1根據(jù)公路及橋梁﹑隧道等構造的特點及不同要求，GPＳ控制網(wǎng)分為一級﹑二級﹑三級﹑四級共四個等級。各級ＧＰS控制網(wǎng)的主要技術指標規(guī)定見表功3﹒１﹒1表3﹒１﹒1GPS控制網(wǎng)的主要技術指標級別每對相鄰點平均距離d（kｍ）固定誤差a（mｍ）比例誤差b（ｐpm）最弱相鄰點點位中誤差m（mm）路線特殊構造物路線特殊構造物路線特殊構造物一級4．0≤１０5≤2１5０１0二級2．０≤105≤５２５010三級1．0≤１０5≤102501０四級０．5≤1０≤2050注：①各級GPS控制網(wǎng)每對相鄰點間的最小距離應不小于平均距離的1／２,最大距離不宜大于平均距離的兩倍;②特殊構造物指對施工測量精度有特殊要求的橋梁﹑隧道等構造物。3.1。2ＧPS控制網(wǎng)相鄰點間弦長精度應按下式計算確定:σ=√[ａ２+(ｂd）](3．1．2)式中：σ—弦長標準差(ｍｍ);a-固定誤差（mｍ)；b-比例誤差（ppｍ);d—相鄰點間的距離(ｋm)。3.2ＧPＳ控制網(wǎng)設計3．２。1ＧＰS控制網(wǎng)的布設應根據(jù)公路等級﹑線地形地物﹑作業(yè)時衛(wèi)星狀況﹑精度要求等因素進行綜合設計，并編制技術設計書（或大綱)。3。2．2GＰS的ＷＧS—8４大地坐標系統(tǒng)轉換到所選平面坐標系時，應使測區(qū)內投影長度變形值不大于2．5cｍ/kｍ.根據(jù)測區(qū)所處地理位置及平均高程情況，可按下列方法選定坐標系統(tǒng):3．2。２。1當投影長度變形值不大于２.5cm／km時，采用高斯正形投影3°帶平面直角坐標系。3。2。２．2當投影長度變形值大于2。5cm/ｋm時，可采用公路抵償坐標系,并可選用下列方式:(１）投影于１954年北京坐標系或者1980西安坐標系橢球面上的高斯正形投影任意帶平面直角坐標系。（２）投影于抵償高程面上的高斯正形投影３°帶平面直角坐標系。（3）投影于抵償高程面上的高斯正形投影任意帶平面直角坐標系。3.2。3ＧPS控制網(wǎng)采用公路抵償坐標系進行坐標轉換時,應確定以下技術參數(shù)；——參考橢球及其相應的基本參數(shù)；——中央子午線經度值；-－縱橫坐標的加常數(shù)值；-—投影面正常高;—－測區(qū)平均高程異常值；－-起算點坐標及起算方位角.公路抵償坐標系所采用的橢球中心、軸向和扁率應與國家參考橢球相同。3.2．4公路路線過長時，可視需要將其分為多投影帶。在各分帶交界附近應布設一對相互通視的GPS點。３。２.5同一公路工程項目中的特殊構造物的測量控制網(wǎng)應同項目測量控制網(wǎng)一次完成設計、施測與平差。當特殊構造物測量控制網(wǎng)的等級要求高時,宜以其作為首級控制網(wǎng),并據(jù)以擴展其它測量控制網(wǎng).3.２。6當GPＳ控制網(wǎng)作為公路首控制網(wǎng)，且需采用其它測量方法進行加密時，應每隔離５ｋｍ設置一對相互到通視的GPS點.當GPS首級控制網(wǎng)直接作為施工控制網(wǎng)時，每個GPS點至少應與一個相鄰點通視3.２.７設計GPS控制網(wǎng)時,應由一個或若干個獨立觀測環(huán)構成，并包含較多的閉合條件。3．2。8GPS控制網(wǎng)由同步GPS觀測邊構成多邊形閉合環(huán)或附合路線時，其邊數(shù)應符合下列規(guī)定：--一級ＧＰＳ控制網(wǎng)應不超過去５條;－-二級GPＳ控制網(wǎng)應不超過去６條;—－三級GPS控制、網(wǎng)應不超過去７條；--四級ＧＰS控制網(wǎng)應不超過去8條；３。2．9一、二級ＧPS控制網(wǎng)應采用網(wǎng)連式、邊連式布網(wǎng)；三、四級GＰS控制網(wǎng)宜采用鉸鏈導線式或點連式布網(wǎng)。ＧPS控制網(wǎng)中不應出現(xiàn)自由基線。3。２．1０ＧPS控制網(wǎng)應同附近等級高的國家平面控制網(wǎng)點聯(lián)測，聯(lián)測點數(shù)應不少于３個，并力求分布均勻，且能控制本控制網(wǎng)。當GPS控制網(wǎng)較長時,應增加聯(lián)測點的數(shù)量。路線附近具有等級高的GＰS點時，應予以聯(lián)測。同一公路工程項目的ＧＰＳ控制網(wǎng)分為多個投影帶時,在分帶交界附近應同國家平面控制點聯(lián)測。3。2。11ＧＰS點需要進行高程聯(lián)測時，可采用使GPＳ點與水準點重合，或GPS點與水準點聯(lián)測的方法。平原、微丘地形聯(lián)測點的數(shù)量不宜少于6個,必須大于3個;聯(lián)測點的間距不宜大于20km，且應均勻分布。重丘、山嶺地形聯(lián)測點的數(shù)量不宜少于是10個。各級GＰS控制網(wǎng)的高程聯(lián)測應不低于四等水準測量的精度要求。４選點與埋石4．1準備4．１.1在編制技術設計書(或大綱）前應搜集與公路工程有關的以下資料:-—測區(qū)劃１：10000-１:１50０0０地形圖；-—既有各類控制測量資料，包括控制點的平面坐標、高程、坐標系統(tǒng)、技術總結等；－-測區(qū)的氣象、地質、地形、地貌、交通、通信及供電等資料;—－路線走向、線位布設、路線設計數(shù)據(jù)及大型構造物位置等資料。4。1．２按技術設計書(或大綱)要求，進行GPS控制網(wǎng)技術設計。4．2選點4。２。1選點員應按技術要求進行踏勘,并實地核對、調整、確定點位。點位應有利于采用其它測量方法擴展和聯(lián)測。對需做水準聯(lián)測的點位還應踏勘水準路線。4。2。2點位應選在基礎穩(wěn)定，并易于長期保存的地點。4.2．3點位應便于安置接收設備和操作，視野開闊，視場內不應有高度角大于１5°的成片障礙物,否則應繪制點位環(huán)視圖。４．2．4點位附近不應有強烈干擾衛(wèi)星信號接收的物體。點位距大功率無線電發(fā)射源(如電視臺、微波站等)的距離應不小于400m;距220Ｋv以上電力線路的距離應不小于５０m。4.２.5點位應利于公路勘測放線與施工放樣，且距路線中心線不宜小于５0m,并不大于３０0m。對于大型橋梁、互通式立交、隧道等還應考慮加密布設控制網(wǎng)的要求.4.２.6ＧPＳ控制點需要設方位點時,其目標應明顯，便于觀測;與GＰS點的距離不宜小于５０0m，且與路線垂直。４．2。7GPS控制網(wǎng)的點名應沿公路前進方向順序編號,并非編號前冠以“ＧPS”字樣和等級。當新點同原有點重合時,應采用原有點名。同一個GPＳ控制網(wǎng)中禁有相同的點名。4.２．8選定的點位應標注于1：10０0０或1：5０００0的地形圖上，并繪制ＧPS控制網(wǎng)選點圖，填寫GPS點之記,點之記格式見附錄B。４．３埋石4。3.1各級GPS點的標石均應有中心標志。中心標志用直徑不小于1４mｍ的鋼筋制作，并用清晰、精細的十字線刻成直徑小于１mm的中心點。標石表面應有GPＳ點名及施測單位名稱。4。3.2GPS點的標石可按附錄C預制，亦可現(xiàn)場澆制.埋設時坑底應填以砂石并固密實，或現(xiàn)澆20cm厚的混凝土.埋設的GPS點應待沉降穩(wěn)定后方可使用。4．３．3ＧＰS點位于山區(qū)巖石地段時,可利用基巖鑿成坑穴，埋入中心標志并澆灌混凝土。標石頂端外形尺寸應符合附錄C的規(guī)定.4.３.4GPＳ點位于耕作地區(qū)時,應埋設于非耕種地上，并露出地面少許；當必須埋設于耕地時，標石頂面應埋設于耕種表土層以下。對冰凍地區(qū),其埋設深度應大于該地區(qū)的冰凍深度.4．3.５ＧPS點位于沙丘或土層疏松地區(qū)，應適當增大標石尺寸和基坑底層現(xiàn)澆混凝土的面積與厚度。4。3.6當有牢固永久性建筑物可用以設置標石時，可在建筑物上鑿孔埋入中心標志并澆灌混凝土，其頂端外形尺寸應符合附錄C的規(guī)定。4。3．7利用原有平面控制點時,應確認該點標石完好，并符合同級GPS點觀測與埋石要求，且能長期保存。4.3.8為特殊構造物而設計的一、二級GPS控制網(wǎng)可視需要埋設有強制對中裝置的觀測墩。4.3．9所有ＧPS點在埋石處應設置明顯的指向標志,并現(xiàn)場繪制交通路線略圖,填寫點之記。５觀

測5。1技術指標5。1．１GPS控制網(wǎng)觀測基本技術指標規(guī)定見表5。1。1。表５．1．1ＧPＳ控制網(wǎng)觀測基本技術指標。級別項目一級二級三級四級衛(wèi)星高度角（°)≥15≥1５≥15≥15數(shù)據(jù)采集間隔（s）≥１5≥1５≥15≥１5觀測時間靜態(tài)定位（ｍin）≥９０≥60≥45≥40快速靜態(tài)（min)≥2０≥15≥４0點位幾何圖形強度因子(ＧDOP)≤6≤６≤８≤8重復測量的最少基線(０/0)≥５≥5≥５≥５施測時段數(shù)≥2≥2≥1≥1有效觀測衛(wèi)星總數(shù)６6445.2觀測計劃５。２。１進入測區(qū)前，應事先編制GＰＳ衛(wèi)星可見性預報表。預報表應包括可見衛(wèi)星號﹑衛(wèi)星高度角﹑方位角﹑最佳觀測星組﹑最佳觀測時間﹑點位圖形強度因子﹑概括位置坐標﹑預報歷元﹑星歷齡期等。5.2。2觀測作業(yè)前，應根據(jù)接收機臺數(shù)﹑GＰS圖形﹑衛(wèi)星可見性預報表編制觀測計劃。在實施中，應依照實際作業(yè)情況，及時作出調整.5。2。3觀測作業(yè)后,應及時繪制聯(lián)測草圖以備后續(xù)作業(yè)調度使用。５.３作業(yè)要求5．3。1觀測組必須執(zhí)行調度計劃，按規(guī)定的時間進行同步觀測作業(yè)。５。3。2觀測人員必須按照GＰS接收機操作手冊的規(guī)定進行觀測作業(yè)。5。3。3天線安置在腳架上直接對中整平時，對中精度為1mｍ.5．３.４天線安置在覘標上時,應將標志中心投影至基板上，然后在基板上對中整平.如覘標頂部對信號和信息有干擾，則應卸去。5。３。５每時段觀察應在測前﹑測后分別量取天線高。兩次天線高之差應不大于3mm，并取平均值作為天線高。5．3.6觀測時應防止人員或其它物體觸動天線或遮擋信號。5。３．7接收機開始記錄數(shù)據(jù)后，應隨時注意衛(wèi)星信號和信息存儲情況.當接收或存儲出現(xiàn)異常時,應隨時進行調整,必要時應及時通知其它接收機以調整觀測計劃。5．３.８在現(xiàn)場應按規(guī)定作業(yè)順序填寫觀測手簿,不得事后補記.觀測手簿的格式見附錄Ｄ。5。3．9經檢查所有規(guī)定作業(yè)項目全部完成，且記錄完整無誤后方可遷站。5。3.1０每日觀測結束后，應將外業(yè)數(shù)據(jù)文件及時轉存到磁盤上，不得作任何剔除或刪改。磁盤應貼好標簽，并妥善保存。６基線解算與檢核６．0．1外業(yè)觀測結束后及時進行觀測數(shù)據(jù)的處理和質量分析，檢查其是否符合規(guī)范或技術設計要求.6。0。2基線解算中所需的起算點坐標，可按下列順序選用:—-國家或其它等級高的GPS控制網(wǎng)點的既有WGS-—８4坐標值；－—國家或其它等級高的控制點轉換至WGS—84的坐標值；－－GＰＳ單點定位觀測2h以上的平差值提供的ＷGS—-8４坐標值。6.0。３當GPS控制網(wǎng)點間距離小于20kｍ時,可不考慮對流層和電離層的修正;當大于２0ｋm時,每時段應于始﹑中﹑終各觀測一次氣象元素，并采用標準模型加入對流層和電離層的修正.６.０．4采用M臺接收機同步觀測時,每一時段應解算出M（M-1)/２條GＰＳ基線向量邊,并計算出該觀測時間段的同步環(huán)坐標分量閉合差。當各基線的同步觀測時間超過觀測時間的80/100時，其閉合差值應符合式（６.0．4－1）－（6.0。4－4）的要求。Ｗｘ≤(√n／5）·σ(６﹒0﹒4－1）Wy≤（√ｎ/5）·σ(６﹒０﹒4—2）Wz≤(√n／5）·σ(６﹒0﹒4－3）W＝√Wx２+Wy2＋Wz2≤(√3n／５)·σ（6﹒0﹒4－４）式中：W—同步環(huán)坐標分量閉合差（mｍ）;σ—弦長標準差(mｍ）；n--同步環(huán)中的邊數(shù).當各基線同步觀測時間為觀測時間性段的40/100－80/100時，其同步環(huán)坐標分量閉合差可適當放寬。當各基線同步觀測時間少于觀測時間段的4０／１0０時，應按異步環(huán)處理。6.0。５由獨立觀測邊組成的異步環(huán)的坐標分量閉合差應符合式（6﹒0﹒5－１)—(6﹒０﹒5-4)的規(guī)定:Ｖx≤３√ｎ·σ（6﹒0﹒5—１）Vy≤３√n·σ(6﹒0﹒５-２)Vz≤3√n·σ(6﹒０﹒5—３）Ｖ≤３√3n·σ(6﹒0﹒5－４)式中：Ｖ—異步環(huán)坐標分量閉合差(ｍｍ）；σ—弦長標準差(mm）;n–異步環(huán)中的邊數(shù)。6。0.6同一條邊任意兩個時段的成果互差,應小于GＰS接收機標準精度的2√2倍。6.0．７當網(wǎng)中有兩個或兩個以上已知點時,應按本規(guī)范第6﹒0﹒５條的規(guī)定計算已知點之間的附合閉合差。６．0.8當檢查或數(shù)據(jù)處理時發(fā)現(xiàn)觀測數(shù)據(jù)不能滿足要求,應對成果進行全面的分析,并對其中部分數(shù)據(jù)進行補測或重測,必要時全部數(shù)據(jù)應重測.7ＧＰＳ控制網(wǎng)平差計算7．0.1平差時應首先以一個點的ＷGＳ－8４系坐標作為起算依據(jù)進行無約束平差,檢查ＧPS基線向量網(wǎng)本身的內符合精度、基線向量間有無明顯的系統(tǒng)誤差，并剔除含有粗差的基線邊。7.0。2當用M臺接收機同步觀測時,應從計算出的Ｍ（M—1)/2條GPＳ觀測邊中選取（M－1)條邊參加GPS網(wǎng)平差計算。選取的原則是：——獨立的觀測邊;——網(wǎng)形構成非同步閉合環(huán),不應存在自由基線;－-必須不含明顯的系統(tǒng)誤差；——組成的閉合環(huán)基線數(shù)和異步環(huán)長度應盡量小.7。0。３在進行GPS控制網(wǎng)平差前，應根據(jù)實際需要選定起算數(shù)據(jù)和相應的地面坐標,并應對起算數(shù)據(jù)的可靠性及精度進行檢查分析.7。０.4GPS控制網(wǎng)可以采用三維約束平差或二維約束平差法。約束平差時，約束點的坐標、距離或方位角可作為強制約束的固定值,也可作為加權觀測值。當采用三維約束平差時，可只假定一個點的大地作為高程起算數(shù)據(jù)。當采用二維約束平差時,應先將三維ＧＰＳ基線向量轉換為二維基線向量。７．0．5當GPS控制網(wǎng)分為多個投影帶，且在分差交界附近聯(lián)測國家控制點時，可分片進行平差。平差時應有一定數(shù)量的重合點,重合點位互差不得大于兩倍的點位中誤差。７．0．６平差結果應輸出所選直角坐標的三維或二維坐標、基線向量改正數(shù)、基線長、方位、點位精度、轉換參數(shù)及其精度，并同時輸出單位權中誤差及其它要求輸出的內容.7．０．7為計算GPS控制網(wǎng)點的正常高,先利用已聯(lián)測高程的ＧPＳ點正常高和經ＧPS控制網(wǎng)平差得到的大地高，求其高程異常值,然后采用擬合或插值等方法求其它GPＳ點的高程異常值和正常高。7．0.8計算結束后，應對所處理的數(shù)據(jù)及結果進行分析，并寫入總結報告。８成果驗收與資料提交8。0.1GＰS測量工作結束后應編寫技術總結，并按《測繪產品檢查驗收規(guī)定》(CH1002—95）和《測繪產品質量評定標準》(CH10０３—95)的要求進行驗收。8.0．２GＰS測量工作技術總結應包括：-—任務來源、項目名稱、施測目的、施測單位及施量起訖時間,參加作業(yè)人員、工作量及作業(yè)簡況;—－作業(yè)依據(jù)及技術精度要求;-—測區(qū)范圍與位置、測區(qū)概況，測區(qū)已有測量資料情況及檢核、采用情況;－-ＧPＳ接收機型號、數(shù)量及相應的技術參數(shù)，儀器檢驗情況等;——坐標系統(tǒng)與起算數(shù)據(jù)的選定及相應的參數(shù);－-選點、埋石情況；－-野外觀測方案、作業(yè)中的問題、觀測成果檢查以及執(zhí)行技術規(guī)定情況；--觀測數(shù)據(jù)質量分析與野外檢核計算情況;－—數(shù)據(jù)處理軟件以及處理過程說明；-—平差計算和精度分析；－—存在問題和需要說明的問題；-－各種附表和附圖.8。0。3成果驗收的重點:—-接收機檢驗方法和結果；——GＰＳ控制網(wǎng)網(wǎng)形設計與聯(lián)測圖；--ＧPS控制網(wǎng)的布設應滿足公路路線及大型構造物勘察設計與施工放樣的要求；－—起算數(shù)據(jù)和坐標系統(tǒng)的選擇；-—野外資料的檢核與計算;－－數(shù)據(jù)處理、平差過程及其成果精度。８。0.４提交的資料應包括：-—測量任務書和技術設計書(或大綱)；—-GPS接收機檢驗資料;-—衛(wèi)星可見性預報和觀測計劃;－—GPS坐標成果表；--點之記;—－觀測手簿和存儲介質(包括數(shù)據(jù)處理過程中生成的文件)；—-平差計算資料和成果磁盤;--GPS聯(lián)測示意圖;－-標注有GPS點位的1：1０0０0或者1：500０0地形圖；-—所使用的原始資料；-—技術總結和成果驗收報告.附錄A大地坐標系有關資料A1WGＳ－84大地坐標系的地球橢球基本參數(shù)、主要幾何和物理常數(shù)A1.1地球橢球基本參數(shù)長半徑a=６37813７ｍ地球引力常數(shù)(含大氣層)GM＝３986005×１08m３s-2正?；A帶諧系數(shù)Ｃ２。0=－４8４．1６68５×10－６地球自轉角速度w＝72９２115×10—11rａds－1Ａ１。２主要幾何和物理常數(shù)短半徑ｂ＝6356752．3142m扁率ａ＝1/2９8．２572２３５６3第一偏心率平方ｅ2=0。０0６6９４379９9013第二偏心率平方e2=0.00６7３９496７４2227橢球正常重力位u0=６２６3686０.8４97m2s－2赤道正常重力ye=９.970326７７14ｍs－2Ａ21９８0西安坐標系的參考橢球基本參數(shù)、主要幾何和物理常數(shù)A２．1參考橢球基本參數(shù)長半徑a=6378140m地球引力常數(shù)（含大氣層）ＧM=398６005×108ｍ3s-２二階帶諧系數(shù)Ｊ2＝108２。６3×10－６地球自轉角速度w=７29２115×10—1１rads—1A2.2主要幾何和物理常數(shù)短半徑b＝635６7５5。2882m扁率ａ=1／２9８。257第一偏偏心率平方e2＝0.0０669４3８４99959第二偏偏心率平方ｅ2=0.0０6７395０１８１９4７橢球正常重力位u０=62６36830m２s—2赤道正常重力y0=９．780３１8ms－2A31９54年北京坐標系參考橢球的基本幾何參數(shù)長半徑a=6378２4５m短半徑b=635６８63．0188m扁率a=1/29８．3第一偏心率平方e2=0.00669３４21622９６6第二偏心率平方e２=0．00６73８５25414683

附錄BGPS點之記工程名稱：點名等級所在地地類土質凍土深度交通情概述況交通路線略圖點位略圖埋石斷面及類型圖選點情況單位選點員日期是否需聯(lián)測高程建議聯(lián)測等級埋石情況單位埋石員日期保管人及地址備注調制：校核：

附錄DGPＳ觀測手簿工程名稱：點名等級觀測者記錄者接收機名稱接收機編號定位模式開機時間hmｉn關機時間ｈmin站時段號日時段號天線高（mm）測前測后平均日期存儲介質編號及數(shù)據(jù)文件名時間跟蹤衛(wèi)星號(PＲN）干溫（℃)濕溫（℃)氣壓（mb）測站大地高（ｍ)GDＯP經度(°‘“）緯度（°‘“)備注

附錄E本規(guī)范用詞說明一、本規(guī)范條文,要求執(zhí)行的嚴格程度的用詞，說明如下:1.表示很嚴格,非這樣做不可的用詞:正面詞一般采用“必須”；反面詞一般采用“嚴禁”。2．表示嚴格，在正常情況下均應這樣做的用詞：正面詞一般采用“應”；反面詞一般采用“不應”或“不得”。3。表示允許稍有選擇,在條件可時首先應這樣做的用詞：正面詞一般采用“宜”或“可”；反面詞一般采用“不宜".二、條文中指明應按其他有關標準、規(guī)范執(zhí)行的寫法為:“應按……執(zhí)行"或“應符合……要求或規(guī)定".非必須按所指定的標準、規(guī)范或其他規(guī)定執(zhí)行的寫法為:“可參照……”。附件《公路全球定位系統(tǒng)(GＰS）測量規(guī)范》

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??條文說明1﹒總則1.0．１自198０年第一臺商ET用ＧPＳ接收機問世以來,隨著ＧPS工作衛(wèi)星的不斷入軌和GPＳ接收機性能的不斷提高和改進,GＰS測量技術已廣泛應用于我國國民經濟建設的各個部門.公路測設部門是80年代后期開始運用ＧPS測量技術的。由于公路建設的特點,無論是在測量原則,還是在測量精度和作業(yè)方法等方面均有別于其它行業(yè)。因此,為了將GＰS商量技術更好地應用于公路工程建設，有必要制定本規(guī)范。目前ＧPＳ測量技術在公路測設中主要用于建立公路工程測量控制網(wǎng)。最近推出RＴK方法后雖可使運用范圍擴大，但由于尚處于推廣階段，故本規(guī)范規(guī)定的應用范圍是公路測量控制網(wǎng)的布設與測量。作為建立公路測量控制網(wǎng)的主要手段之一，GPＳ定位技術應用于公路建設的主要方法是靜態(tài)相對定位及快速靜態(tài)定位.因為這兩種方法能夠獲得高精度的定位，故本規(guī)范規(guī)定了按靜態(tài)相對定位及快速靜態(tài)定位建立測量控制網(wǎng)的方法。1。0。4《公路勘測規(guī)范》（JＴJ06１）中根據(jù)公路等級及所需的測量精度等規(guī)定了相應的控制測量等級。ＧPS測量作為建立公路測量控制網(wǎng)的有效手段之一,為保證各規(guī)范間的銜接和一致，ＧＰS控制網(wǎng)的等級是根據(jù)《公路勘測規(guī)范》（JTＪ06１)中相對應的具體規(guī)定確定的。1．0．６ＧPS測量的時間系統(tǒng)采用協(xié)調世界時(ＵTC）,而實際作業(yè)人員為調度方便起見，一般在記錄時采用北京標準時（ＢST).因此本規(guī)范規(guī)定在“GPS觀測手簿”中的有關觀測作業(yè)計劃及開關機時間可采用北京標準時（ＢST)。兩者可用ＢST=UＴC+8ｈ式進行換算。3GPS控制網(wǎng)分極與設計3.1．1ＧPＳ控制網(wǎng)分級GPS測量技術具有精度高、靈活性強等特點,各等級的觀測方法和觀測時間沒有很大差異,但為了和《公路勘測規(guī)范》（JＴJ06１）相適應,根據(jù)公路勘測的特點，將GＰS控制網(wǎng)分為一、二、三、四級共四個等級.ＧＰS控制網(wǎng)與《公路勘測規(guī)范》（ＪＴJ0６1）中公路平面控制測量等級關系見表３．1.1。表3.１。1GPS控制網(wǎng)與公路平面控制測量等級關系ＧPS控制網(wǎng)公路平面控制測量ＧPＳ控制網(wǎng)公路平面控制測量一級二等三角三級四等三角、導線二級三等三角、導線四級一級小三角、導線GPＳ控制網(wǎng)等級與主要技術指標中有關每對相鄰點間的平均距離,是根據(jù)公路勘測中的實際情況確定的。如四級GＰS控制網(wǎng)主要是直接作為高速公路的施工控制網(wǎng),其平均距離規(guī)定為5０0ｍ較為適宜;三級GPＳ控制網(wǎng)主要是作為高速公路的首級控制網(wǎng)，測設時還需在此基礎上加密低一級控制網(wǎng),GPS控制網(wǎng)中的點作為加密低一級控制網(wǎng)的起算數(shù)據(jù)，其每對相鄰點間的平均距離規(guī)定為1km較為適宜；一、二級ＧPS控制網(wǎng)，主要應用于大型橋梁、隧道等測量控制網(wǎng)的建立，其實際作業(yè)中要求相鄰點間的平均距離較長。表中固定誤差和比例誤差的規(guī)定是既考慮到施測控制網(wǎng)的等級，又結合目前接收機發(fā)展的狀況而確定的.點位中誤差是指ＧPＳ控制網(wǎng)中的點相對于聯(lián)測的高等級控制點的相對點位誤差。3．2GPS控制網(wǎng)設計３.2。2為了使ＧPＳ控制網(wǎng)投影長度變形值小于2．5cm／kｍ，必要時可采用公路抵償坐標系。公路低償坐標系除可移動中央子午線外,亦可選擇自己的參考橢球。一般情況下該橢球的中心、軸向和扁率與國家參考橢球相同，只不過其長半徑有一改正量。設某公路抵償坐標系位于海拔高程為h的曲面上,該地的大地水準面差距為ξ,則該曲面離國家參考橢球的高度（ｈn）為：ｈn＝h+ξ（３.2。２-1）長半徑的改正量為：ｄa=（a/Ｎ）ｈn(３。2．2-2）式中：dａ——橢球長半徑的改正量(m）a-—國家參考橢球的長半徑（ｍ）Ｎ——抵償坐標系控制網(wǎng)原點在國家參考橢球中卯圈的曲率半徑（m）則公路抵償坐標系參考橢球的長半徑aL為：aL＝a＋dａ（３.2．２—3）GPS定位成果是相對于WGS—８4橢球而言的，地方抵償坐標系坐標是相對于某一地方橢球而言的，因此必須將GPＳ定位成果投影成與國家大地測量控制網(wǎng)或地方獨立控制網(wǎng)相匹配容。其要點是使GPS基線向量網(wǎng)與常規(guī)地面測量控制網(wǎng)原點重合，起始方位一致，這樣使兩者在方向和尺度上均具有可比性。兩者在起始方向上的偏差可利用地面網(wǎng)原點至起始方位點的大地方位角A0和GＰＳ控制網(wǎng)相應方位上的大地方位角A求得。顯然，兩坐標系在起始方向上的偏差對轉換精度具有直接的影響。坐標系轉換關系的確定＋是根據(jù)兩坐標系公共點的坐標來確定的,其公式如下：XiｓXitYis=Yit＋CＴ（3.2.2-4)ＺisZit式中:Ｔ＝[△Ｘ△Ｙ△ZKεxεyεｚ]1０0Xｉｔ0-ＺitYiC=010ＹｉtZ０－Ｘiｔ０01Ｚit－YitＸit0Xiｔ，Yit，Zｉt，；Xit，Yit，Zit-公共點在兩坐標系中的坐標；εx,εy，εz—兩坐標系間的旋轉參數(shù)；K-兩坐標系間的尺度比.影響轉換參數(shù)求定精度的主要因素有:(1)地面網(wǎng)觀測值與衛(wèi)星網(wǎng)觀測值不匹配;（2）地面網(wǎng)坐標精度和衛(wèi)星網(wǎng)的精度；（3)公共點的分布情況等。３．2.4“必要時”是指東西方向的路線過長時，即使采用抵償坐標系，仍然難以保證其投影長度變形值小于2.5cm/km,為此，可將整個路線分成多個投影帶。在分帶附近布設一對相互通視的GPＳ點,是為使采用其它測量方法進行加密和擴展時兩分帶在該處的坐標能統(tǒng)一和唯一.3。2。5一項公路工程中往往分布著多種大型構造物,如橋梁、互通立交、隧道等,為保持ＧPＳ控制網(wǎng)精度的一致性，使用構造物測量控制網(wǎng)與路線測量控制網(wǎng)協(xié)調一致,無論其等級如何，應一次設計、布設、平差。而對于特殊構造物,由于它們對測量精度要求高,故在進行GＰＳ控制網(wǎng)平差時,可以先將特殊構造按首級控制網(wǎng)平差，然后把首級控制網(wǎng)點作為固定點，對次級網(wǎng)平差。為提高GＰS控制網(wǎng)的精度,也可將兩級網(wǎng)聯(lián)合進行統(tǒng)一平差.3．2．６ＧPＳ控制網(wǎng)作為公路工程項目的首級控制網(wǎng)時,每隔5ｋm應布設一對相互通視的GPS點，是為在采用其它測量方法進行加密時可布設成附合導線的形式。當GＰS控制網(wǎng)直接作為施工控制網(wǎng)時,每一點至少與一個相鄰點通視，是為了便于施工放樣順利進行。３．2.7衡量GPＳ控制網(wǎng)測量質量高低的主要指標與其它測量方法一樣，同樣是精度和可靠性.采用不同的布網(wǎng)方法，其總基線數(shù)、獨立基線數(shù)、剩余獨立基線數(shù)均不會相等,其同步環(huán)閉合條件、異步環(huán)閉合條件亦不相同，因而控制網(wǎng)的精度、可靠性等也不同。顯然,閉合條件越多，其精度和可靠性越好,因此在布網(wǎng)時應盡可能使整個網(wǎng)中包含較多閉合條件。3．2。8評定基線處理結果質量的重要依據(jù)之一是非同步環(huán)閉合差。為避免基線過多時誤差可能相互掩蓋，所以組成非同步環(huán)的基線數(shù)不宜過多；根據(jù)經驗與測算，對不同等級的基線數(shù)作了具體的規(guī)定。3.2．9所謂網(wǎng)連式布網(wǎng),是指相鄰同步圖形之間有兩個以上公共點相連接的布網(wǎng)方法；所謂邊連式布網(wǎng)，是指相鄰同步圖形之間僅有兩個公共點相連的布網(wǎng)方法；所謂鉸鏈導線式布網(wǎng)是指沿路線方向,布設成具有多個結點且同步環(huán)與同步環(huán)相套的布網(wǎng)方法；所謂點連式布網(wǎng)，是指相鄰同步圖形之間僅有一個公共點連接的布網(wǎng)方法.顯然依圖形幾何強度和可靠性指標由強到弱的布網(wǎng)方式分別為網(wǎng)連式、邊連式、鉸鏈導線式和點連式,據(jù)此規(guī)定了各級網(wǎng)的布網(wǎng)方式。3。２。10要求GPＳ控制網(wǎng)應同附近國家平面控制點聯(lián)測，是將國家平面控制點坐標作為ＧPS控制網(wǎng)成果轉換的起算數(shù)據(jù)，因此要求聯(lián)測點應具有高的精度、一定的數(shù)量和密度。聯(lián)測的點數(shù)必須是兩個以上，其中一個作為GＰS控制網(wǎng)在地面坐標系中的定位起算點,兩個點間的方位和長度作為ＧPS控制網(wǎng)在地面坐標系內的定向、長度的起算數(shù)據(jù)；為保證地面點的正確性和可靠性，至少還需一個點作為檢核點，所以規(guī)定聯(lián)測的國家平面控制點應不少于3個。當測區(qū)較大時,還應適當增加聯(lián)測點的數(shù)量。根據(jù)國內外的研究和實踐證明，應聯(lián)測3—5個精度高、分布均勻的點；為了能使各個投影帶平差,在分帶附近還應聯(lián)測一個平面控制點。3．２。11GＰＳ控制網(wǎng)進行高程聯(lián)測的目的是使GPS控制網(wǎng)所測的大地高有效地轉化為海拔高程.GＰS控制網(wǎng)所測高程是大地高，它是相對于數(shù)字表面—橢球面的高程，而我們實際使用的是正常高,是相對于大地水準面的高程。大地水準面和參考橢球面之間存在著一個差值,稱之為大地水準面差距。該差距是一個變化量,隨地點的不同而不同。求大地水準面差距有兩種方法，一是大地水準面模型法,目前使用較多的模型有美國的ＲaｐｐOｓｕ91Ａ、英國的osu91A等；二是利用GPS網(wǎng)中的水準點,求其正常高與ＧＰＳ大地高之差，然后對其它各點求出改正數(shù)。一般進行二次多項式擬合：Ｄｈ=a０+a1x+a２ｙ＋ａ3xy+a４ｘ2+a5y2(3。2.１１)式中:Dｈ—GＰＳ點正常高與大地高之差（mm);aｉ（Ｉ=0，…，5）—二次多項式系數(shù);x,y—GPS點的縱橫坐標（m)。為了使求得的正常高準確，至少應聯(lián)測6個以上的水準點,如少于6個則只能進行線性改正。另外，水準點的分布應均勻并在測區(qū)的周邊，以盡可能避免外推和保證內插的精度。根據(jù)我國對GＰS高程聯(lián)測的經驗，當水準點間距在２0ｋｍ—３0ｋm時,平原和丘陵地區(qū)高程精度可達到厘米級，山區(qū)也可達到10ｃm—2０cｍ。當測區(qū)內地形復雜時,則聯(lián)測點的數(shù)量和分布要求較高，這是由于需要詳細的大地水準面才能有效地解決GPS大地高往海拔高程轉換的問題。至于聯(lián)測點的高程精度問題，只要求達到不對求定大地水準面差距產生顯著影響的程度即可。另外理論和試驗表明，大地高誤差除使高程方向產生的變形最大外，還使平面路線方向產生較大的變形。當高程基準誤差等于0。5ｍ時，進行三維約束平差造成ＧPＳ控制網(wǎng)的變形已大于網(wǎng)的觀測誤差，因此,對作為基準點的高程聯(lián)測點的精度也應引起足夠的重視。四等水準測量可達到要求并且較易施測,因此規(guī)定應以不低于四等水準測量的方法進行聯(lián)測。4選點與埋石４．2。4GPS衛(wèi)星定位誤差主要有三種原因：（1）GPS信號的自身誤差(包括ＳＡ技術帶來的人為干涉誤差）,簡稱衛(wèi)星誤差;（2)GPS信號的傳播誤差；(3)ＧPS信號接收機的誤差。對于GPＳ相對定位而言；關鍵在于傳播誤差,它是由電離層和對流層的時延誤差以及多路徑誤差所致。對于前者在觀測和數(shù)據(jù)處理時采用一定的措施可有所減弱，而多路徑誤差則與點位的選擇相關，因此選擇的點位附近不應有強烈干擾衛(wèi)星信號接收的物體。點位離開高壓輸電線路的距離除與輸電線路的電壓高低有關外，還與輸電線路的走向、衛(wèi)星分布象限等因素有關，比較復雜,實際作業(yè)過程中應量遠離高壓輸電線路.４.3.2GPS點埋設后,均需等待一段時間后方可認為“穩(wěn)定”。時間長短與點的等級、點位埋設位置等情況有關,一般對冰凍地區(qū)至少要經過一個解凍期；位于軟土地區(qū)至少要經過一個雨季.4。3．4GＰS標石埋設于非耕地時應露出地面少許，是為便于尋找；當埋設于耕種地時應埋設于耕種表土層以下，是為利于標石的保存。５觀測５。１.1一個完整的載波相位觀測值應由整未知數(shù)ＮO、整周數(shù)部分Int(β)和不足一整周的部分Fr（β)等構成。其中不足一整周的部分可以通過相位差法準確確定，整周數(shù)部分亦可利用衛(wèi)星間求差等方法對周跳進行探測及修復而得出正確的數(shù)值，因此能否正確確定整周未知數(shù)是定位精度的關鍵所在。表態(tài)定位中之所以要觀測較長時間,其主要目的就是為了正確確定整周未知數(shù)?？焖凫o態(tài)定位是利用初次平差中所提供的所有信息，如解矢量、相應的協(xié)因數(shù)陣、單位權方差等采用假設檢驗的方法進行基線解算。在短基線上進行快速靜態(tài)定位時，采用雙頻接受機只需觀測1mｉn便能成功地確定整周未知數(shù),單頻接收機觀測7-8顆衛(wèi)星也能在幾分鐘內確定整周未知數(shù)。一般快速靜態(tài)定位在已解出整周未知數(shù)的情況下觀測１mｉｎ—2min就可達到厘米級的精度,但為保險起見,給予一定的精度儲存，對各級GＰS控制網(wǎng)仍規(guī)定了較長的觀測時間.當單頻接收機采用快速靜態(tài)定位方法施測GPS控制網(wǎng)時，其觀測時間均應大于1５min。一級ＧPS控制測量主要應用于跨江河、海峽等施工時對測量精度具有特殊要求的橋梁、隧道等特殊構造物的測量控制網(wǎng)，可靠性及精度要求較高,而快速靜態(tài)定位方法對直接觀測基線不構成閉合圖形，因此本規(guī)范不提倡使用快速靜態(tài)定位方法建立類似的測量控制網(wǎng).6基線解算與檢核6.0。2基線解算時，必須固定一點作為起算點。該起算點在WGＳ-84