GPS在工程测量中的应用论文.docx

包头铁道职业技术学院毕业设计说明书（毕业论文） 题 目：GGPS在在工程测测量中的的应用 学生生姓名：徐冬 学 号：2200992111000028 专 业：工工程测量量技术 班 级：009011班 指导导教师：全志强强包头铁道职业技术学院毕业设计论文GPS在在工程测测量中的的应用摘要GPS 技术是是当今信信息社会会发展最最快的技技术之一一，GPPS 定定位技术术以其速速度快,精 度度高,全全天候,不受通通视条件件限制、费用省省、操作作简便等等优良特特性被广广泛应用用于大 地控制制测量中中 。时时至今日日，可以以说 GGPS 定位技技术已完完全取代代了用常常规测角角、测 距手段段建立大大地控制制网。我我们一般般将应用用 GPPS 卫卫星定位位技术建建立的控控制网叫叫 GPPS 网网。归纳纳起来大大致可以以将 GGPS 网分为为两大类类：一类类是全球球或全国国性的高高精度 GPSS 网， 其主主要任务务是做为为全球高高精度坐坐标框架架或全国国高精度度坐标框框架，为为全球性性 地球球动力学学和空间间科学方方面的科科学研究究工作服服务，或或用以研研究地区区性的板板块运动动 或地地壳形变变规律等等问题。另一类类是区域域性的 GPSS 网，包括城城市或矿矿区 GGPS 网， GPSS 工程程网等，这类网网中的相相邻点间间的距离离为几公公里至几几十公里里，其主主要任务务是 直直接为国国民经济济建设服服务。本文通过过利用 GPSS 对实实地进行行数据采采集，并并得出使使用 GGPS 测量具具有效率率高、费费用省的的结论。关键词:GPSS 网，全球定定位系统统，约束束平差，GPSS 静态态定位测测量目录摘要II第一章 引言11.1 GPSS 简介介 11.2 GPSS 在我我国发展展历程  11.3 GPSS 系统统的应用用前景  3第二章 GPSS 测量量 42.1 RTKK 测量量 42.1.1 RRTK 技术的的应用  42.1.2 RRTK 技术的的基本原原理 42.2 GPSS 静态态定位测测量 52.2.1 GGPS 静态定定位在测测量中的的应用  5 2.22.2 布设 GPSS 基线线向量网网的工作作步骤  5第三章  GPSS 网的的布设  73.1 GPSS 基线线向量网网的等级级 73.2 GPSS 网的的设计准准则 73.2.1 出出发点  73.2.2 GGPS 网布网网作业准准则 7 3.33 GPPS 基基线向量量网的布布网形式式 8 3.44 采用用同步图图形扩展展的布网网形式布布设 GGPS 向量网网的作业业方9第四章  GPSS 基线线解算1114.1 GPSS 基线线解算的的分类111 4.11.1 单基线线解算  114.1.2 多多基线解解 114.2 GPSS 基线线解算的的基本原原理1114.2.1 初初始平差差 114.2.2 整整周未知知数的确确定 114.2.3 确确定基线线向量的的固定解解 124.3 GPSS 基线线解算的的过程  124.4 影响 GPSS 基线线解算的的因素及及其应对对方法  12 4.44.1 影响 GPSS 基线线解算结结果的几几个因素素124.4.2 影影响 GGPS 基线解解算结果果因素的的判别及及应对措措施133第五章  GPSS 基线线向量网网平差  145.1 GPSS 网平平差分类类 14 5.11.1 三维平平差和二二维平差差 145.1.2 无无约束平平差、约约束平差差和联合合平差  14 5.22 GPPS 网网平差的的过程  14第六章  结论   16参考文献献  177致谢   1818第一章 引言言1.1  GPSS 简介介GPS 即全球球定位系系统（GGlobbal Possitiioniing Sysstemm）是美美国从本本世纪 70 年 代代开始研研制，历历时 220 年年，耗资资 2000 亿亿美元，于 119944 年全全面建成成，具有有在海、 陆、空进行行全方位位实时三三维导航航与定位位能力的的新一代代卫星导导航与定定位系统统。经近近 100 年我我国测绘绘等部门门的使用用表明，GPSS 以全全天候、高精度度、自动动化、高高效益等等显 著著特点，赢得广广大测绘绘工作者者的信赖赖，并成成功地应应用于大大地测量量、工程程测量、航 空空摄影测测量、运运载工具具导航和和管制、地壳运运动监测测、工程程变形监监测、资资源勘察察、 地地球动力力学等多多种学科科，从而而给测绘绘领域带带来一场场深刻的的技术革革命11。 全球定定位系 统（GGlobbal Possitiioniing Sysstemm）是美美国 第第二代卫卫 星导导航系 统。是是在子午午仪卫星星导航系系统的基基础上发发展起来来的，它它采纳了了子午仪仪系统的的成功 经验。和子午午仪系统统一样，全球定定位系统统由空间间部分、地面监监控部分分和用户户接收 机三大大部分组组成。 按目前前的方案案，全球球定位系系统的空空间部分分使用 24 颗高度度约 22.022 万千千米的卫卫 星组组成卫星星星座。2133 颗卫卫星均为为近圆形形轨道，运行周周期约为为 111 小时时 588 分，分 布布在六个个轨道面面上（每每轨道面面四颗），轨道道倾角为为 555 度。卫星的的分布使使得在全全 球的的任何地地方，任任何时间间都可观观测到四四颗以上上的卫星星，并能能保持良良好定位位解算精精 度的的几何图图形（DDOP）。这就就提供了了在时间间上连续续的全球球导航能能力。 地面监监控部分分包括四四个监控控站、一一个上行行注入站站和一个个主控站站。监控控站设有有 GPPS 用用户接收收机、原原子钟、收集当当地气象象数据的的传感器器和进行行数据初初步处理理的计 算机。监控站站的主要要任务是是取得卫卫星观测测数据并并将这些些数据传传送至主主控站。主控 站设在在范登堡堡空军基基地。它它对地面面监控部部实行全全面控制制。主控控站主要要任务是是收集 各监控控站对 GPSS 卫星星的全部部观测数数据，利利用这些些数据计计算每颗颗 GPPS 卫卫星的轨轨道和 卫星钟钟改正值值。上行行注入站站也设在在范登堡堡空军基基地。它它的任务务主要是是在每颗颗卫星 运行至至上空时时把这类类导航数数据及主主控站的的指令注注入到卫卫星。这这种注入入对每颗颗 GPPS 卫卫星每天天进行一一次，并并在卫星星离开注注入站作作用范围围之前进进行最后后的注入入。定位位系统具具有性能能好、精精度高、应用广广的特点点，是迄迄今最好好的导航航定位系系统。随随 着全全球定位位系统的的不断改改进，硬硬、软件件的不断断完善，应用领领域正在在不断地地开拓， 目前前已遍及及国民经经济各种种部门，并开始始逐步深深入人们们的日常常生活。1.2 GPSS 在我我国发展展历程新中国成成立后，我国的的航天科科技事业业在自力力更生、艰苦创创业的征征途上，逐步 建立和和发展，跻身于于世界先先进水平平的行列列，成为为世界空空间强国国之一。从 119700 年 4 月月把第一一颗人造造卫星送送入轨道道以来，我国已已成功地地发射了了三十多多颗不同同类型的的人 造造卫星，为空间间大地测测量工作作的开展展创造了了有利条条件。770 年年代后期期，有关关单位在在 从事事多年理理论研究究的同时时，引进进并试制制成功了了各种人人造卫星星观测仪仪器。其其中有人人 为摄摄影仪、卫星激激光测距距仪和多多普勒接接收机。根据多多年的观观测实践践，完成成了全国国 天文文大地网网的整体体平差，建立了了 19980 年国家家大地坐坐标系，进行了了南海群群岛的联联 测。80 年代初初，我国国一些院院校和科科研单位位已开始始研究 GPSS 技术术。十多多年来，我国 的测绘绘工作者者在 GGPS 定位基基础理论论研究和和应用开开发方面面作了大大量工作作。800 年代代中 期期，我国国引进 GPSS 接收收机，并并应用于于各个领领域。同同时着手手研究建建立我国国自己的的卫 星星导航系系统。至至今十多多年来，据有关关人士估估计，目目前我国国的 GGPS 接收机机拥有量量约 在在 4 万台左左右，其其中测量量类约 50007000 台台，航空空类约几几百台，航海类类约 33 万多多 台，车载类类数千台台。而且且以每年年两万台台的速度度增加。足以说说明 GGPS 技术在在我国各各 行业业中应用用的广泛泛性22。 在大地地测量方方面，利利用 GGPS 技术开开展国际际联测，建立全全球性大大地控制制网，提提 供高高精度的的地心坐坐标。组组织各部部门（110 多多个单位位，300 多台台 GPPS 双双频接收收机）参参 加 19992 年年全国 GPSS 定位位大会战战。经过过数据处处理，GGPS 网点地地心坐标标精度优优于 00.2mm，点间间位置精精度优于于 100-8。在我国国建成了了平均边边长约定定 1000KMM 的 GPSS A 级 网网，提供供了亚米米级精度度地心坐坐标基准准。此后后，在 A 级级网的基基础上，我国又又布设了了 边长长为此 301000KM 的 BB 级网网，全国国约 225000 个点点。这样样，就为为我国各各部门的的测 绘绘工作，建立各各级测量量控制网网，提供供了高精精度的平平面和高高程三维维基准。我国已已完 成成西沙、南沙群群岛各岛岛屿与大大陆的 GPSS 联测测，使海海岛与全全国大地地网联成成一整体体。 在在工程测测量方面面，应用用 GPPS 静静态相对对定位技技术，布布设精密密工程控控制网，用于 城市和和矿区油油田地面面沉降监监测、大大坝变形形监测、高层建建筑变形形监测、隧道贯贯通测量量等精密密工程。加密测测图控制制点，应应用 GGPS 实时动动态定位位技术（简称 RTKK）测绘绘 各种种比例尺尺地形图图并用于于施工放放样 。 在航航空摄影影测量方方面，我我国测绘绘工作者者也应用用 GPPS 技技术进行行航测外外业控制制测 量量、航摄摄飞行导导航、机机载 GGPS 航测等等航测成成图的各各个阶段段。 在在地球动动力学方方面，GGPS 技术用用于全球球板块运运动监测测和区域域板块运运动监测测。 我我国已开开始用 GPSS 技术术监测南南极洲板板块运动动、青藏藏高原地地壳运动动、四川川鲜水河河地 壳壳断裂运运动，建建立了中中国地壳壳形变观观测网、三峡库库区形变变观测网网、首都都圈 GGPS 形 变变监测网网等。GGPS 技术已已经用于于海洋测测量、水水下地形形测绘。我国的的全球球定位系系 统（GPSS）测量量规范已于 19992 年年 100 月 1 日日起实施施。 此此外，在在军事部部门、交交通部门门、邮电电部门、地矿、煤矿、石油、建筑以以及农 业、气气象、土土地管理理、金融融、公安安等部门门和行业业，在航航空航天天、测时时授时、物理 探矿等等领域，也都开开展了 GPSS 技术术的研究究和应用用。在静静态定位位和动态态定位应应用技 术及定定位误差差方面作作了深入入的研究究，研制制开发了了 GPPS 静静态定位位和动态态高精度度定位 软件以以及精密密定轨软软件。在在理论研研究与应应用开发发的同时时，培养养和造就就了一大大批技 术人才才和产业业队伍。 近几几年，我我国已建建成了北北京、武武汉、上上海、西西安、拉拉萨、乌乌鲁木齐齐等永久久性 的的 GPPS 跟跟踪站，进行对对 GPPS 卫卫星的精精密定轨轨，为高高精度的的 GPPS 定定位测量量提供观观测 数数据和精精密星历历服务，致力于于我国自自主的广广域差分分 GPPS（WWADGGPS）方案的的建立， 参与与全球导导航卫星星系统（GNSSS）和和 GPPS 增增强系统统（WAAAS）的筹建建。同时时，我国国已 着着手建立立自己的的卫星导导航系统统（双星星定位系系统），能够生生产导航航型 GGPS 接收机机。 GGPS 技术的的应用正正向更深深层次发发展。1.3  GPSS 系统统的应用用前景当初，设设计 GGPS 系统的的主要目目的是用用于导航航，收集集情报等等军事目目的。但但是， 后来的的应用开开发表明明，GPPS 系系统不仅仅能够达达到上述述目的，而且用用 GPPS 卫卫星发来来的 导导航定位位信号能能够进行行厘米级级甚至毫毫米级精精度的静静态相对对定位，米级至至亚米级级精 度度的动态态定位，亚米级级至厘米米级精度度的速度度测量和和毫微秒秒级精度度的时间间测量。因 此此，GPPS 系系统展现现了极其其广阔的的应用前前景。用用 GPPS 信信号可以以进行海海、空和和陆地的的导航，导弹的的制导，大地测测量和工工程测 量的精精密定位位时间的的传递和和速度的的测量等等。对于于测绘领领域，GGPS 卫星定定位技术术已 经经用于建建立高精精度的全全国性的的大地测测量控制制网，测测定全球球性的地地球动态态参数；用 于于建立陆陆地海洋洋大地测测量基准准，进行行高精度度的海岛岛陆地联联测以及及海洋测测绘；用用于 监监测地球球板块运运动状态态和地壳壳形变；用于工工程测量量，成为为建立城城市与工工程控制制网 的的主要手手段。用用于测定定航空航航天摄影影瞬间的的相机位位置，实实现仅有有少量地地面控制制或 无无地面控控制的航航测快速速成图，导致地地理信息息系统、全球环环境遥感感监测的的技术革革命 4 。 为为适应 GPSS 技术术的应用用与发展展，19995 年成立立了中国国 GPPS 协协会，协协会下设设四个 专业委委员会，希望通通过广泛泛的交流流与合作作，发展展我国的的 GPPS 应应用技术术。可以以说， GPSS 在我我国的应应用前景景是无限限的。 第二章章G PPS 测测量2.1RRTK 测量2.1.1RTTK 技技术的应应用RTK 是 GGPS 应用中中的最新新技术，它是实实时载波波相位测测量的简简称。RRTK 技术在在 近几几年逐步步走向成成熟并不不断有新新产品问问世。利利用 RRTK 技术进进行测量量有如下下优点： 具有 GPSS 测量量所共有有的特点点，如全全球适用用，不受受气候、时间影影响，不不需通视视。 可实时时获得具具有厘米米级精度度的点位位坐标。以往都都是通过过后处理理来获得得厘米级级的 点点位坐标标，实时时处理大大大提高高了作业业的效率率，并且且保证了了数据的的质量，同时扩扩大 了了 GPPS 应应用的领领域，比比如施工工放样等等。可在运运动过程程中连续续高精度度采样。 采用用常规的的 GPPS 静静态测量量、快速速静态、伪动态态方法，在外业业测设过过程中不不能 实实时知道道定位精精度，如如果测设设完成后后，回到到内业处处理后发发现精度度不合要要求，还还必 须须返测，而采用用 RTTK 来来进行控控制测量量，能够够实时知知道定位位精度，如果点点位精度度要 求求满足了了，用户户就可以以停止观观测了，而且知知道观测测质量如如何，这这样可以以大大提提高 作作业效率率。如果果把 RRTK 用于公公路控制制测量、电子线线路控制制测量、水利工工程控制制测量、大地测测量、则则不仅可可以大大大减少人人力强度度、节省省费用，而且大大大提高高工作效效 率，测一个个控制点点在几分分钟甚至至于几秒秒钟内就就可完成成 。 采用 RTKK 时，仅需一一人使用用仪器在在要测的的地形地地貌碎部部点呆上上一二秒秒钟，并并 同时时输入特特征编码码，通过过手簿可可以实时时知道点点位精度度，把一一个区域域测完后后回到室室 内，由专业业的软件件接口就就可以输输出所要要求的地地形图，这样用用 RTTK 仅仅需一人人操作， 且不不要求点点间通视视，大大大提高了了工作效效率，采采用 RRTK 配合电电子手簿簿可以测测设各种种 地形形图，如如普通测测图、铁铁路线路路带状地地形图的的测设，公路管管线地形形图的测测设，配配 合测测深仪可可以用于于测水库库地形图图，航海海海洋测测图等。2.1.2 RRTK 技术的的基本原原理 RTK 技术，即 GGPS 实时相相位差分分。RTTK 测测量技术术是以载载波相位位观测量量为根据据 的实实时差分分 GPPS 测测量技术术，它是是测量技技术与数数据传输输相结合合而构成成的测量量系统， 一台台接收机机固定在在已知点点上做基基准站，其它接接收机安安置在运运动载体体上做流流动站， 同时时观测卫卫星。基基准站把把接收到到的所有有卫星信信息（如如基准站站的坐标标、天线线高等） 都通通过通讯讯系统传传送到流流动站。流动站站本身在在接收卫卫星数据据的同时时，也接接收基准准 站传传送的卫卫星数据据。在流流动站完完成初始始化后，把接收收到的基基准站信信息传送送到控制制 器内内（一般般是微型型计算机机），由由控制器器实时计计算出点点位坐标标并显示示出来。RTKK 系 统实施施的技术术关键是是快速准准确地求求解整周周模糊度度及数据据传输技技术。在在静态测测量 中中，需观观测较长长时间才才能解算算出整周周模糊度度，对于于实时动动态载波波相位测测量来说说， 我我们利用用快速解解算模糊糊度法（OTFF）在较较短时间间内求出出整周模模糊度的的值，达达到快 速定位位的目的的。数据据传输技技术的好好坏直接接影响观观测值的的质量，这就要要求它有有较高 的数据据传输率率和较高高的波特特率传输输数据，并保持持误码率率及较短短的历元元延迟，一般 利用 VHFF 或 VHFF 无线线电设备备进行数数据通讯讯。为了了获得高高精度的的实时动动态定位位结 果果，还需需一系列列方法和和措施来来保证结结果的可可靠性。另一方方面，RRTK 技术所所得到的的 各点点位置是是属于 WGSS-844 地球球协议地地心坐标标系中的的坐标值值，而实实用的工工程项目目成 果果属于某某一国家家地点的的参心坐坐标系或或者工程程项目所所建立的的工程坐坐标系如如建筑物物施 工工业工作作结束后后，利用用软件对对数据进进行测后后处理，并成图图。2.2 GPSS 静态态定位测测量 2.2.1 GGPS 静态定定位在测测量中的的应用 目前，GPSS 静态态定位在在测量中中被广泛泛地用于于大地测测量、工工程测量量、地籍籍测 量量、物探探测量及及各种类类型的变变形监测测等，在在以上这这些应用用中，其其主要还还是用于于建 立立各种级级别、不不同用途途的控制制网。 GPSS 在布布设控制制网方面面具有以以下一些些特点： 1.测量精精度高 GPSS 观测测的精度度要明显显高于一一般的常常规测量量手段，GPSS 基线线向量的的相对精精度 一一般在 之之间，这这是普通通测量方方法很难难达到的的。 22.选点点灵活、不需要要造标、费用低低 GPPS 测测量，不不要求测测站间相相互通视视，不需需要建造造觇标，作业成成本低，大大降降 低了了布网费费用。 3.全全天侯作作业 在在任何时时间、任任何气候候条件下下，均可可以进行行 GPPS 观观测，大大大方便便了测量量作 业业，有利利于按时时、高效效地完成成控制网网的布设设。 44.观测测时间短短 采用用 GPPS 布布设一般般等级的的控制网网时，在在每个测测站上的的观测时时间一般般在 11-2 个 小小时左右右，采用用快速静静态定位位的方法法，观测测时间更更短，观观测工程程和数据据处理过过程 均均是高度度自动化化的。2.2.2 布布设 GGPS 基线向向量网的的工作步步骤 布设 GPSS 基线线向量网网主要分分测前、测中和和测后三三个阶段段进行。 1. 测前前工作 项目的的提出 ：一项项 GPPS 测测量工程程项目，往往是是由工程程发包方方、上级级主管部部 门或或其他单单位或部部门提出出，由 GPSS 测量量队伍具具体实施施。 对对于一项项 GPPS 测测量工程程项目，一般有有如下一一些要求求： 测测区位置置及其范范围：测测区的地地理位置置、范围围，控制制网的控控制面积积。 用用途和精精度等级级：控制制网将用用于何种种目的，其精度度要求是是多少，要求达达到何种种等级点点位分布布及点的的数量：控制网网的点位位分布、点的数数量及密密度要求求，是否否有对 点位分分布有特特殊要求求的区域域。 提提交成果果的内容容 ：用用户需要要提交哪哪些成果果，所提提交的坐坐标成果果分别属属于哪 些坐标标系，所所提交的的高程成成果分别别属于哪哪些高程程系统，除了提提交最终终的结果果外， 是否还还需要提提交原始始数据或或中间数数据等。 时限限要求 ：对提提交成果果的时限限要求，即何时时是提交交成果的的最后期期限。 投资经经费：对对工程的的经费投投入数量量。 技技术设计计：负责责 GPPS 测测量的单单位在获获得了测测量任务务后，需需要根据据项目要要求和 相关技技术规范范进行测测量工程程的技术术设计。 测绘绘资料的的搜集与与整理 ：在开开始进行行外业测测量之前前，现有有测绘资资料的搜搜集 与与整理也也是一项项极其重重要的工工作。需需要收集集整理的的资料主主要包括括测区及及周边地地区 可可利用的的已知点点的相关关资料（点志记记、坐标标等）和和测区的的地形图图等。 仪器的的检验：对将用用于测量量的各种种仪器包包括 GGPS 接收机机及相关关设备、气象仪仪 器等等进行检检验，以以确保它它们能够够正常工工作。 踏勘、选点埋埋石 ：在完成成技术设设计和测测绘资料料的搜集集与整理理后，需需要根据据 技术术设计的的要求对对测区进进行踏勘勘，并进进行选点点埋石工工作。 2. 测量实实施 实实地了解解测区情情况 ：由于在在很多情情况下，选点埋埋石和测测量是分分别由两两个不 同的队队伍或两两批不同同的人员员完成的的，因此此，当负负责 GGPS 测量作作业的队队伍到达达测区 后，需需要先对对测区的的情况作作一个详详细的了了解。主主要需要要了解的的内容包包括点位位情况 （点的的位置、上点的的难度等等）、测测区内经经济发展展状况、民风民民俗、交交通状况况、测 量人员员生活安安排等。这些对对于今后后测量工工作的开开展是非非常重要要的。 卫星状状况预报报：根据据测区的的地理位位置，以以及最新新的卫星星星历，对卫星星状况进进 行预预报，作作为选择择合适的的观测时时间段的的依据。所需预预报的卫卫星状况况有卫星星的可见见 性、可供观观测的卫卫星星座座、随时时间变化化的 PPDOPP 值、随时间间变化的的 RDDOP 值等。对 于于个别有有较多或或较大障障碍物的的测站，需要评评估障碍碍物对 GPSS 观测测可能产产生的不不良 影影响。确定作作业方案案：根据据卫星状状况、测测量作业业的进展展情况、以及测测区的实实际情 况，确确定出具具体的作作业方案案，以作作业指令令的形式式下达给给各个作作业小组组，根据据情 况况，作业业指令可可逐天下下达，也也可一次次下达多多天的指指令。作作业方案案的内容容包括作作业 小小组的分分组情况况，GPPS 观观测的时时间段以以及测站站等。 外业观观测 ：各 GGPS 观测小小组在得得到作业业指挥员员所下达达的作业业指令后后，应严严 格按按照作业业指令的的要求进进行外业业观测。在进行行外业观观测时，外业观观测人员员除了严严 格按按照作业业规范、作业指指令进行行操作外外，还要要根据一一些特殊殊情况，灵活地地采取应应 对措措施。在在外业中中常见的的情况有有不能按按时开机机、仪器器故障和和电源故故障等。 数据据传输与与转储：在一段段外业观观测结束束后，应应及时地地将观测测数据传传输到计计算 机机中，并并根据要要求进行行备份，在数据据传输时时需要对对照外业业观测记记录手簿簿，检查查所 7 输入的的记录是是否正确确。数据据传输与与转储应应根据条条件，及及时进行行 。 基线处处理与质质量评估估：对所所获得的的外业数数据及时时地进行行处理，解算出出基线向向 量，并对解解算结果果进行质质量评估估。作业业指挥员员需要根根据基线线解算情情况作下下一步 GPSS 观测测作业的的安排。 重复复确定作作业方案案、外业业观测、数据传传输与转转储与基基线处 理与质质量评估估四步，直至完完成所有有 GPPS 观观测工作作。 33. 测测后工作作 结果果分析（网平差差处理与与质量评评估）：对外业业观测所所得到的的基线向向量进行行质 量量检验，并对由由合格的的基线向向量所构构建成的的 GPPS 基基线向量量网进行行平差解解算，得得出 网网中各点点的坐标标成果。如果需需要利用用 GPPS 测测定网中中各点的的正高或或正常高高，还需需要 进进行高程程拟合。 技术术总结 ：根据据整个 GPSS 网的的布设及及数据处处理情况况，进行行全面的的技术总总 结。 成果果验收。 第三三章GPPS 网网的布设设3.1 GPSS 基线线向量网网的等级级根据我国国 19992 年所颁颁布的全全球定位位系统测测量规范范，GPPS 基基线向量量网被分分成了 A、BB、C、D、EE 五个个级别。中国国国家 AA 级和和 B 级 GGPS 大地控控制网分分别由 30 个点和和 8000 个个点构成成，它们们均匀地地分布在在中国大大陆，平平均边长长相应为为 6550 kkm 和和 1550 kkm。 对 AA 级 GPSS 网来来说，水水平方向向的重复复精度好好于 22×100 ，垂垂直方向向不低于于 7 -8 ×100-8；对 BB 级 GPSS 网来来说，则则分别好好于 44×100-7 和 88×100-7。 GPPS 网网的精度度指标， 通常常是以网网中相邻邻点之间间的距离离误差来来表示的的，其具具体形式式为： 其中： ：网网中相邻邻点间的的距离中中误差(mm)； aa：固定定误差(mm)； bb：比例例误差(ppmm)； D：相相邻点间间的距离离(kmm)。 有下列列的精度度要求： 对于于不同等等级的 GPSS 网，有下列列的精度度要求： 测量量分类 A BB C D EE 固定定误差 a(mmm) 5 8 100 110 10 比例误误差 bb(pppm) 0.1 1 5 10 200 相邻邻点距离离(kmm) 110020000 1152250 5440 22155 110 A 级级网一般般为区域域或国家家框架网网、区域域动力学学网；BB 级网网为国家家大地控控制网 或地方方框架网网； CC 级网网为地方方控制网网和工程程控制网网；D 级网为为工程控控制网；E 级级网为测测图网。 3.2 GPSS 网的的设计准准则3.2.1 出出发点 GPS 网设计计的出发发点是在在保证质质量的前前提下，尽可能能地提高高效率，努力降降低 成成本。但但是，在在进行 GPSS 的设设计和测测设时，既不能能脱离实实际的应应用需求求，盲目目地 追追求不必必要的高高精度、高效率率和低成成本，而而放弃对对质量的的要求。 3.2.2 GGPS 网布网网作业准准则 11. 选选点 为为保证对对卫星的的连续跟跟踪观测测和卫星星信号的的质量，要求测测站上空空应尽可可能的 开阔，在 110°-15°°高度角角以上不不能有成成片的障障碍物； 为减减少各种种电磁波波对 GGPS 卫星信信号的干干扰，在在测站周周围约 2000m 的的范围内内不 能能有强电电磁波干干扰源，如大功功率无线线电发射射设施、高压输输电线等等； 为为避免或或减少多多路径效效应的发发生，测测站应远远离对电电磁波信信号反射射强烈的的地 形形、地物物； 为为便于观观测作业业和今后后的应用用，测站站应选在在交通便便利，上上点方便便的地方方； 测测站应选选择在易易于保存存的地方方。 22. 提提高 GGPS 网可靠靠性的方方法 增增加观测测期数（增加独独立基线线数）: 在布布设 GGPS 网时，适当增增加观测测期数（时段数数）对于于提高 GPSS 网的的可靠性性非常有有 效。因为，随着观观测期数数的增加加，所测测得的独独立基线线数就会会增加，而独立立基线数数 的增增加，对对网的可可靠性的的提高是是非常有有益的。 保证证一定的的重复设设站次数数: 保保证一定定的重复复设站次次数，可可确保 GPSS 网的的可靠性性。一方方面，通通过在同同一测站站上 的的多次观观测，可可有效地地发现设设站、对对中、整整平、量量测天线线高等人人为错误误；另一一方 面面，重复复设站次次数的增增加，也也意味着着观测期期数的增增加。不不过，需需要注意意的是，当 同同一台接接收机在在同一测测站上连连续进行行多个时时段的观观测时，各个时时段间必必须重新新安 置置仪器，以更好好地消除除各种人人为操作作误差和和错误。 保证证每个测测站至少少与三条条以上的的独立基基线相连连，这样样可以使使得测站站具有较较高 的的可靠性性。 在在布设 GPSS 网时时，各个个点的可可靠性与与点位无无直接关关系，而而与该点点上所连连接的 基线数数有关，点上所所连接的的基线数数越多，点的可可靠性则则越高。 在布布网时要要使网中中所有最最小异步步环的边边数不大大于 66 条。 在布布设 GGPS 网时，检查 GPSS 观测测值（基基线向量量）质量量的最佳佳方法是是异步环环闭 合合差，而而随着组组成异步步环的基基线向量量数的增增加，其其检验质质量的能能力将逐逐渐下降降。 33. 提提高 GGPS 网精度度的方法法 为保保证 GGPS 网中各各相邻点点具有较较高的相相对精度度，对网网中距离离较近的的点一定定要 进进行同步步观测，以获得得它们间间的直接接观测基基线； 为提高高整个 GPSS 网的的精度，可以在在全面网网之上布布设框架架网，以以框架网网作为整整 个 GPSS 网的的骨架； 在布布网时要要使网中中所有最最小异步步环的边边数不大大于 66 条； 在布布设 GGPS 网时，引入高高精度激激光测距距边，作作为观测测值与 GPSS 观测测值（基基线 向向量）一一同进行行联合平平差，或或将它们们作为起起算边长长； 若若要采用用高程拟拟合的方方法，测测定网中中各点的的正常高高、正高高，则需需在布网网时， 选定一一定数量量的水准准点，水水准点的的数量应应尽可能能的多，且应在在网中均均匀分布布，还 要保证证有部分分点分布布在网中中的四周周，将整整个网包包含在其其中； 为提高高 GPPS 网网的尺度度精度，可采用用如下方方法：增增设长时时间、多多时段的的基线向向 量。 4. 布设设 GPPS 网网时起算算点的选选取与分分布 若若要求所所布设的的 GPPS 网网的成果果与旧成成果吻合合最好，则起算算点数量量越多越越好， 若不要要求所布布设的 GPSS 网的的成果完完全与旧旧成果吻吻合，则则一般可可选 33-5 个起算算点， 这样既既可以保保证新老老坐标成成果的一一致性，也可以以保持 GPSS 网的的原有精精度； 为保证证整网的的点位精精度均匀匀，起算算点一般般应均匀匀地分布布在 GGPS 网的周周围。要要 避免免所有的的起算点点分布在在网中一一侧的情情况。 5. 布设 GPSS 网时时起算边边长的选选取与分分布 在在布设 GPSS 网时时，可以以采用高高精度激激光测距距边作为为起算边边长，激激光测距距边的 数量可可在 33-5 条左右右，它们们可设置置在 GGPS 网中的的任意位位置。但但激光测测距边两两端点 的高差差不应过过分悬殊殊。 66. 布布设 GGPS 网时起起算方位位的选取取与分布布 在布布设 GGPS 网时，可以引引入起算算方位，但起算算方位不不应太多多，起算算方位可可布 设设在 GGPS 网中的的任意位位置。 3.3 GPSS 基线线向量网网的布网网形式GPS 网常用用的布网网形式有有以下几几种：跟跟踪站式式 、会会战式 、多基基准站式式（枢 纽点式式） 、同步图图形扩展展式 、单基准准站式 。 11. 跟跟踪站式式 （11）布网网形式 若干台台接收机机长期固固定安放放在测站站上， 进行常常年、不不间断的的观测，即一年年 观测测 3665 天天，一天天观测 24 小时，这种观观测方式式很像是是跟踪站站，因此此，这种种布网 形式被被称为跟跟踪站式式。 （2）特特点 由由于在采采用跟踪踪站式的的布网形形式布设设 GPPS 网网时，接接收机在在各个测测站上进进行了 不间断断的连续续观测，观测时时间长、数据量量大，而而且在处处理采用用这种方方式所采采集的 数据时时，一般般采用精精密星历历，因此此，采用用此种形形式布设设的 GGPS 网具有有很高的的精度 和框架架基准特特性。每每个跟踪踪站为保保证连续续观测，一般需需要建立立专门的的永久性性建筑 即跟踪踪站，用用以安置置仪器设设备，这这使得这这种布网网形式的的观测成成本很高高。此种种布网 形式一一般用于于建立 GPSS 跟踪踪站（AAA 级级网），对于普普通用途途的 GGPS 网，由由于此种种布 网网形式观观测时间间长、成成本高，故一般般不被采采用88。 2. 会战式式 （11） 布布网形式式 在布布设 GGPS 网时，一次组组织多台台 GPPS 接接收机，集中在在一段不不太长的的时间内内， 共共同作业业。在作作业时，所有接接收机在在若干天天的时间间里分别别在同一一批点上上进行多多 天、长时段段的同步步观测，在完成成一批点点的测量量后，所所有接收收机又都都迁移到到另外一一 批点点上进行行相同方方式的观观测，直直至所有有的点观观测完毕毕，这就就是所谓谓的会战战式的布布 网。 （22）特点点 采用用会战式式布网形形式所布布设的 GPSS 网，因为各各基线均均进行过过较长时时间、多多时 段段的观测测，所以以可以较较好地消消除 SSA 等等因素的的影响，因而具具有特高高的尺度度精度。 此种种布网方方式一般般用于布布设 AA、B 级网。 3. 多基基准站式式 （11）布网网形式 所谓多多基准站站式的布布网形式式就是有有若干台台接收机机在一段段时间里里长期固固定在某某 几个个点上进进行长时时间的观观测，这这些测站站称为基基准站，在基准准站进行行观测的的同时， 另外外一些接接收机则则在这些些基准站站周围相相互之间间进行同同步观测测。 图图 3-1 多多基准站站式 （2）特特点 采采用多基基准站式式的布网网形式所所布设的的 GPPS 网网，由于于在各个个基准