9_全球定位系统GPS测量规范(GB_T18314-2001).doc
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1、0中华人民共和国国家标准GB/T 18314-2001全 球 定 位 系 统 ( GPS) 测 量 规 范2001-03-05 发布 2001-09-01 实施国 家 质 量 技 术 监 督 局1目 录前 言 851 范 围 862 引 用 标 准 863 术 语 864 坐 标 系 和 时 间 系 统 875 精 度 分 级 876 网 的 技 术 设 计 887 选 点 908 埋 石 919 仪 器 9310 观 测 9511 外 业 成 果 记 录 9712 数 据 处 理 9813 成 果 验 收 与 上 交 资 料 103附 录 A( 标 准 的 附 录 ) 大 地 坐 标 系 有
2、 关 说 明 104附 录 B( 标 准 的 附 录 ) 选 点 与 埋 石 资 料 及 其 说 明 106附 录 C( 标 准 的 附 录 ) 气 象 仪 表 的 主 要 技 术 要 求 110附 录 D( 标 准 的 附 录 ) 测 量 手 薄 记 录 及 有 关 要 求 111附 录 E( 标 准 的 附 录 ) 同 步 观 测 环 检 核 117附 录 F( 提 示 的 附 录 ) 归 心 元 素 测 定 与 计 算 1182前 言本 标 准 是 根 据 我 国 现 阶 段 和 今 后 一 定 时 期 内 我 国 所 采 用 或 将 采 用 的 全 球 定 位 系 统( GPS) 测
3、量 技 术 而 制 定 的 。内 容 涉 及 GPS 静 态 定 位 测 量 和 GPS 块 速 静 态 定 位 测 量 , 待 条 件 成 熟 时 , 再 纳 入 其 他GPS 测 量 模 式 的 内 容 。本 标 准 的 附 录 A、 附 录 B、 附 录 C、 附 录 D、 附 录 E 为 标 准 的 附 录 。本 标 准 的 附 录 F 为 提 示 的 附 录本 标 准 由 国 家 测 绘 局 提 出 并 归 口本 标 准 由 国 家 测 绘 局 测 绘 标 准 化 研 究 所 负 责 起 草本 标 准 主 要 起 草 人 : 王 忠 良 、 朱 达 成 。本 标 准 由 国 家 测
4、绘 局 负 责 解 释 。3全 球 定 位 系 统 ( GPS) 测 量 规 范1 范 围本 标 准 规 定 利 用 全 球 定 位 系 统 ( GPS) 按 静 态 、 快 速 静 态 定 位 原 理 , 建 立 测 量 控 制网 ( 简 称 ( GPS) 控 制 网 ) 的 原 则 、 等 级 划 分 和 作 业 方 法 。本 标 准 适 用 于 国 家 和 局 部 GPS 控 制 网 的 设 计 、 布 测 与 数 据 处 理 。2 引 用 标 准下 列 标 准 所 包 含 的 条 文 , 通 过 在 本 标 准 中 引 用 而 构 成 为 本 标 准 的 条 文 。 本 标 准 出 版
5、时 , 所 示 版 本 均 为 有 效 。 所 有 标 准 都 会 被 修 订 , 使 用 本 标 准 的 各 方 应 探 讨 使 用 下 列 标 准最 新 版 本 的 可 能 性 。GB 128971991 国 家 一 、 二 等 水 准 测 量 规 范GB 128981991 国 家 三 、 四 等 水 准 测 量 规 范GB/T 179422000 国 家 三 角 测 量 规 范CH 10021995 测 绘 产 品 检 查 验 收 规 定CH 10031995 测 绘 产 品 质 量 评 定 标 准CH/T 10041999 测 绘 技 术 设 计 规 定CH 80161995 全 球
6、 定 位 系 统 ( GPS) 测 量 型 接 收 机 检 定 规 程3 术 语3.1 观 测 时 段 observation session测 站 上 开 始 接 收 卫 星 信 号 到 停 止 接 收 , 连 续 观 测 的 时 间 间 隔 称 为 观 测 时 段 , 简 称 时段 。3.2 同 步 观 测 simultaneous observation两 台 或 两 台 以 上 接 收 机 同 时 对 同 一 组 卫 星 进 行 的 观 测 。3.3 同 步 观 测 环 simultaneous observation loop三 台 或 三 台 以 上 接 收 机 同 步 观 测 所
7、 获 得 的 基 线 向 量 构 成 的 闭 合 环 。3.4 独 立 观 测 环 independent observation loop由 非 同 步 观 测 获 得 的 基 线 向 量 构 成 的 闭 合 环 。3.5 数 据 剔 除 率 percentage of datar rejection同 一 时 段 中 , 删 除 的 观 测 值 个 数 与 获 取 的 观 测 值 总 数 的 比 值 。3.6 天 线 高 antenna beight观 测 时 接 收 机 天 线 相 位 中 心 至 测 站 中 心 标 志 面 的 高 度 。3.7 参 考 站 Reference stat
8、ion在 一 定 的 观 测 时 间 内 , 一 台 或 几 台 接 收 机 分 别 固 定 在 一 个 或 几 个 测 站 上 , 一 直 保 持路 口 跟 踪 观 测 卫 星 , 其 余 接 收 机 在 这 些 测 站 的 一 定 范 围 内 流 动 设 站 作 业 , 这 些 固 定 测 站就 称 为 参 考 站 。3.8 流 动 站 roving station在 参 考 站 的 一 定 范 围 内 流 动 作 业 的 接 收 机 所 设 立 的 测 站 。43.9 观 测 单 元 observation unit快 速 静 态 定 位 测 量 时 , 参 考 站 从 开 始 至 停
9、止 接 收 卫 星 信 号 连 续 观 测 的 时 间 段 。3.10 世 界 大 地 坐 标 系 1984( WGS84) World Geodetic System 1984由 美 国 国 防 部 在 与 WGS72 相 应 的 精 密 星 历 NSWC9Z2 基 础 上 , 采 用 1980 大 地参 考 数 和 BIH1984.0 系 统 定 向 所 建 立 的 一 种 地 心 坐 标 系 。3.11 国 际 地 球 参 考 框 架 ITRF YY, International Terrestrial Reference Frame由 国 际 地 球 自 转 服 务 局 推 荐 的 以
10、 国 际 参 考 子 午 面 和 国 际 参 考 极 为 定 向 基 准 , 以IERS YY 天 文 常 数 为 基 础 所 定 义 的 一 种 地 球 参 考 系 和 地 心 ( 地 球 ) 坐 标 系 。3.12 GPS 静 态 定 位 测 量 static GPS positioning通 过 在 多 个 测 站 上 进 行 若 干 时 段 同 步 观 测 , 确 定 测 站 之 间 相 对 位 置 的 GPS 定 位 测量 。3.13 GPS 快 速 静 态 定 位 测 量 rapid static GPS positioning利 用 快 速 整 周 模 糊 度 解 算 法 原 理
11、 所 进 行 的 GPS 静 态 定 位 测 量 。3.14 永 久 性 跟 踪 站 permanent tracking station长 期 连 续 跟 踪 接 收 卫 星 信 号 的 永 久 性 地 面 观 测 站 。3.15 单 基 线 解 singleb baseline solution在 多 台 GPS 接 收 机 同 步 观 测 中 , 每 次 选 取 两 台 接 收 机 的 GPS 观 测 数 据 解 算 相 应 的基 线 向 量 。3.16 多 基 线 解 multibaseline solution从 m( m 3) 台 GPS 接 收 机 同 步 观 测 值 中 , 由
12、 m1 条 独 立 基 线 构 成 观 测 方 程 , 统一 解 算 出 m1 条 基 线 向 量 。4 坐 标 系 和 时 间 系 统4.1 坐 标 系4.1.1 GPS 测 量 采 用 广 播 星 历 时 , 其 相 应 坐 标 系 为 世 界 大 地 坐 标 系 WGS 84。 该 坐标 系 的 地 球 椭 球 基 本 参 数 以 及 主 要 几 何 和 物 理 常 数 见 附 录 A( 标 准 的 附 录 ) 。GPS 测 量 采 用 精 密 星 历 时 , 其 坐 标 系 为 相 应 历 元 的 国 际 地 球 参 考 框 架 ITRF YY。 当换 算 为 大 地 坐 标 时 ,
13、可 采 用 与 WGS 84 相 同 的 地 球 椭 球 基 本 参 数 以 及 主 要 几 何 和 物 理 常数 。4.1.2 当 要 求 提 供 1980 西 安 坐 标 系 或 其 他 参 考 坐 标 系 时 , 可 按 坐 标 转 换 等 方 法 求 得这 些 坐 标 系 的 坐 标 。当 要 求 提 供 1985 国 家 高 程 基 准 或 其 他 高 程 系 高 程 时 , 可 按 高 程 拟 合 、 大 地 水 准 面 精化 等 方 法 求 得 这 些 高 程 系 统 的 高 程 。1980 西 安 坐 标 系 及 1954 年 北 京 坐 标 系 的 参 考 椭 球 基 本 参
14、 数 以 及 主 要 几 何 和 物 理 常数 见 附 录 A( 标 准 的 附 录 ) 。4.2 时 间 系 统GPS 测 量 采 用 GPS 时 间 系 统 , 手 簿 记 录 宜 采 用 世 界 协 调 时 ( UTC) 。5 精 度 分 级5.1 GPS 测 量 按 其 精 度 划 分 为 AA、 A、 B、 C、 D、 E 级 。5GPS 快 速 静 态 定 位 测 量 可 用 于 C、 D、 E 级 GPS 控 制 网 的 布 设 。5.2 各 级 GPS 测 量 的 用 途 :AA 级 主 要 用 于 全 球 性 的 地 球 动 力 学 研 究 、 地 壳 形 变 测 量 和 精
15、 密 定 轨 ;A 级 主 要 用 于 区 域 性 的 地 球 动 力 学 研 究 和 地 壳 形 变 测 量 ;B 级 主 要 用 于 局 部 形 变 监 测 和 各 种 精 密 工 程 测 量 ;C 级 主 要 用 于 大 、 中 城 市 及 工 程 测 量 的 基 本 控 制 网 ;D、 E 级 主 要 用 于 中 、 小 城 市 、 城 镇 及 测 图 、 地 籍 、 土 地 信 息 、 房 产 、 物 探 、 勘 测 、建 筑 施 工 等 的 控 制 测 量 。AA、 A 级 可 作 为 建 立 地 心 参 考 框 架 的 基 础 。AA、 A、 B 级 可 作 为 建 立 国 家
16、空 间 大 地 测 量 控 制 网 的 基 础 。5.3 各 级 GPS 网 相 邻 点 间 基 线 长 度 精 度 用 下 式 表 示 , 并 按 表 1 规 定 执 行 。 = ( 1)262)10(dba式 中 : 标 准 差 , mm;a固 定 误 差 , mm;b 比 例 误 差 系 数 ;d相 邻 点 间 距 离 , mm。表 1 精 度 分 级级 别 固 定 误 差 a,mm 比 例 误 差 系 数AAABCD E 3 5 8 10 10 10 0.01 0.1 1 5 10 205.4 GPS 测 量 大 地 高 差 的 精 度 , 固 定 误 差 a 和 比 例 误 差 系
17、数 b 按 表 1 可 放 宽 1 倍执 行 。5.5 AA、 A 级 站 平 差 后 在 ITRF YY 地 心 参 考 框 架 中 的 点 位 精 度 及 对 连 续 观 测 站 经多 次 观 测 后 计 算 的 相 邻 站 间 基 线 长 度 年 变 化 率 测 定 精 度 , 按 表 2 规 定 执 行 。6 网 的 技 术 设 计6.1 技 术 设 计 的 基 本 要 求表 2 点 位 精 度 和 基 线 长 度 年 变 化 率 精 度 规 定级 别 点 位 地 心 坐 标 精 度 , m 基 线 长 度 年 变 化 率 精 度 , mm/年AAA 0.05 0.1 2 3GPS 网
18、 布 测 前 应 进 行 技 术 设 计 , 以 得 到 最 优 的 布 测 方 案 。 技 术 设 计 书 的 格 式 、 内 容 、6要 求 与 审 批 程 序 按 照 CH/T 1004 进 行 。6.2 技 术 设 计 准 备6.2.1 根 据 任 务 的 需 要 , 收 集 测 区 范 围 既 有 的 国 家 三 角 网 、 导 线 点 、 天 文 重 力 水 准 点 、水 准 点 、 甚 长 基 线 干 涉 测 量 站 、 卫 星 激 光 测 距 站 、 天 文 台 和 已 有 的 GPS 站 点 资 料 , 包括 点 之 记 、 网 图 、 成 果 表 、 技 术 总 结 等 。
19、6.2.2 搜 集 测 区 范 围 内 有 关 的 地 形 图 、 交 通 图 及 测 区 总 体 建 设 规 划 和 近 期 发 展 方 面 的资 料 。 若 任 务 需 要 , 还 应 搜 集 有 关 的 地 震 、 地 质 资 料 等 。6.2.3 技 术 设 计 前 , 应 对 上 述 资 料 分 析 研 究 , 必 要 时 进 行 实 地 勘 察 , 然 后 进 行 图 上 设计 。6.3 技 术 设 计 的 原 则6.3.1 在 设 计 图 上 应 标 出 新 设 计 的 GPS 点 的 点 位 、 点 名 、 点 号 和 级 别 , 还 应 标 出 相关 的 各 类 测 量 站
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- 全球定位系统 GPS 测量 规范 GB_T18314 2001
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