第一篇：全球定位系統測量規(guī)范

全球定位系統（GPS）測量規(guī)范 1 范圍

本標準規(guī)定利用全球定位系統（GPS）按靜態(tài)、快速靜態(tài)定位原理，建立測量控制網（簡稱（GPS）控制網）的原則、等級劃分和作業(yè)方法。

本標準適用于國家和局部GPS控制網的設計、布測與數據處理。2 引用標準

下列標準所包含的條文，通過在本標準中引用而構成為本標準的條文。本標準出版時，所示版本均為有效。所有標準都會被修訂，使用本標準的各方應探討使用下列標準最新版本的可能性。

GB 12897—1991 國家一、二等水準測量規(guī)范 GB 12898—1991 國家三、四等水準測量規(guī)范 GB/T 17942—2000 國家三角測量規(guī)范 CH 1002—1995 測繪產品檢查驗收規(guī)定 CH 1003—1995 測繪產品質量評定標準 CH/T 1004—1999 測繪技術設計規(guī)定 CH 8016—1995 全球定位系統（GPS）測量型接收機檢定規(guī)程 3 術語 3.1 觀測時段 observation session 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。3.2 同步觀測 simultaneous observation 兩臺或兩臺以上接收機同時對同一組衛(wèi)星進行的觀測。3.3 同步觀測環(huán) simultaneous observation loop 三臺或三臺以上接收機同步觀測所獲得的基線向量構成的閉合環(huán)。3.4 獨立觀測環(huán) independent observation loop 由非同步觀測獲得的基線向量構成的閉合環(huán)。3.5 數據剔除率 percentage of datar rejection 同一時段中，刪除的觀測值個數與獲取的觀測值總數的比值。3.6 天線高 antenna beight 觀測時接收機天線相位中心至測站中心標志面的高度。3.7 參考站 Reference station 在一定的觀測時間內，一臺或幾臺接收機分別固定在一個或幾個測站上，一直保持路口跟蹤觀測衛(wèi)星，其余接收機在這些測站的一定范圍內流動設站作業(yè)，這些固定測站就稱為參考站。

3.8 流動站 roving station 在參考站的一定范圍內流動作業(yè)的接收機所設立的測站。3.9 觀測單元 observation unit 快速靜態(tài)定位測量時，參考站從開始至停止接收衛(wèi)星信號連續(xù)觀測的時間段。3.10 世界大地坐標系1984（WGS84）World Geodetic System 1984 由美國國防部在與WGS72相應的精密星歷NSWC—9Z—2基礎上，采用1980大地參考數和BIH1984.0系統定向所建立的一種地心坐標系。

3.11 國際地球參考框架 ITRF YY，International Terrestrial Reference Frame 由國際地球自轉服務局推薦的以國際參考子午面和國際參考極為定向基準，以IERS YY天文常數為基礎所定義的一種地球參考系和地心（地球）坐標系。3.12 GPS靜態(tài)定位測量 static GPS positioning 通過在多個測站上進行若干時段同步觀測，確定測站之間相對位置的GPS定位測量。3.13 GPS快速靜態(tài)定位測量 rapid static GPS positioning 利用快速整周模糊度解算法原理所進行的GPS靜態(tài)定位測量。3.14 永久性跟蹤站 permanent tracking station 長期連續(xù)跟蹤接收衛(wèi)星信號的永久性地面觀測站。3.15 單基線解 singleb baseline solution 在多臺GPS接收機同步觀測中，每次選取兩臺接收機的GPS觀測數據解算相應的基線向量。3.16 多基線解 multi—baseline solution 從m（m≥3）臺GPS接收機同步觀測值中，由m—1條獨立基線構成觀測方程，統一解算出m—1條基線向量。4 坐標系和時間系統 4.1 坐標系

4.1.1 GPS測量采用廣播星歷時，其相應坐標系為世界大地坐標系WGS 84。該坐標系的地球橢球基本參數以及主要幾何和物理常數見附錄A（標準的附錄）。GPS測量采用精密星歷時，其坐標系為相應歷元的國際地球參考框架ITRF YY。當換算為大地坐標時，可采用與WGS 84相同的地球橢球基本參數以及主要幾何和物理常數。4.1.2 當要求提供1980西安坐標系或其他參考坐標系時，可按坐標轉換等方法求得這些坐標系的坐標。

當要求提供1985國家高程基準或其他高程系高程時，可按高程擬合、大地水準面精化等方法求得這些高程系統的高程。

1980西安坐標系及1954年北京坐標系的參考橢球基本參數以及主要幾何和物理常數見附錄A（標準的附錄）。4.2 時間系統

GPS測量采用GPS時間系統，手簿記錄宜采用世界協調時（UTC）。5 精度分級

5.1 GPS測量按其精度劃分為AA、A、B、C、D、E級。GPS快速靜態(tài)定位測量可用于C、D、E級GPS控制網的布設。5.2 各級GPS測量的用途：

AA級主要用于全球性的地球動力學研究、地殼形變測量和精密定軌； A級主要用于區(qū)域性的地球動力學研究和地殼形變測量； B級主要用于局部形變監(jiān)測和各種精密工程測量； C級主要用于大、中城市及工程測量的基本控制網；

D、E級主要用于中、小城市、城鎮(zhèn)及測圖、地籍、土地信息、房產、物探、勘測、建筑施工等的控制測量。

AA、A級可作為建立地心參考框架的基礎。

AA、A、B級可作為建立國家空間大地測量控制網的基礎。

5.3 各級GPS網相鄰點間基線長度精度用下式表示，并按表1規(guī)定執(zhí)行。

σ=262)10(????dba?????????????（1）式中：σ——標準差，mm； a——固定誤差，mm； b ——比例誤差系數； d——相鄰點間距離，mm。

5.4 GPS測量大地高差的精度，固定誤差a和比例誤差系數b按表1可放寬1倍執(zhí)行。5.5 AA、A級站平差后在ITRF YY地心參考框架中的點位精度及對連續(xù)觀測站經多次觀測后計算的相鄰站間基線長度年變化率測定精度，按表2規(guī)定執(zhí)行。6 網的技術設計 6.1 技術設計的基本要求

GPS網布測前應進行技術設計，以得到最優(yōu)的布測方案。技術設計書的格式、內容、要求與審批程序按照CH/T 1004進行。6.2 技術設計準備

6.2.1 根據任務的需要，收集測區(qū)范圍既有的國家三角網、導線點、天文重力水準點、水準點、甚長基線干涉測量站、衛(wèi)星激光測距站、天文臺和已有的GPS站點資料，包括點之記、網圖、成果表、技術總結等。

6.2.2 搜集測區(qū)范圍內有關的地形圖、交通圖及測區(qū)總體建設規(guī)劃和近期發(fā)展方面的資料。若任務需要，還應搜集有關的地震、地質資料等。

6.2.3 技術設計前，應對上述資料分析研究，必要時進行實地勘察，然后進行圖上設計。6.3 技術設計的原則

6.3.1 在設計圖上應標出新設計的GPS點的點位、點名、點號和級別，還應標出相關的各類測量站點、水準路線及主要的交通路線、水系和居民地等。6.3.2 GPS網布設原則

6.3.2.1 GPS網的布設應視其目的、要求的精度、衛(wèi)星狀況、接收機類型和數量、測區(qū)已有的資料、測區(qū)地形和交通狀況以及作業(yè)效率綜合考慮，按照優(yōu)化設計原則進行。

6.3.2.2 AA、A、B級GPS網應布設成連續(xù)網，除邊緣點外，每點的連接點數應不少于3點。C、D、E級GPS網可布設成多邊形或附合路線。

6.3.2.3 A級及A級以下各級GPS網中，最簡獨立閉合環(huán)或附合路線的邊數應符合表3的規(guī)定。

6.3.2.5 AA、A、B級GPS網點，應與GPS永久性跟蹤站聯測；其聯測的站數，AA級不得少于4站，A級不得少于3站，B級不得小于2站。6.3.2.6 A、B級GPS網，應晝量與周圍的GPS地殼形變監(jiān)測網、基本驗潮站聯測。6.3.2.7 AA、A、B級GPS網點宜與參加過全國天文大地網整體平差的三角點、導線點和一、二等水準點并置或重合。

6.3.2.8 新布設的GPS網應與附近已有的國家高等級GPS點進行聯測，聯測點數不得少于2點。

6.3.2.9 B級GPS網，在高程異常變化劇烈地區(qū)，其點間的距離不宜超過100km；在地殼斷裂帶或地震頻發(fā)地區(qū)，其點間距離應適當縮短。

6.3.2.10 大陸、島、礁之間的A、B級GPS網的邊長可視實際情況變通，重要島、礁與大陸之間的聯測，其連接的點數不應少于3個。

6.3.2.11 為求定GPS點在某一參考坐標系中坐標，應與該參考坐標系中的原有控制點聯測，聯測的總點數不得少于3點。

在需用常規(guī)測量方法加密控制網的地區(qū)，C、D、E級GPS網點應有 1~2方向通視。6.3.2.12 為求得GPS網點的正常點，應根據需要適當進行高程聯測。AA、A級網應逐點聯測高程，B級網至少每隔2~3點，C級網每隔3~6點聯測一個高程點，D級與E級網可依具體情況確定聯測高程的點數。

6.3.2.13 AA、A級GPS點的高程聯測，應按GB 12897二等水準的方法進行；B級GPS點的高程聯測，應按GB 12898三等水準或與其精度相當的方法進行；C、D、E級GPS點按GB 12898四等水準或與其精度相當的方法進行高程聯測。

6.3.2.14 GPS快速靜態(tài)定位網的布設，除應滿足上述有關規(guī)定外，還應滿足下列要求： a、相鄰地區(qū)兩個觀測單元之間的流動站的重合點數：C、D級不應少于2點，E級不應少于1點；

b、相鄰點的距離大于20km時，應采用GPS靜態(tài)定位法施測；

c、當網中相鄰點間距離小于該級別所要求的相鄰點間最小距離時，兩相鄰點必須直接進行同步觀測；

d、對于雙參考站作業(yè)方式，不同觀測單元的基準基線宜相互聯結，以構成整個網的骨架； e、D、E級GPS網可采用單參考站作業(yè)方式，對相鄰觀測單元的一些流動測站點必須進行二次設站觀測。

6.4 技術設計后應上交的資料： a、野外踏勘技術總結； b、測量任務與專業(yè)設計書（附技術設計圖）。7 選點 7.1 選點準備

7.1.1 選點人員在實地選點前，應收集有關布網任務與測區(qū)的資料，包括測區(qū)1:50000或更大比例尺地形圖，已有各類控制點、衛(wèi)星跟蹤站的資料等。

7.1.2 選點人員應充分了解和研究測區(qū)情況，特別是交通、通訊、供電、氣象及大地點等情況。

7.2 點位基本要求

a、周圍應便于安置接收設備和操作，視野開闊，視場內障礙物的高度角不宜超過15°； b、遠離大功率無線電發(fā)射源（如電視臺、電臺、微波站等），其距離不小于200m；遠離高壓輸電線和微波無線電信號傳送通道，其距離不得小于50m； c、附近不應有強烈反射衛(wèi)星信號的物件（如大型建筑物等）； d、交通方便，并有利于其他測量手段擴展和聯測； e、地面基礎穩(wěn)定，易于點的保存；

f、AA、A、B級GPS點，應選在能長期保存的地點； g、充分利用符合要求的舊有控制點； h、選站時應盡可能使測站附近的小環(huán)境（地形、地貌、植被等）與周圍的大環(huán)境保持一致，以減少氣象元素的代表性誤差。7.3 輔助點與方位點

7.3.1 非基巖的AA、A級GPS點的附近應埋沒1~3個輔助點，并測定其與GPS點的距離和高差，精度應優(yōu)于土5mm。

7.3.2 GPS點可視需要設立與其通視的方位點，該點應目標明顯，觀測方便，和GPS點的距離一般不小于300mm。7.4 選點作業(yè)

7.4.1 選點人員應按照技術設計書經過踏勘，在實地按7.2要求選定點位，并在實地加以標定。7.4.2 當利用舊點時，應檢查舊點的穩(wěn)定性、可靠性和完好性，符合要求方可利用。7.4.3 點名應取居民地名，C、D、E級GPS點名也可取山名、地名、單位名，應向當地政府部門或群眾進行調查后確定。少數民族地區(qū)應使用準確的音譯漢語名，在譯音后可附上原文。新舊點重合時，應采用原有舊點名，不得更改，如確需更改應在新點名后括號內附上舊點名。如與水準點重合時，應在新點名后的括號內附上水準點等級、編號。在同一網區(qū)有相同點時，應在點名后附上

（一）、（二）加以區(qū)別。點名書寫采用漢字，一律以國務院公布的簡化字為準。點號編排應便于計算機管理。7.4.4 需要水準聯測的GPS點，應實地踏勘水準路線情況，選擇聯測水準點和繪出聯測路線圖。

7.4.5 不論新選定的點或利用舊點（包括輔助點與方位點），應實地按附錄B形式繪制點之記，其內容要求在現場詳細記錄，不得追記。

7.4.6 AA、A級GPS點，在其點之記中應填寫地質概要、構造背景及地形地質構造略圖。7.4.7 點位周圍有高于10°的障礙物時，應繪制點的環(huán)視圖，其形式見附錄B。7.4.8 一個網區(qū)選點完成后，應繪制GPS網選點圖，其形式見附錄B。7.5 選點結束后應上交的資料 a、用黑墨水填寫的道林紙點之記、環(huán)視圖；

b、GPS網選點圖（測區(qū)較小、選點、埋石與觀測一期完成時，可以展點圖代替）； c、選點工作總結 8 埋石 8.1 標石類型

8.1.1 GPS點的標石類型及其適用級別按表5規(guī)定執(zhí)行。

C級以下臨時性工程網點，可埋沒簡易標志。

8.1.2 各種類型的標石應設有中心標志。基巖和基本標石的中心標志應用銅或不銹鋼制作。普通標石的中心標志可用鐵或堅硬的復合材料制作。標志中心應刻有清晰、精細的十字線或嵌入不同顏色金屬（不銹鋼或銅）制作的直徑小于0.5mm的中心點。并應在標志表面制有“GPS”及施測單位名稱。

8.1.3 各種標石的規(guī)程，見附錄B。8.1.4 各種天線墩必須附有強大對中裝置。8.2 埋石作業(yè) 8.2.1 各級GPS點的標石應用混凝土灌制。在有條件的地區(qū)，也可用整塊花崗石、青石等堅硬石料鑿制，但其規(guī)格應不小于同類標石的規(guī)定。

8.2.2 埋沒天線墩、基巖標石、基本標石時，應現場澆灌混凝土。普通標石可預先制做，然后運往各點埋沒。

8.2.3 埋設標石，須使各層標志中心嚴格在同一鉛垂線上，其偏差不得大于2mm。強制對中裝置的對中精度不得大于1mm。

8.2.4 當利用舊點時，應首先確認該點標石完好，并符合同級GPS點埋石要求，且能長期保存。必要時需要挖開標石側面查看標石情況。如遇上標石被破壞，可以下標石為準，重埋上標石。

8.2.5 方位點應埋設普通標石，并加適當標注，以便與GPS點相區(qū)分。

8.2.6 GPS點埋石所占土地，應經土地使用者或管理部門同意，并辦理相應手續(xù)。新埋標石時應辦理測量標志委托保管書，一式三份，交標石保管單位或個人，上交和存檔各一份。利用舊點時需對委托保管書進行核實，若委托保管情況不落實應重新辦理。8.2.7 AA、A和B級點標石埋設后，至少需經過一個雨季，凍土地區(qū)至少需經過一個凍解期，基巖或巖層標石至少需經一個月后，方可用于觀測。8.3 標石外部整飾

8.3.1 各類GPS點混凝土標石灌制時，均應在基上壓印GPS點的類級、埋設年代和國家設施勿動的字樣。

8.3.2 B級GPS點標石埋設后，需在周圍砌筑混凝土方井或圓井護框，其內徑根據情況而定，但至少不小于0.6m，高為0.2m。

8.3.3 荒漠或平原不易尋找的GPS點還需在其近旁埋設指示碑，其規(guī)格參見GB 12898。8.4 埋石結束上交資料

a、填寫了埋石情況的GPS點之記；

b、土地占用批準文件與測量標志委托保管書； c、埋石工作總結。9 儀器 9.1 接收機選用 GPS接收機的選用，根據需要按表6規(guī)定執(zhí)行。9.2 接收設備檢驗 9.2.1 新購置的GPS接收機應按規(guī)定進行全面檢驗后使用。

9.2.2 GPS接收機全面檢驗包括：一般檢視、通電檢驗、試測檢驗。9.2.2.1 一般檢視應符合下列規(guī)定：

a、GPS接收機及天線的外觀應良好，型號應正確； b、各種部件及其附件應匹配、齊全和完好； c、需緊固的部件應不得松動和脫落；

d、設備使用手冊和后處理軟件操作手冊及磁（光）盤應齊全。

9.2.2.2 通電檢驗應符合下列規(guī)定： a、有關信號燈工作應正常； b、按鍵和顯示系統工作應正常； c、利用自測試命令進行測試；

d、檢驗接收機鎖定衛(wèi)星時間的快慢，接收信號強弱及信號失鎖情況。9.2.2.3 試測檢驗前，還應檢驗：

a、天線或基座圓水準器和光學對中器是否正確； b、天線高量尺是否完好，尺長精度是否正確；

c、數據傳錄設備及軟件是否齊全，數據傳輸性能是否完好； d、通過實例計算，測試和評估數據后處理軟件。

9.2.3 GPS接收設備一般檢視和通電檢驗完成后，應在不同長度的標準基線（6.3.2.4規(guī)定的不同長度基線）上進行以下測試：

a、接收機內部噪聲水平測試； b、接收機天線相位中心穩(wěn)定性測試；

c、接收機野外作業(yè)性能及不同測程精度指標測試； d、接收機頻標穩(wěn)定性檢驗和數據質量的評價； e、接收機高低溫性能測試； f、接收機綜合性能評價等。9.2.4 GPS接收機測試檢驗的方法和技術要求，見CH 8016。

9.2.5 GPS接收設備每年應定期檢驗：第9.2.2.1、第9.2.2.2、第9.2.2.3。9.2.6 不同類型的接收機參加共同作業(yè)時，應在已知高差的基線上進行比對測試，超過相應等級限差時不得使用。

9.2.7 GPS接收機或天線受到強烈撞擊后，或更新接收機部件，或更新天線與接收機匹配關系后，應按新購買儀器做全面檢驗。

9.2.8 天線或基座的圓水準泡、光學對中器，作業(yè)期間至少1個月檢校一次。9.3 接收設備的維護

9.3.1 GPS接收機等儀器應指定專人保管，不論采用何種運輸方式，均要求專人押運，并應采取防震措施，不得碰撞倒置和重壓，軟盤驅動器在運輸中應插入保護片或廢磁盤。

9.3.2 作業(yè)期間，必須嚴格遵守技術規(guī)定和操作要求，作業(yè)人員須經培訓合格后方可上崗操作，未經允許非作業(yè)人員不得擅自操作儀器。

9.3.3 接收儀器應注意防震、防潮、防曬、防塵、防蝕、防輻射，定期分別用清洗盤和專用清潔劑清洗軟盤驅動器或磁帶機的磁頭；電纜線不得扭折，不得在地面拖拉、輾砸，其接頭和聯接器要經常保持清潔。

9.3.4 作業(yè)結束后，應及時擦凈接收機上的水汽和塵埃，及時存放在儀器箱內。儀器箱應置于通風、干燥陰涼處，箱內干燥劑呈粉紅色時，應及時更換。

9.3.5 儀器交接時應按9.2.2.1規(guī)定的一般檢視的項目進行檢查，并填寫交接情況記錄。9.3.6 接收機在外接電源前，應檢查電壓是否正常，電池正負極切勿接反。9.3.7 當天線置于樓頂、高標及其他設施的頂端作業(yè)時，應采取加固措施，雷雨天氣時應有避雷設施或停止觀測。

9.3.8 接收機在室內存放期間，室內應定期通風，每隔1~2個月應通電檢查一次，接收機內電池要保持充滿電狀態(tài)，外接電池應按電池要求按時充放電。9.3.9 嚴禁拆卸接收機各部件，天線電纜不得擅自切割改裝、改換型號或接長。如發(fā)生故障，應記真記錄并報告有關部門，請專業(yè)人員維修。9.4 輔助設備檢驗

GPS定位測量所用通風干濕表與空盒氣壓表應定期送計量檢定部門檢驗，在有效期內使用。10 觀測

10.1 觀測區(qū)的劃分

10.1.1 AA、A、B級網的布測視測區(qū)范圍的大小，可實行分區(qū)觀測。當實行分區(qū)觀測時,相鄰分區(qū)間至少有4個公共點。

10.1.2 任一個同步觀測子區(qū)或觀測單元子區(qū)參加觀測的接收機臺數應符合表6第三項的規(guī)定。

10.2 觀測計劃

作業(yè)調度者根據測區(qū)地形和交通狀況、采用的GPS作業(yè)方法（靜態(tài)或快速靜態(tài)定位測量）設計的基線的最短觀測時間等因素綜合考慮，編制觀測計劃表，按該表對作業(yè)組下達相應階段的作業(yè)調度命令。同時依照實際作業(yè)的進展情況，及時做出必要的調整。10.3 基本技術規(guī)定

10.3.1 各級GPS測量基本技術規(guī)定應符合表7要求。10.3.2 AA、A與B級觀測時段的分布應盡可能日夜均勻，且夜間觀測時段所占比例不得少于25%。夜間觀測從日落后1小時開始起算至日出為止（以同步環(huán)最西部點為標準）。

10.3.3 AA、A、B級測量必須同時觀測記錄各項氣象元素和天氣狀況。C、D與E級測量可不觀測氣象元素，而只記錄天氣狀況。

10.3.4 GPS靜態(tài)定位測量時，觀察數據文件名中應包含測站名或測站號、觀測單元、測站類型（是參考站還是流動站）、日期、時段號等信息，具體命名方法依采用的GPS靜態(tài)定位軟件而定。10.3.5 雷電、風暴天氣時，不宜進行AA、A、B級GPS測量。10.4 觀測準備

10.4.1 GPS接收機在開始觀測前，應進行預熱和靜置，具體要求按接收機操作手冊進行。10.4.2 天線安置應符合下列要求：

a、用三腳架安置天線時，其對中誤差不應大于3mm；B級不應在高標上安置天線。b、需在覘標的基板上安置天線時，應先卸去覘標頂部，將標志中心投影至基板上，然后依投影點安置天線。投影點示誤三角形的最長邊或示誤四邊形的長對角線不得大于5mm，投影方法見GB/T 17942；

c、GPS點上建有尋常標時，應在安置天線前放倒覘標或采取其他措施；

d、B級及以上各級GPS測量，其定向標志線應指向正北，顧及當地磁偏角修正后，其定向誤差應不大于土5°，對于定向標志不明顯的接收機天線，可預先設置標記，每次按此標記安置儀器； e、天線集成體上的圓水準氣泡必須居中，沒有圓水準氣泡的天線，可調整天線基座腳螺旋，使在天線互為120°方向上量取的天線高互差小于3mm。

注：

1、在時段中觀測時間符合表7中第七項規(guī)定的衛(wèi)星，為有效觀測衛(wèi)星；

2、計算有效觀測衛(wèi)星總數時，應將各時段的有效觀測衛(wèi)星數扣除其間的重復衛(wèi)星數；

3、觀測時段長度，應為開始記錄數據到結束記錄的時間段；

4、觀測時段數≥1.6，指每站觀測一時段，至少60%測站再觀測一時段。10.5 觀測作業(yè)的要求

10.5.1 觀測組必須嚴格遵守調度命令，按規(guī)定的時間進行作業(yè)。10.5.2 經檢查接收機電源電纜和天線等各項聯結無誤，方可開機。

10.5.3 開機后經檢驗有關指示燈與儀表顯示正常后，方可進行自測試并輸入測站、觀測單元和時段等控制信息。

10.5.4 接收機啟動前與作業(yè)過程中，應隨時逐項填寫測量手簿中的記錄項目，測量手簿格式、記錄內容及要求見附錄D。

10.5.5 接收機開始記錄數據后，觀測員可使用專用功能鍵和選擇菜單，查看測站信息、接收衛(wèi)星數、衛(wèi)星號、衛(wèi)星健康狀況、各通道信噪比、相位測量殘差、實時定位的結果及其變化、存儲介質記錄和電源情況等，如發(fā)現異常情況或未預料到的情況，應記錄在測量手簿的備注欄內，并及時報告調度組織者。

10.5.6 每時段觀測開始及結束前各記錄一次觀測衛(wèi)星號、天氣狀況、實時定位經緯度和大地高、PDOP值等。須觀測記錄氣象元素的等級GPS網點，每時段氣象觀測應不少于2次。一次在時段開始時，一次在時段結束時。時段長度超過2h時，應每當UTC整點時增加觀測記錄上述內容一次，夜間放寬到4h。

10.5.7 氣象觀測所用通風干濕表需懸掛在測站附近，與天線相位中心大致等高度處。懸掛地點應通風良好，避開陽光直接照射，便于讀數。空盒氣壓表可置于測站附近地面，其讀數應顧及至天線相位中心高度，加入相應的高程修正。當測站附近的小環(huán)境與周圍的大環(huán)境不一致時，可在合適的地方量測氣象元素，然后加上高差修正化為天線相位中心處的氣象元素。

10.5.8 每時段觀測前后應各量取天線高一次，其測量方法及要求見附錄D。兩次量高之差不應大于3mm，取平均值作為最后天線高。若互差超限，應查明原因，提出處理意見記入測量手薄記事欄。

10.5.9 除特殊情況外，不宜進行偏心觀測，若迫不得已進行時，應測定歸心元素，其方法可參考附錄F或GB/T 17942。

10.5.10 觀測員要細心操作，觀測期間防止接收設備震動，更不得移動，要防止人員和其他物體碰動天線或阻擋信號。

10.5.11 觀測期間，不得在天線附近50m以內使用電臺，10m以內使用對講機。10.5.12 天氣太冷時，接收機應適當保暖；天氣很熱時，接收機應避免陽光直接照曬，確保接收機正常工作。

10.5.13 一時段觀測過程中不允許進行以下操作： a、接收機關閉又重新啟動； b、進行自測試； c、改變衛(wèi)星仰角限； d、改變數據采樣間隔； e、改變天線位置； f、按動關閉文件和刪除文件等功能鍵。

10.5.14 在GPS快速靜態(tài)定位測量中，同一觀測單元期間 a、參考站觀測不能中斷； b、參考站和流動站采樣間隔要相同，不能變更。10.5.15 經認真檢查，所有規(guī)定作業(yè)項目均已全面完成，并符合要求，記錄與資料完整無誤，且將點位和覘標恢復原狀后，方可遷站。11 外業(yè)成果記錄 11.1 記錄類型

GPS測量作業(yè)所獲取的成果記錄應包括以下三類： a、觀測記錄（磁盤、光盤或磁帶存儲）； b、測量手簿；

c、其他記錄，主要有觀測計劃、偏心觀測資料等。11.2 記錄內容

11.2.1 觀測記錄項目主要有：

a、載波相位觀測值、C/A碼偽距和P（Y）碼偽距等； b、對應觀測值的GPS時間； c、GPS衛(wèi)星星歷參數；

d、測站和接收機初始信息：測站名、測站號、觀測單元號、參考站或流動站、時段號、近似坐標及高程、天線及接收機編號、天線高、觀測日期、采樣間隔、衛(wèi)星截止高度角。11.2.2 測量手簿分為四種。AA、A與B級靜態(tài)定位測量一種，C、D與E級靜態(tài)定位測量一種，GPS快速靜態(tài)定位參考站測量一種，及GPS快速靜態(tài)定位流動站測量一種，格式見附錄D。11.3 記錄要求

11.3.1 觀測前和觀測過程中應按要求及時填寫各項內容，書寫要認真細致，字跡清晰、工整、美觀。

11.3.2 各項觀測記錄一律使用鉛筆，不得開刀和涂改，不得轉抄和追記，如有讀、記錯誤，可整齊劃掉，將正確數據寫在上面并注明原因。其中天線高，氣象讀數等原始記錄不得連環(huán)涂改。

11.3.3 手簿整飾，存儲介質注記和各種計算一律使用藍黑墨水書寫。

11.3.4 外業(yè)觀測中接收機內存儲介質上的數據文件應及時拷貝成一式兩份，并在外存儲介質外面適當外制貼標簽，注明網區(qū)名、點名、點號、觀測單元號、時段號、文件名、采集日期、測量手簿編號等。兩份存儲介質應分別保存在專人保管的防水、防靜電的資料箱內。

11.3.5 接收機內存數據文件卸到外存介質上時，不得進行任何剔除、刪改和編輯。11.3.6 測量手簿應事先連續(xù)編印頁碼并裝訂成冊，不得缺損。11.3.7 其他記錄，亦應分別裝訂成冊。12 數據處理 12.1 基線向量解算 12.1.1 軟件及要求

C級及以下各級GPS網基線解點及B級GPS網基線預處理可采用隨接收機配備的商用軟件，AA、A、B級GPS網基線精處理須采用專門的軟件，計算結果中應包括相對定位坐標和協方差陣等平差所需的元素。新啟用的軟件需經有關部門的試驗鑒定并以業(yè)務部門批準方能使用。

12.1.2 準備工作

a、基線解算前，應按規(guī)范、技術設計和CH 1002及時對外業(yè)全部資料全面檢查和驗收，其重點包括：

（1）成果是否符合調度命令和規(guī)范要求；（2）觀測數據質量分析是否合理。

b、起算點坐標系，AA、A、B級應為ITRF YY國際地球參考框架，C級以下可分為WGS 84坐標系。

AA、A、B級起算點的瞬時歷元坐標精度應分別不低于0.2m、1m、3m，C及以下各級起算點坐標精度應不低于20m。

c、外業(yè)觀測的氣象數據要換算成適合于處理軟件所需要的單位； d、當采用不同類型接收機時，應將觀測數據轉換成同一格式；

e、高標點、偏心觀測點，應根據天線高記錄、投影手簿或歸心用紙等計算歸心改正數，計算公式可參見附錄F或GB/T 17942。12.1.3 解算方案 a、根據外業(yè)施測的精度要求和實際情況、軟件的功能和精度，可采用多基線解或單基線解； b、每個同步觀測圖形只能選定一個起算點；

c、快速靜態(tài)定位測量以觀測單元為單位制定解算方案。12.1.4 基線向量解算基本要求 a、AA、A、B級網基線精處理應采用精密星歷；

B級GPS網基線外業(yè)預處理和C級以下各級網基線處理時，可采用廣播星歷。b、各級GPS觀測值均應加入對流層延遲修正，對流層延遲修正模型中的氣象元素可采用標準氣象元素。c、基線解算，按同步觀測時段為單位進行。按多基線解時，每個時段須提供一組獨立基線向量及其完全的方差——協方差陣；按單基線解時，須提供每條基線分量及其方差——協方差陣。

d、B級以上各級GPS網，基線解算可采用雙差解、單差解或非差解。

C級以下各級GPS網，根據基線長度允許采用不同的數據處理模型。但是15km內的基線，須采用雙差固定解。15km以上的基線允許在雙差固定解和雙差浮點解中選擇最優(yōu)結果。e、對于所有同步觀測時間短于35min的快速定位基線，必須采用合格的雙差固定解作為基線解算的最終結果。12.2 外業(yè)數據質量檢核

12.2.1 同一時段觀測值的數據剔除率，其值宜小于10%。

12.2.2 B級基線外業(yè)預處理和C級以下各級GPS網基線處理，復測基線的長度較差ds，兩相比較應滿足下式的規(guī)定： ds≤2 2σ?????????????????.（2）

式中：σ——相應級別規(guī)定的精度（按實際平均邊長計算）。12.2.3 各級GPS網同步環(huán)閉合差，不宜超過附錄E規(guī)定。

12.2.4 C級以下各級網、及B級GPS網外業(yè)基線預處理結果，其獨立閉合環(huán)或附合路線坐標閉合差應滿足： Wx≤3nσ Wy≤3nσ

Wz≤3nσ?????????????????????(3)Wz≤3n3σ

式中：n——閉合環(huán)邊數；

σ——相應級別規(guī)定的精度（按實際平均邊長計算）。Ws=222zyxwww?? 12.3 AA、A、B級基線精處理結果質量檢核

12.3.1 AA、A、B級基線精處理后應計算基線的ΔX分量、ΔY分量、ΔZ分量及邊長的重復性，重復性定義為：

Rc=

式中：n——同一基線的總觀測時段數； Ci——一個時段的基線某一分量或邊長； σ2ci——該時段i相應于Ci分量的方差； Cm——各時段的加權平均值。還應對各基線邊長分量、北分量和東分量的重復性進行固定誤差與比例誤差的直線擬合，作為衡量基線精度的參考指標。

12.3.2 AA、A、B級GPS網，同一基線不同時段的較差，應滿足下式規(guī)定： dΔx

式中R由（4）計算。

12.3.3 AA、A、B級基線精處理后，獨立閉合環(huán)或附合路線坐標分量閉合差足： Wx

式中r為環(huán)線中的基線數，為環(huán)線中第i條基線C分量的方差，由基線處理時輸出。環(huán)境全長閉合差應滿足：

式中：

Dbi——環(huán)線中第i條基線方差——協方差陣。

12.3.4 AA、A、B級基線精處理結果，同一測站的坐標分量在不同的同步圖形中互差，起算點松馳時應小于1m，在起算點固定時應小于0.2m。

12.3.5 AA、A、B級基線精處理結果，必須對基線方差——協方差陣是否符合實際精度予以檢核并在平差中調整。12.4 重測和補測

12.4.1 未按施測方案要求，外業(yè)缺測、漏測，或數據處理后，觀測數據不滿足表7規(guī)定時，有關成果應及時補測。

12.4.2 允許舍棄在復測基線邊長較差、同步環(huán)閉合差、獨立環(huán)或附合路線閉合差檢驗中超限的基線，而不必進行該基線或與該基線有關的同步圖形的重測，但必須保證舍棄基線后的獨立環(huán)所含基線數，不得超過表3的規(guī)定，否則，應重測該基線有關的同步圖形。

12.4.3 由于點位不滿足GPS測量要求而造成一個測站多次重測仍不能滿足各種限差檢核要求時，經主管部門批準，可以布設新點重測或者舍棄該點。

12.4.4 對需補測或重測的觀測時段或基線，要具體分析原因，在滿足表7要求的前提下，盡量安排一起進行同步觀測。

12.4.5 補測或重測的分析應寫入數據處理報告。12.5 GPS網平差 12.5.1 軟件及要求

AA、A、B級網整體平差應使用專門研制的軟件，C級及以下各級GPS網可使用隨機商用軟件；

12.5.2 AA、A、B級GPS網無約束平差

12.5.2.1 無約束平差應選取一個相應于觀測歷元的ITRF國際地球參考框架的點作為起算基準。

12.5.2.2 無約束平差時，根據外業(yè)作業(yè)期的分期、及作業(yè)技術要求的不同，可以分成若干子區(qū)，分別進行無約束平差。若進行相鄰子區(qū)間無約束聯合平差時，可引入若干系統誤差參數（尺度、定向等），并對每一系統誤差參數進行顯著性檢驗。

12.5.2.3 無約束平差應作以下參數統計檢驗： a、方差分量因子估值σ2檢驗； b、每個改正數粗差的檢驗。

12.5.2.4 無約束平差應輸出在ITRF國際地球參考框架下各點的地心坐標和大地坐標、各基線的改正數和基線向量平差值、各基線的地心坐標分量、大地坐標分量及其精度信息。12.5.3 AA、A、B級GPS網整體平差。

12.5.3.1 整體平差應在相對于某一歷元的ITRF YY國際地球參考框架下進行。各子網歷元不同時，應利用板塊運動模型和速度場做統一的歸算。

12.5.3.2 整體平差中作為起算基準的點的坐標應作為加權基準平差，即引入起算點的全方差——協方差陣，并乘以適當的松馳因子來進行權的確定。

12.5.3.3 整體平差應作以下參數檢驗： a、驗后單位權方差因子σ2 的檢驗； b、轉換參數和變形參數的顯著性檢驗。12.5.3.4 參數檢驗后，應從模型中消失不顯著的轉換權和變形參數，并重新平差。12.5.3.5 整體平差后，應提供在ITRF YY國際地球參數框架下各點的地心坐標和大地坐標、各基線的地心坐標分量和大地坐標分量、所有參予平差的基線的改正數及平差值及其精度信息。12.5.4 C級以下各級GPS網無約束平差

12.5.4.1 在基線向量檢核符合要求后，以三維基線向量及其相應方差——協方差陣作為觀測信息，以一個點的WGS-84系三維坐標作為起算依據，進行GPS網的無約束平差。無約束平差須提供各點在WGS-84系下的三維坐標、各基線向量及其改正數和其精度信息。

12.5.4.2 無約束平差中，基線分量的改正數絕對值（VΔχ、VΔy、VΔz）應滿足下式：

式中：σ——為相應級別規(guī)定的基線的精度。否則，認為該基線或其附近的基線存在粗差，應在平差中采用軟件提供的自動方法或人工方法剔除，直至上式滿足。

12.5.5 C級以下各級GPS網約束平差

12.5.5.1 利用無約束平差后的可靠觀測量，可選擇在WGS—84坐標系（必要時）、國家坐標系或地方獨立坐標系下進行三維約束平差或二維約束平差。平差中，對已知點坐標、已知距離和已知方位，可以強制約束，也可加權約束。

12.5.5.2平差結果應輸出在相應坐標系中的三維或二維坐標、基線向量改正數、基線邊長、方位、轉換參數及其相應的精度信息。

12.5.5.3 約束平差中，基線分量的改正數與經過12.5.4.2粗差剔除后的無約束平差結果的同一基線相應改正數較差的絕對值（dVΔχ、dVΔy、dVΔz）應滿足下式

式中：σ——為相應等級基線的規(guī)定精度。

否則，認為作為約束的已知坐標、已知距離、已知方位中存在一些誤差較大的值應采用自動或人工的方法剔除這些誤差較大的約束值，直至上式滿足。12.6 數據處理成果整理和編寫技術總結

12.6.1 基線解算、無約束平差和約束平差（或整體平差）的結構均要求拷貝到磁（光）盤和打印各一份文件，磁（光）盤要裝盒，打印成果要裝訂成冊，并要貼上標簽，注明資料內容。12.6.2 外業(yè)技術總結內容應包括：

a、測區(qū)范圍與位置，自然地理條件，氣候特點，交通及電訊、供電等情況； b、任務來源，測區(qū)已有測量情況，項目名稱，施測目的和基本精度要求； c、施測單位，施測起訖時間，作業(yè)人員數量，技術狀況； d、作業(yè)技術依據； e、作業(yè)儀器類型、精度以及檢驗和使用情況； f、點位觀測條件的評價，埋石與重合點情況； g、聯測方法、完成各級點數與補測、重測情況，以及作業(yè)中發(fā)生與存在問題的說明； h、外業(yè)觀測數據質量分析與野外數據檢核情況。12.6.3 內業(yè)技術總結應包含以下內容：

a、數據處理方案、所采用的軟件、所采用的星歷、起算數據、坐標系統，以及無約束平差、約束平差情況；

b、誤差檢驗及相關參數和平差結果的精度估計等； c、上交成果中尚存問題和需要說明的其他問題、建議或改進意見； d、各種附表與附圖。13 成果驗收與上交資料 13.1 成果驗收 13.1.1 成果驗收按CH 1002進行。交送驗收的成果，包括觀測記錄的存儲介質及其備份，內容與數量必須齊全、完整無損，各項注記、整飾應符合要求。13.1.2 驗收重點包括：

a、實施方案是否符合規(guī)范和技術設計要求； b、補測、重測和數據剔除是否合理；

c、數據處理的軟件是否符合要求，處理的項目是否齊全，起算數據是否正確； d、各項技術指標是否達到要求。

13.1.3 驗收完成后，應寫出成果驗收報告。在驗收報告中應按CH 1003對成果的質量做出評定。

13.2 上交資料

a、測量任務書（或合同書）、技術設計書；

b、點之記、環(huán)視圖、測量標志委托保管書、選點資料和埋石資料； c、接收設備、氣象及其他儀器的檢驗資料； d、外業(yè)觀測記錄、測量手簿及其他記錄； e、數據處理中生成的文件、資料和成果表； f、GPS網展點圖； g、技術總結和成果驗收報告。

附錄A（標準的附錄）大地坐標系有關說明

A1 WGS—84大地坐標系的地球橢球基本參數及主要幾何和物理常數 A1.1 地球橢球基本參數 長半徑α=6 378 137m 地球引力常數（含大氣層）GM=3 986 005×108m3s－2

正常化二階常諧系數C2.0=－484.166 85×10－6 地球自轉角速度ω=7 292 115×10－11rads－1 A1.2 主要幾何和物理常數

短半徑b=6 356 752.314 2m 偏率α=1/298.257 223 563 第一偏心率平方e2=0.006 694 379 990 13 第二偏心率平方e2=0.006 739 496 742 227 橢球正常重力位U0=62 636 860.849 7 m2s－2 赤道正常重力r0=9.970 326 771 4 ms－2 A1.3 WGS-84(C730)大地坐標系GM=3 986 004.418×108m3s－2，其他地球橢球基本參數及主要幾何和物理常數同A1.1、A1.2規(guī)定。

A2 1980西安坐標系的參考橢球基本參數及主要幾何和物理常數 A2.1 參考橢球基本參數 長半徑：α=6 378 140m 地球引力常數（含大氣層）GM=3 986 005× 108 m3 s－2 二階帶諧系數了J2=1 082.63×10－6 地球自轉角速度ω=7 292 115×10－11rads－1 A2.2 主要幾何和物理常數

短半徑b=6 356 755.288 2m 偏率α=1/298.257 第一偏心率平方e2=0.006 694 384 999 59 第二偏心率平方e2=0.006 739 501 819 47 橢球正常重力位U0=6 263 683×10m2 s－2

赤道正常重力r0=9.780 318 ms－2 A3 1954年北京坐標系參考橢球的基本幾何參數 長半徑：α=6 378 245m 短半徑b=6 356 863.018 8m 偏率α=1/298.3 第一偏心率平方e2 =0.006 693 421 622 966 第二偏心率平方e2=0.006 738 525 414 683 附 錄 B（標準的附錄）

選點與埋石資料及其說明 B1 GPS點之記（見表B1）

B2 GPS點環(huán)視圖

B3 GPS網選點圖

附 錄 C（標準的附錄）

氣象儀表的主要技術要求

C1 通風干濕表的主要技術要求和使用 C1.1 主要技術要求

a.在溫度－10～+45℃的范圍內，可測10％～100％的相對濕度；

b.溫度表的刻度應在－26～+51℃或－26～+41℃的范圍內，其最小分度值應為0.2℃； c.通風器開動后，在第4分鐘末，溫度表球部周圍的通風速度不得小于2.5m/s，在第6分鐘末，不得小于2.2 m/s；

d.每分鐘末通風速度的改變不應大于0.2 m/s。

C1.2 通風干濕表遇有下列情況之一時，應進行再檢定。a.在同一海拔高度上，發(fā)條盒轉動第二周的作用時間增長6s以上； b.檢定或更換溫度表；

c.修理及更換配件； d.對檢定結果有懷疑時。

C2 空盒氣壓表的主要技術要求和使用 C2.1 主要技術要求 a.空盒氣壓表應能在大氣壓力53 329～106 658Pa，空氣溫度為-10～+40℃的條件下正常工作；

b.穩(wěn)定系數的變化，每度不得超過±27Pa； c.示值修正值的最大差值不得超過絕對值400Pa；

d.空盒氣壓表的空盒組、傳動系統和指示部分應連接牢固，無松脫和摩擦現象； e.當空盒氣壓表傾斜45°時，轉擊表身，指針位置的改變不得大于±53 Pa； f.當正、反方向轉動調節(jié)螺絲時，指針的位移量不得小于4 000 Pa； g.空盒氣壓表的刻度盤表面應呈白色、刻線清晰，無劃痕缺陷；

h.指針應平直，具有彈性，末端應扭轉90°角，且與刻度盤表面垂直，指針與刻度盤表面的間距為0.3～1.0mm。

C2.2 空盒氣壓表遇有下列情況之一時，應進行再檢驗。a.氣壓表被劇烈震動過，或對示值有懷疑時；

b.氣壓表的讀數與本站水銀氣壓表的氣壓相比較，經過示值修正后，其差值超過±400 Pa。

附 錄 D（標準的附錄）

測量手薄記錄及有關要求

D1 測量手薄 D1.1 測量手薄封面

GPS測量手薄No.類級 起止日期 項目名 測量模式 圖幅

（測量單位）

D2 GPS測量手薄記錄內容及要求

D2.1 AA、A、B級靜態(tài)定位測量手薄記錄內容及要求： a.點號、點名； b.圖幅編號：填寫1：50 000地形圖圖幅編號； c.觀測員、記錄員； d.觀測日期：在填寫的月、日下打一斜線填寫年月日；

e.接收機名稱及編號、天線類型及編號、存儲介質及編號、數據文件名、通風干濕表編號、空盒氣壓表編號、備份存儲介質及編號；

f.近似緯度、近似經度、近似高程：近似經緯度填至1′，近似高程填至100m； g.采樣間隔、開始記錄時間、結束記錄時間； h.站時段號、日時段號；

i.天線高及其測定方法及略圖：測定方法見D3，各項測定值取至0.001m； j.點位略圖：按點附近地形地物繪制，應有3個標定點位的地物點，比例尺大小視點位具體情況確定；

k.氣象元素及天氣狀況：其中氣壓讀記至10Pa（0.1 mbar），氣溫讀至0.1℃，天氣狀況按晴、多云、陰、小雨、小雪、雨、雪選一填寫，同時記錄云量及分布；

l.測站跟蹤作業(yè)記錄：記載衛(wèi)星信噪比等；

m.記事：記載是否進行偏心觀測，其記錄在何手薄，以及整個觀測過程中出現的重要問題，出現時間及其處理情況。

D2.2 C、D與E級靜態(tài)定位測量手薄有關項目要求同D2.1。D2.3 GPS快速靜態(tài)定位測量需填寫觀測單元號，其時段號應為觀測單元內的時段序號，其他項目要求同D2.1。

D3 天線高測定方法及要求 D3.1 天線墩上天線高測定

用天線高量測桿或小鋼卷尺從廠家規(guī)定的天線高量測基準面彼此相隔120°的三個位置，分別量取至天線墩中心標志面的垂直距離，互差應小于2ｍｍ，取平均值為天線高h。

D3.2 三角架上天線高測定

備有專用測高標尺的接收設備，將標尺插入天線的專用孔中，下端垂準中心標志，直接讀出天線高（或需加一常數）。

其他接收設備，可采用傾斜測量方法。從腳架三個空檔（互成120°），測量天線高量測基準面至中心標志面的距離，互差應小于3mm，取平均值為L，天線底盤半徑為R，按天線高

求出。

D3.3 覘標儀器臺上天線高測定

按D3.1方法量取天線高量測基準面至儀器臺上表面的高差h′，再量取儀器臺的厚度h″，再用鋼卷尺不同部位，量取儀器臺下表面至中心標志面的高差三次，其互差不應大于5mm，取平均值為最后結果h???則天線高

D3.4 在GPS測量手薄中應繪出天線高量測方法略圖

附 錄 E（標準的附錄）同步觀測環(huán)檢核

三邊同步環(huán)中只有兩個同步邊成果可以視為獨立的成果，第三邊成果應為其余兩邊的代數和。由于模型誤差和處理軟件的內在缺陷，第三邊處理結果與前兩邊的代數和常不為零，其差值應小于下列數值：

式中：σ——相應級別規(guī)定的精度（按網的實際平均邊長計算）。對于四站以上同步觀測時段，在處理完各邊觀測值后，應檢查一切可能的三邊環(huán)閉合差。

附 錄 F（標準的附錄）

歸心元素測定與計算 F1 歸心元素的測定 F1.1 GPS方法

如圖F1所示，P為標志中心，A為已測GPS點，B為GPS方位點。

在A、B點上安置接收機，觀測一時段后，交換天線，再觀測一時段，共兩時段，獲得A、B點WGS-84坐標。用經緯儀以三等三角測量的要求觀測水平角γ

1、γ 各4 測回，用紅外測距儀，觀測4測回，得到AP間的距離SAP與BP間的距離SBP，用水準測量或經緯儀高程方法分別測出PA間的高差hAP與PB間的hBP，即可計算出歸心元素△XA、△YA、△hAP與α

AP。

F1.2 純GPS方法

在A、P點上安置接收機，觀測一時段后，交換天線再觀測一時段，共兩時段，獲得A、P點間的WGS-84坐標系坐標差△XAP、△YAP、△ZAP。時段長度：雙頻接收機不得少于30min，單頻接收機不得少于1h。F1.3 三角聯測方法

若已知P點至某一方向的大地方位角，可通過P點上對該方向與PA方向間角度觀測求出α

AP，進而得到

dAP，以代替F1.1通過測角求α AP 的方法。按三等三角測量要求，角度觀測四測回。F2 歸心元素計算

已知A、B兩點WGS-84空間直角坐標分別為XA、YA、ZA與XB、YB、ZB以A點坐標為原點，求得B在A點站心坐標系中的站心地平坐標：

第二篇：《全球定位系統(GPS)測量規(guī)范》GB T 18314-2009 簡介概要

GB/T 18314―2009《全球定位系統（GPS）測量規(guī)范》簡介

GB/T 18314―2009《全球定位系統（GPS）測量規(guī)范》代替GB/T 18314―2001《全球定位系統（GPS）測量規(guī)范》。

本標準規(guī)定了利用全球定位系統（GPS）靜態(tài)測量技術，建立GPS控制網的布設原則、測量方法、精度指標和技術要求。本標準適用于國家和局部GPS控制網的設計、布測和數據處理。

本標準的內容包括：范圍、規(guī)范性引用文件、術語和定義、基本規(guī)定、級別劃分和測量精度、布設的原則、選點、埋石、儀器、觀測、外業(yè)成果記錄、數據處理、成果驗收與上交資料，以及附錄A（資料性附錄）大地坐標系有關說明、附錄B（規(guī)范性附錄）選點與埋石資料及其說明、附錄C（規(guī)范性附錄）氣象儀表的主要技術要求、附錄D（規(guī)范性附錄）測量手簿記錄及有關要求、附錄E（資料性附錄）歸心元素測定與計算和附錄F（規(guī)范性附錄）同步觀測環(huán)檢核。

第三篇：使用全球定位系統的時間和頻率測量（最終版）

使用全球定位系統的時間和頻率測量

邁克爾A.Lombardi，麗莎。納爾遜，安得烈，諾維克，張勝利S.美國國家標準與技術研究院的時間和頻率劃分

這篇文章介紹了全球定位系統（GPS）衛(wèi)星信號是被用來進行時間和頻率的計量的。文章討論了GPS接收器能怎樣為頻率校準和實間同步提供一個參考信號。它也解釋了利用了幾種類型的GPS信號測量時間和頻率。這些包括單向或直接接收測量，單和多通道共視的測量，和載波相位測量。討論了ＧＰＳ信號可以提供國家的可追溯性和國際標準得可追溯性。介紹ＧＰＳ

GPS，眾所周知的一種全球定位工具，也已經成為發(fā)布時間和頻率的主要系統。GPS接收機是電信網絡、校準和測試實驗室中的固定裝置。它們使時鐘同步、校準和在任何設施中控制振蕩器即可以用ＧＰＳ衛(wèi)星視線安置一個室外天線接收裝置。

ＧＰＳ衛(wèi)星是被美國國防部（美國國防部）來控制和操作的。星座包括至少２４個衛(wèi)星軌道在地球20200公里的高度在6個固定的飛機傾向于從赤道55°。軌道周期是11小時58分鐘,這意味著一個衛(wèi)星繞地球飛行每天兩次。通過處理從衛(wèi)星收到信號,GPS接收器可以確定其位置GPS衛(wèi)星廣播兩個載波頻率: 在1575.42 MHz L1,L2為1227.6 MHz。每顆衛(wèi)星廣播擴展頻譜波形,稱為偽隨機噪聲在L1和L2(打印)代碼,并且每個衛(wèi)星它是由打印標識代碼傳送。有兩個類型的打印代碼。第一個類是一個粗糙的收購(C / A)代碼與芯片的1023芯片每毫秒。第二種類型是一個精密芯片的速(P)的代碼10230芯片每毫秒。C / A碼是廣播在L1,廣播L1和L2 P代碼。GPS接收視線,這意味著天空的天線必須有一個明確的觀點。如果一個晴朗的天空視圖是可用的,可以收到近的信號地球上的任何地方每個衛(wèi)星攜帶銣和銫振蕩器,或兩者的結合。車載的振蕩器為載體和提供參考代碼廣播。他們帶領USDOD地面站和引用協調世界時(UTC)由美國海軍維護天文臺(USNO)。經雙方協議UTC(USNO)維護和UTC(NIST)在100 ns,這兩個時間尺度之間的頻率偏移是< 1 x 10-13年

GPS接收設備有幾種類型的GPS接收器使用和頻率計量。成本、大小和設計的從模型的GPS定時接收機有著顯著的不同模型,但大多數都有個共同的特性。大多數接收器使用C /代碼L1頻率播出作為他們的時間和頻率參考。最能同時從8到12衛(wèi)星追蹤,可以提供時間和頻率信號來自一個平均的衛(wèi)星視圖。大多數提供time-ofday和日期信息在計算機可讀的格式,通過rs11彼此。由于頻率漂移和老齡化問題,這個需求不可能會見石英振蕩器,和困難會見銣振蕩器,因為他們需要定期調整。銫振蕩器將很容易滿足要求,但他們的高成本使它不切實際的購買多個單位。很容易看到GPSDO電信是一個很好的解決方案網絡問題。兩個其他類型的GPS接收器用于越多本文中描述的專業(yè)測量。Common-view GPS接收器實際上是集成結合標準GPS定時接收機的系統測量硬件和軟件。這種硬件和軟件使系統測量個人衛(wèi)星和存儲結果,這樣他們就可以稍后處理。Carrier-phase GPS接收器是大地的設計和測量應用。通常更昂貴的比傳統的時間和頻率接收器,他們跟蹤和衡量L1和L2載波頻率。他們的潛力定位性能特殊,L1航空公司只是19厘米波長和定位的不確定性通常是用厘米來衡量甚至毫米。當用于時間和頻率測量,收集的數據必須存儲可以稍后處理。GPS天線使用大部分的接收器這里描述很小,通常直徑< 100毫米。他們通常有內置放大器驅動天線電纜,用于獲得多天線導航。使用高增益天線可以使用長天線電纜,只要100一些實例。與GPS接收器用于導航,時間和頻率接收器是坐落在一個房間或實驗室和一個很長的天線電纜通常是必要的。GPS測量技術所隱含的不同類型的接收器在最后一節(jié)中,有幾種不同類型的GPS時間頻率計量學測量中使用。這些測量可分為三個將軍類別:單向、common-view carrier-phase。大多數的GPS測量校準和測試實驗室單向測量。單向的測量很容易和他們不確定性是小到足以滿足要求幾乎所有的校準或測試實驗室。Commonview和carrier-phase測量需要更多的努力,包括測量數據的后期處理。為這個原因,他們通常留給國際比較計量實驗室的時候測量不確定性必須盡可能小。表1比較了GPS測量技術。表1。典型的GPS測量技術的不確定性技術時間頻率不確定性不確定性24小時、2σ24 h,2σ

單向< 20 ns < 2 x 10 – 13 單通道10 ns≈≈1 x 10-13年Common-View多渠道< 5 ns < 5×1015Common-view單向GPS測量單向GPS技術使用的信號從GPS接收機作為標定參考。的GPS信號實時使用,沒有后期處理測量結果是必需的。的目的測量通常是同步定時脈沖,或校準頻率源。在接收機用于測量之前,它必須完信號采集過程。的一部分收購過程包括測量天線的位置。與GPS導航接收器計算位置修正而移動速度(通常更快位置修正每秒),GPS時間和頻率接收器通常不會移動,不需要調查完成后計算位置修正一次。

因此,時間和頻率接收器通常存儲單一位置固定,使用同樣的位置上。許多接收器時自動啟動調查他們正在打開。在這個過程結束的時候,前面面板指示器告訴操作員,接收者是準備好了 使用。一旦完成信號采集,輸出從接收機連接到測量信號系統。時間同步測量,1 pps信號從接收方通常是作為一個輸入時間間隔計數器。頻率測量的例如,頻率輸出(10 MHz)GPSDO作為一個相位比較器的輸入,或用作嗎外部時基頻率計數器。單向性能自帶領GPS衛(wèi)星傳輸信號同意UTC,長期GPS精度接收方一直都是優(yōu)秀的。的性能C /代碼接收器成為更好的5月2日,2000年(51666年MJD)當USDOD集選擇性的可用性(SA)為零。SA是一個USDOD指令,可用于有意引入GPS信號減少噪音它的定位和定時精度。圖1是一個階段情節(jié)顯示典型的GPS接收器,數據記錄在立即SA將之前和之后零。圖1所示。相圖顯示之前和GPS性能 在SA被設置為0。

10分鐘的數據點如圖1所示 通過比較平均接收的信號 pps典型的GPS定時接收機的輸出

UTC(NIST)使用時間間隔計數器。圖2顯示了 15天內立即收到階段

2000年5月2日。在此期間,收到peak-topeak變化階段數據< 50 ns。相圖表明,GPS廣播aretightly控制,自振幅相位測量一天比一天相似。這導致優(yōu)秀的準確性和穩(wěn)定性時平均1天或更長時間的使用。然而,信號的相位噪聲限制短期穩(wěn)定,艾倫偏差所示(σy(τ))圖(圖3)。

圖2。GPS接收器和UTC(NIST)在SA后15天時間間隔設置為0。圖3。頻率穩(wěn)定度(Allan偏差)的GPS接收機在SA被設置為0 圖3顯示的穩(wěn)定性接收機是near1 x 10-1天,相位噪聲持續(xù)平均下來直到穩(wěn)定性達到十14部分。雖然不是如圖3所示,這個接收器的相位噪聲限制了短期穩(wěn)定在1 s 10 9部分。如果你選擇

發(fā)布頻率從GPSDO獲得,或使用它作為參考測量系統,確保其短期穩(wěn)定滿足您的需求。雖然GPSDOs可以校準幾乎任何頻率標準測量段1天或更長時間,他們通常不適合測量振蕩器穩(wěn)定< 1000年代的平均時間。

與單向GPS建立可追溯性可追溯性的定義告訴我們,可追蹤的 測量需要一個“完整的鏈

比較所有規(guī)定的不確定性。“這鏈通常來源于與國際或國家標準。[1]為了顯示跟蹤通過GPS,NIST的鏈必須擴展從GPS測量NIST。我們提供兩個例子(表2和圖3)如何記錄追溯鏈。兩個鏈顯示追溯回UTC(NIST),和回到國際單位制(SI)由局國際des重量等維護措施(BIPM)。記住,每一個環(huán)節(jié)的追溯鏈涉及比較引用和被測設備或信號。鏈接的不確定性A、B和C非常小,幾乎沒有對大多數測量結果。

然而,他們必須記錄在建立追溯鏈。鏈接的不確定性A和B可以計算從BIPM Circular-T,發(fā)表雙月刊,并可在www.bipm.fr /金星/ 5 _scientific / c_time / time.html 另一個網站建立鏈接可以找到 在NIST的時間和頻率劃分的網站: www.boulder.nist.gov timefreq /酒吧/公告/ nistusno.htm 從公布的數據可以建立鏈接C USNO:tycho.usno.navy.mil / gps_datafiles.html鏈接D的不確定性是依賴于接收器的。不 所有的GPS接收器都是平等的,一些模型介紹了比其他人更多的不確定性。兩個因素,導致收機性能的質量接收機的本地振蕩器和軟件的質量從衛(wèi)星獲得的算法處理數據。建立鏈接D需要陳述的不確定性規(guī)范時,接收者將達到或超過正常運營。制造商的規(guī)范是一個

第四篇：GPS全球定位系統在地籍測量中的應用

GPS全球定位系統在地籍測量中的應用

摘要：GPS技術是當今信息社會發(fā)展最快的技術之一，己滲透到土地測繪中并得到廣泛的應用，且GPS與GIS、RS的結合對地籍信息系統的建立將起到推動作用。

關鍵詞：GPS地籍測量土地動態(tài)監(jiān)測地籍信息系統 中圖分類號：P271文獻標識碼：B l.概述

GPS是由美國研制，以空中衛(wèi)星為基礎的無線電導航系統，該系統能為全球提供全天侯、連續(xù)、實時、高精度的三維位置，可滿足多方面的需求，目前GPS技術己廣泛應用于地籍測繪、城鎮(zhèn)規(guī)劃、地球資源調查與管理等多領域井發(fā)揮巨大作用。

2.GPS在地籍測繪中的應用 2.1 GPS在地籍控制測量中的應用

位于太原市汾河西岸的西干渠上蘭排洪溝段，全長約14km，為進行地籍調查，我們經實地踏勘，決定布設D級GPS控制網。2·1·1點位布設

控制網點由7個點組成，7個點全部位于視野開闊，有利于其它測量手段擴展和聯測的地方，其中有3個點為1954年太原坐標系中的三等點，同時也作為本控制網的起算數據，7個控制點間最小間距 24km，最大間距 6．4km，具體點位如圖一所示：

注： kz1 kz2 kz3為三等點

2·1·2觀測方案

按GPSD級網的要求，對整個網進行了組織，觀測之前做了星歷預報，結合實際情況，選擇合適觀測時間以保證精度。觀測主要技術要求

觀測時間≥60分鐘

衛(wèi)星高度角≥15度 觀測衛(wèi)星≥4顆

觀測時段數≥2 pdop≤10

2·l·3觀測成果及精度分析

GPS基線解算和平差計算均在隨機軟件GpsurveyZ．35中進行，在基線全部合格后，分別在WGS84和北京54坐標系中進行平差計算，計算成果符合規(guī)范精度要求后，按數字模型轉換為太原54坐標控制網，點位中誤差最小為1．ZCM，最大為3CM，可達到四等網的精度要求。2·2把 GPS技術引入界址測定中

地籍測量的目的是測定每宗地的權屬、界址、點、線、位置、形狀、數量等基本情況，它的精度如何，直接影響地籍管理的準確性和權威性。所以山西省地籍調查實施細則》要求界址點對鄰近圖根點點位中誤差為5—7．SCM，如此高的兒何精度，必須用高精度的儀器現場施測才能達到。利用GPS的RTK技術也能滿足上述精度要求。RTK是載波相位實時動態(tài)差分定位，實時處理能達到厘米級精度，譬如Trimble4800的實時測量水平精度為±（13）cm＋2ppm。3.GPS技術在勘測定界和土地動態(tài)監(jiān)測中的應用

建設用地勘測定界是確定建設用地的位置、面積等方面的測繪，它為政府部門審批用地提供基礎數據。利用GPS的RTK技術迸行勘測定界，完全能滿足建設用地勘測界址點坐標對鄰近圖根點點位中誤差及界址線與鄰近地物或鄰近界線的距離中誤差不超過10cm的精度要求，且效率高，受條件限制小，特別是對鐵路、公路、河流等線狀用地效果更為明顯。

土地利用動態(tài)監(jiān)測是對土地利用的變化狀況迸行及時準確的調查，為合理利用土地資源，為政府和各級土地管理部門制定各項政策，落實各種管理措施提供依據。傳統的野外測量受限于條件、地形等多方面因素的制約，并且不能及時反映土地利用的動態(tài)變化。使用手持式差分型GPS接收機，能快速和方便地測量點、線和面，井記錄其所規(guī)定的屬性信息。手持式差分型GPS接收機適用于各種情況的土地監(jiān)測，差分改正后精度可以達到l——5m，加分米級處理器定位精度大于0.5m，其精度完全滿足土地利用現狀調查及土地動態(tài)監(jiān)測的精度要求。有傳統測量無法比擬的速度快、效率高的特點。4.GPS技術在建立地籍信息系統中的應用

地籍信息系統主要包括行政界線、宗地界線和宗地屬性及地表覆蓋物的幾何位置、形狀及倩況。地籍信息系統的精度受控制網精度的影響。地籍信息的時效性，決定了地籍信息必須具有動態(tài)更新功能。利用GPS定位技術來完成信息系統數據的采集。記錄，建立控制網絡數據庫，將為信息系統向現代化、自動化、網絡化發(fā)展奠定堅實的基礎。使用最新的GPS PruXR和ProXRS系統，用戶可以在短時間內采集到高精度的數據，可以構成成圖及GIS應用的強大工具。5.結束語

隨著GPS衛(wèi)星全球定位技術的發(fā)展應用，將導致測繪行業(yè)一場深刻的技術革命，特別是3S技術的結合，GPS技術在土地測繪中的作用將更為重要，它縮短了時間，提高了精度，可產生巨大的經濟效益。

第五篇：全球定位系統及其應用教案

1、全球定位系統

全球定位系統(gps)的概念、基本組成和工作過程(a)概念:全球定位系統(gps)是具有在陸、海、空進行全方位、實時三維導航與定位功能的新一代衛(wèi)星導航與定位系統。它能夠實時測量“四度”:經度、緯度、高度、速度。

基本組成:全球定位系統(gps)由空間星座、用戶系統、地面控制系統三個部分組成。

工作過程:gps衛(wèi)星發(fā)送導航定位信號,地面控制系統對衛(wèi)星進行監(jiān)測和調控,用戶系統接收gps衛(wèi)星發(fā)射的信號進行導航定位。

2、全球定位系統與定位導航 gps的主要應用領域(a)gps以其高技術的含量及全方位、實時三維導航與定位功能而廣泛應用于眾多的領域。主要應用領域有軍事、導航、交通管理、農業(yè)、旅游娛樂、城市管理等方面。