GPS接收机检测场校准规范

1 范围

本标准规范规定了GPS接收机检测场校准基本要求和方法，适用于GPS接收机检测场校准和检测2 引用文献

2.1 GB/T 18314-2001全球定位系统（GPS）测量规范

2.2 JJF1015-2002 计量器具型式评价和型式批准通用规范

2.3 JJF1059-1999 测量不确定度评定与表示

2.4 CH 8016-1995 全球定位系统（GPS）测量型接收机检定规程

2.5 中华人民共和国国家计量技术规范《全球定位系统（GPS）接收机(测地型和导航型)校准规范》JJF 1118-2004

2.6 《全球定位系统（GPS）测量规范》GB/T18314-2001

2.7 《全球定位系统（GPS）测量型接收机检定规程》CH8016-95；

2.8 《比长基线测量规范》GB16789-1997。

3 术语和定义计量单位

3.1 踏勘reconnaissance

工程开始前，到现场察看地形和其他工程条件的工作。

3.2 造标tower building；signal erection

建造作为观测照准的目标及升高仪器位置的测量标志构筑物的总称。

3.3 埋石mark at or below ground level；setting monument

将控制点的永久性标志固定在实地的工作。

3.4 观测墩observation post；observation pillar

顶面有中心标志及同心装置，并能安装测量仪器及观测照准目标的设施。

3.5 强制对中forced centring

用装在共同基座上的装置，使仪器和觇牌的竖轴严格同心的方法。

3.6 标石markstone；monument

用混凝土、金属或石料制成，埋于地下或露出地面以标志控制点位置的永久性标志。

3.7 觇标tower；signal

作为照准目标用的测量标志构筑物。

3.8 觇牌target

作为测量照准目标用的标志牌。

3.9 测量标志surveying mark

标定地面控制点或观测目标位置，有明确中心或顶面位置的标石、觇标及其他标记的通称。

3.10 点之记description of station

记载等级控制点位置和结构情况的资料。包括：点名、等级、点位略图及与周围固定地物的相关尺寸等。

3.11基线baseline

三角测量和摄影测量中，为获取测绘信息所依据的基本长度。

3.12 测回observation set

根据仪器或观测条件等因素的不同，统一规定的由数次观测组成的观测单元。

3.14 ITRF国际地球参考框架

由国际地球自转服务局（IERS）推荐的以国际参考子午面和国际参考极为定向基准，以IERS YY 天文常数为基础定义的一种地球参考系和地心（地球）坐标系。

（ITRF即国际地球参考框架。它是由国际地球自转服务局（IERS）按一定要求建立地面观测台站进行空间大地测量，并根据协议地球参考系的定义，采用一组国际推荐的模型和常数系统对观测数据进行处理，解算出各观测台站在某一历元的坐标和速度场，由此建立的一个协议地球参考框架。它是协议地球参考系的具体实现。）目前建议使用ITRF2000。

4 概述

GPS接收机检测场是从单频到双频，从静态到动态各种型号测量型和导航型GPS接收机的检测场地。GPS接收机检测场应包括超短基线网、短基线网和中长基线网，和动态检测场。超短基线场主要用于GPS接收机天线相位中心稳定性、接收机内部噪声水平等项目的测试；短基线场主要用于GPS接收机野外作业性能及其不同测程测量精度的检测；中长基线场主要用于双频GPS接收机野外作业性能及其测量精度的检测；动态基线场主要用于RTK接收机和导航型接收机的定位精度和性能的检测。

5 计量性能要求

5.1超短基线场：

超短基线各边长范围为：0.5m~10m，边长测量的标准偏差小于±0.3mm

高程：超短基线场各点位（强制对中盘标志面）相对于中心点的高程互差不大于1cm。超短基线场各点位（强制对中盘标志面）相对于中心点的高程测量标准偏差不大于0.3mm。

5.2短基线场：

短基线各边长长度范围为200m~4000m，并与其他点位组成网形结构。

短基线相邻基线点水平分量测量精度：±3mm，垂直分量测量精度：±5mm

5.3中长基线场

中长基线场各边长长度范围为5km~30km，各种边长的组合5km、10 km、15 km、20 km、25 km、30km 等不少于2条。

中长基线相邻基线点水平分量测量精度：±(3～5)mm，垂直分量测量精度：±(5～10)mm

5.4 动态检测场

边长范围和分布：点位之间的距离在几十米至数百米范围分布

动态检测场点位测量精度优于±20mm

7 通用技术要求

7.1 GPS接收机检测场应满足下列要求：

超短基线场：

超短基线场标志点应不少于4点，超短基线场各边长放样误差不大于10mm。

短基线场：

短基线场标志点应不少于4个，边长组合不少于6条。各点应设置观测墩并采用强制对中装置。考虑到目前应用的仪器有单频和双频等不同类型的GPS测量仪器，短基线场的长度一般确定在（200~4000）米，并组成网形结构。

中长基线场：

中长基线场标志点可选择8个点，各种边长的组合5公里、10公里、15公里、20公里、25公里、30公里等不少于2条，可与超短基线、短基线的点相关联组成网。

更长边长的基线网一般不需要单独建，可利用国家GPS A、B级网点、国家一、二等水准点、中国地壳运动观测网络点、或其他省市计量部门的检测场网点、以及已有的参考跟踪站（如北京房山（BJFS）、上海佘山（SHAO）、武汉（WUHN）、昆明（KUNM）等IGS跟踪站）。

动态检测场：

动态检测场标志点应不少于10点，可在满足GPS仪器观测条件的任意场地上建立，无需要强制对中装置。

7.2 GPS接收机检测场点位布设应满足下列要求：

⑴．点位一般选在交通方便、地质构造稳定、便于管理和使用的地方；

⑵．点位周围应便于安置接收设备和操作，视野开阔，视场内障碍物的高度角不宜超过10°，个别点可以放宽到15°；

⑶．点位应远离大功率无线电发射源（如电视台、电台、微波站等），其距离不小于300米；远离高压输电线和微波无线电信号传送通道，其距离不得小于50米；

⑷．点位附近不应有强烈反射卫星信号的物件；

⑸．选址时应尽可能使测站附近的小环境（地形、地貌、植被等）与周围的大环境一致，以减少气象元素的代表性误差。

(6). 点选好后，应取当地有一定知名度的地名为点名。重合旧点时，应采用旧点名。并给每个点一个编号，编号由四位字母、数字或其组合组成。选址工作结束后，应按规范要求绘制点之记。

7.3 观测墩的规格、埋设及其他要求：

7.3.1 观测墩

观测墩分为基岩观测墩、土层观测墩、楼顶观测墩。观测墩的规格、结构详见附录图1、附图2、附图。

各类观测墩顶面中央埋设强制对中的装置，观测墩北侧应有点号、点名、建墩日期、建墩单位等字样。

观测墩必须在选定的点位上埋设。采用混凝土现场浇铸的方法制作，混凝土浇铸过程中的水泥、沙子、石子及其他添加剂的用量以及混凝土施工的要求均按照规定执行。如果点址为楼顶时，应处理好楼面，采用打入膨胀螺丝、灌粘合胶等方式，保证天线敦和大楼成为一个整体。

超短基线场埋设时，应进行精确放样，放出各观测墩的位置。

7.3.2 强制对中装置

GPS接收机检测场墩位应采用强制对中。观测墩埋设基本完成时，安装强制对中盘。安装时，各天线墩均应安装强制对中盘，强制对中装置采用水平置平工具将对中盘安平，即使用8′精度的圆水准器，使其表面最大倾斜度应小于1毫米（以保证天线圆气泡居中）。

7.3.3 基岩、楼顶观测墩埋设后至少经过一个月，土层观测墩至少经过一个雨季或三个月后，才能进行观测。

7.4 外业要求

具体的作业要求

7计量器具控制

7.1 校准条件

环境条件

在仪器使用条件范围内且不影响接收天线的稳定性，不受环境条件制约。

7.1.1校准仪器设备和软件

校准仪器设备：标称精度不低于5mm+0.5ppm的双频GPS接收机、接收天线采用CHOKE RING 天线，超短基线场应使用因瓦基线尺、因瓦标准尺和采用一、二等水准观测使用的精密水准仪，也可用激光跟踪仪等其他符合测量不确定度要求的测量仪器。

GPS基线解算软件：GPS数据处理采用商用的随机软件和科学分析软件结合使用。在野外校核采用商用的随机软件，为了提高基线解算精度室内后处理时采用科学分析软件（如Gamit、Bernese等），采用精密星历（推荐使用IGS提供的精密星历，可选用事后精密星历或快速精密星历）。数据处理时应在ITRF参考框架下的测站地心坐标进行处理。

7.2 校准项目和校准方法

7.2.1 超短基线场

超短基线场的边长，超短基线场各点位的相对于中心点的高程，位置坐标测量

方法：边长用因瓦钢卷尺测量，因瓦钢卷尺测量时状态与实验室的检定状态一致（采用水平悬链状，相同的拉力）。

超短基线场各点位的相对于中心点的高程用一或二等水准仪测量。也可用激光跟踪仪直接测量超短基线场的边长和各点位相对于中心点的高程。

位置坐标用标称精度不低于5mm+0.5ppm的双频GPS接收机、接收天线采用CHOKE RING天线，接收天线固定在基座上，调整基座使接收机天线整平居中，天线按约定先统一指向正北，然后每观测一时段转动天线90°，GPS接收机测量时段不得少于4个时段，其测量时的具体技术要求应满足见下表1中的要求。

7.2.2 短基线场

短基线场的边长和位置坐标。

方法：标称精度不低于5mm+0.5ppm的双频GPS接收机、接收天线采用CHOKE RING天线。短基线场可以单独测量，也可以与中长基线场合并测量，接收天线的调整方法见7.2.1，GPS接收机测量时段不得少于4个时段，测量时的技术要求应满足见下表1中的要求。短基线场与中长基线场合并测量可以提高精度，能产生更多的基线边长组合。

3．中长基线场

中长基线场的边长和位置坐标

方法：标称精度不低于5mm+0.5ppm的双频GPS接收机、接收天线采用CHOKE RING天线，接收天线的调整方法见7.2.1，GPS接收机测量时段不得少于4个时段，测量时的技术要求应满足见下表1中的要求。

表1：检测场测量时技术要求

动态检测场：点位坐标和点位之间的距离。

方法：全站仪（测距精度：1mm+1×10-6D，测角精度：0.5″）或GPS接收机（5mm+0.5×10-6D，）进行距离和坐标的测量。

7.4 校准结果

7.4.1 提供GPS原始观测数据和计算资料，还应包括GPS接收机类型和编号信息见表2，检测场观测各站使用的仪器信息见表3，检测场观测信息见表4。

表2 GPS接收机类型和编号

表3：检测场观测各站使用的仪器

表4：检测场观测信息

7.4.2 校准证书

校准证书结果的具体内容

7.5 复校时间间隔

复校时间间隔为三至五年，但刚建立时，复校时间间隔为一年

附录1：GPS天线墩结构示意图

GPS基岩天线墩示意图

GPS楼顶天线墩示意图

超短基线场设计图例

附录1GPS墩位制作的混凝土施工要求

1．灌制混凝土标石所用材料应符合下列要求：

a．采用的水泥标号应不低于425。制作不受冻融影响的混凝土标石，应优先采用矿渣和火山灰质水泥，不得使用粉煤灰水泥。制作受冻融影响的混凝土标石，宜使用普通硅酸盐水泥。在制作受盐碱、海水或工业污水侵蚀地区的标石时，须使用抗硫酸盐水泥。在沙漠、戈壁等干燥环境中的标石，不得使用火山灰质水泥；

b．石子采用级配合格的5～40mm的天然卵石或坚硬碎石，不宜采用同一尺寸的石子；

c．沙子采用0.15～3mm粒径的中砂，含泥量不得超过3%；

d．水须采用清洁的淡水，硫酸盐含量不得超过1%；

e．外加剂可根据施工环境选用，如早强剂、减水剂、引气剂等，其质量应符合相应规定，不得使用含氯盐的外加剂。

2．每立方米混凝土制作材料用量：

表5每立方米混凝土制作材料用量表

卵石5～40

17028567212480.6：1：2.36：4.38（0.17）（0.28）（0.45）（0.83）0.6：1：1.61：2.96

注：

①表中配合比适用中砂，当采用细砂或粗砂时，水和水泥用量相应增加或减少17kg和10 kg。

②当采用5～40 mm粒径的碎石或卵石，应将水和水泥用量各增加10%，砂、石用量不变。

3．混凝土施工要求：

a．调制混凝土，须先将砂、石洗净。浇灌标石时，须逐层充分捣固；

b．气温在0℃以下时，必须加入防冻剂，拆模时间不得少于24h，否则不准施工；

c．拆模时间可根据气温和外加剂性能决定，一般条件下，平均气温在0℃以上时，拆模时间不得少于12h；