GPS控制网技术设计方案
GPS控制网的技术设计
GPS控制网的技术设计【摘要】讨论GPS控制网技术设计的一般原则和图形设计，结论认为：传统的控制测量方法将被GPS技术所取代。
【关键词】GPS 控制网技术设计原则图形设计1 引言GPS它的含义是：利用导航卫星进行测时和测距，以构成全球定位系统。
GPS具有全能性、全球性、全天候、连续性和实时性的精密三维导航与定位功能，而且具有良好的抗干扰性和保密性。
因此，GPS技术在大地测量、工程测量、航空摄影测量、海洋测量、城市测量等测绘领域得到了广泛的应用。
2 技术设计的一般原则建立城市或其它局部性GPS控制网是一项重要的基础性工作，而技术设计则是建立GPS网的第一步，是保证GPS网能够满足经济建设需要，并保证GPS成果质量可靠的关键性工作。
因此，必须科学地、严谨地作好这一工作。
GPS网设计设计的一般原则包括以下几个方面。
2.1 充分考虑建立GPS控制网的应用范围对于工程建设的GPS网，应该既考虑勘测设计阶段的需要，又要考虑施工放样等阶段的需要。
对于城市GPS控制，既要考虑近期建设和规划的需要；又要考虑远期发展的需要；还可以根据具体情况扩展GPS控制网的功能，充分发挥GPS网和测绘工作在城市建设中的作用。
2.2 采用分级布网的方案适当地分级布设GPS网，有利于根据测区的近期需要和远期发展分阶段布设，而且可以使全网的结构呈长短边相结合的形式。
与全网均由短边构成的全面网相比，可以减少网的边缘处误差的积累，也便于GPS网的数据处理和成果检核分阶段进行。
分级布网是建立常规测量控制网的基本方法，因为GPS测量有许多优越性，所以并不要求GPS网按常规控制网分很多等级布设。
例如，大城市的GPS控制网可以为三级：首级网中相邻点的平均距离大于5km；次级网中相邻点平均距离为1~5km；三级网相邻点平均距离可小于1km，且可采用GPS 与全站仪相结合的方法布设。
对于小城市，分两级布设GPS网即可。
2.3 GPS测量的精度标准GPS测量的精度标准通常用网中相邻点之间的距离中误差表示，其形式为：式中：σ——距离中误差（mm）；a——固定误差（mm）；b——比例误差系数（ppm）；d——相邻点的距离（km）。
GPS控制网的布设方法
• 答：
100 2.0 Smin INT 50 4 lt Smin (m 1) 50 (4 1) 150 ln n 1 100 1 99
• 例
– 中国国家高精度GPS 网 – 各省市地方的控制网
中国国家高精度GPS网
工程控制网①
• 覆盖范围
– 工程施工区域
• 用途
– 工程放样、施工 – 变形监测 – GPS高程
• 基准
– 独立基准
工程控制网② • 特点
– 精度、可靠性要求随工程要求差别较大 – 变形监测网需多次复测
• 例
– 各类工程控制网、滑坡监测网
GPS网的布网方案②
– 会战式 –形式 • 一次组织多台GPS接收机，集中在一段不太长的时 间内，共同作业。观测分阶段进行，在同一阶段中， 所有的接收机，在若干天的时间里分别各自在同一 批点上进行多天、长时段的同步观测，在完成一批 点的测量后，所有接收机又都迁移到另外一批点上 采用相同方式，进行另一阶段的观测，直至所有点 观测完毕。 –优点 • 可以较好地消除SA等因素的影响，因而具有特高的 尺度精度。 –适用范围 • A、B级网。
基准站
基准站 多基准站式的布网形式
基准站
–适用范围
• C，D级网。
GPS网的布网方案④
• 同步图形扩展式
–形式
• 多台接收机在不同测站上进行同步观测， 在完成一个时段的同步观测后，又迁移到 其它的测站上进行同步观测，每次同步观 测都可以形成一个同步图形，在测量过程 中，不同的同步图形间一般有若干个公共 点相连，整个GPS网由这些同步图形构成。
GPS网的分类
• 分类方法
– 根据用途划分
• GPS网的分类
E级GPS平面控制网技术设计书
E级GPS平面控制网技术设计书1、概述本次gps平面控制测量任务和作业容是位于北部松花江主航道北侧，为配合本次控制测量课程设计任务，需在江心岛开发区约4.2平方公里的测区围建立E级GPS平面控制网。
2、测区自然地理概况和已有资料2.１、测区自然地理概况测区位于省市北部松花江主航道北侧，是松花江泛洪区自然形成的梭形岛，为河漫滩湿地。
该岛地理位置优越,南北与市区相望,西隔宾洲铁路桥与太阳岛相望。
测区东西长约4.5公里，南北最宽约1.3公里，面积达4.2平方公里，平均海拔115米，位于松花江中游，属中温带大陆性季风气候，冬长夏短，全年平均降水量569.1毫米，降水主要集中在6-9月，夏季占全年降水量的60%。
四季分明，冬季1月平均气温约零下19度；夏季7月的平均气温约23度。
测区围：测区地理坐标为东经：126度37分—126度40分北纬：45度48分实测围呈不规则形状，围面积约4.2平方公里。
2.2、测区已有资料成果情况测区有google earth卫星遥感图一幅，该图可供图上选点。
此外，测区有校区控制三角点2个，其数据如下：3、测量技术设计依据（1）GB-T-18314-2009《全球定位系统(GPS)测量规》（2）CJJ 73-97《全球定位系统城市测量技术规程》（3）CH 1002-95《测绘产品检查验收规定》（4）CH 1003-95《测绘产品质量评定标准》（5）CH / T1004《测绘技术设计规定》（5）CJJ -8-99《城市测量规》4、使用仪器本次测量采用的GPS接收机型号是南方北极星GPS 9600，该GPS仪接受的信号是L1-C/A码。
其平面精度：5mm+1ppm ，高程精度：10mm+2ppm 。
5、布网方案5.1、布网要求GPS 网相邻点间基线中误差按下式计算：式中(mm)为固定误差；(ppm)为比例误差系数；(km)为相邻点间的距离。
GPS-E 级网的主要技术要求应符合表1规定。
E级GPS控制网技术要求
附录E E级GPS控制网有关技术要求（参考）一、控制网执行的技术标准1、全球定位系统（GPS）测量规范（GB/T 18314—2001），中华人民共和国国家标准；2、《国家三、四等水准测量规范》（GB12898-1991）,中华人民共和国国家标准；3、技术设计书。
二、使用仪器测量采用的GPS接收机型号及其标称精度。
三、布网方案1、布网要求GPS网相邻点间基线中误差 按下式计算：式中a(mm)为固定误差；b(ppm)为比例误差系数；d(km)为相邻点间的距离。
GPS-E 级网的主要技术要求应符合表1规定。
相邻点最小距离应为平均距离的1/2～1/3；最大距离应为平均距离的2～3倍。
表1 GPS网的主要技术要求2、布网原则与网形设计（1）GPS网应根据测区实际需要和交通状况进行设计。
GPS网的点与点间不要求每点通视，但考虑常规测量方法加密时的应用，每点应有1～2个通视方向。
（2）在布网设计中应顾及原有测绘成果资料以及各种大比例尺地形图的沿用，对凡符合GPS-E级网布点要求的旧有控制点，应充分利用其标石。
（3）GPS网应由若干个独立观测环构成，也可采用附合线路构成。
E级GPS网中每个闭合环或附合线路中的边数应符合表2的规定。
非同步观测的GPS基线向量边，应按所设计的网图选定，也可按软件功能自动挑选独立基线构成环路。
表2 闭合环或附合线路边数的规定（4制点联测，联测总点数不得少于3个。
（5）为了求得GPS网点正常高，应进行水准测量的高程联测，高程联测采用等级水准测量方法进行，联测的GPS-E级控制点且应均匀分布于网中。
四、选点与标石埋设1、选点在了解任务、目的、要求和测区自然地理条件的基础上，进行现场踏勘，最后进行选点。
选点应符合下列要求：（1）点位的选择应符合技术设计要求，并有利于其它测量手段进行扩展与联测；（2）点位的基础应坚实稳定，易于长期保存，并应有利于安全作业；（3）点位应便于安置接收设备和操作，视野应开阔，视场内周围障碍物的高度角一般应小于15°；（4）点位应远离大功率无线电发射源（如电视台、微波站等），其距离不得小于200m，并应远离高压输电线其距离不得小于50m，以避免周围磁场对卫星信号的干扰；（5）点位附近不应有对电磁波反射（或吸收）强烈的物体，以减少多路径效应的影响；（6）交通应便于作业，以提高作业效率；（7）应充分利用符合上述要求原有的控制点及其标石，但利用旧点时应检查旧点的稳定性、完好性，符合要求方可利用；（8）选好点后应按合理的方法给GPS点编号。
GPS静态测量控制网设计
GPS静态测量控制网设计一、概述GPS（全球定位系统）已经成为现代测量技术中不可或缺的重要工具，GPS静态测量控制网是GPS测量的基础。
设计一个合理的GPS静态测量控制网是确保测量精度和可靠性的关键。
二、控制网的选择在设计GPS静态测量控制网时，首先需要选择合适的控制网。
控制网的选择应考虑以下几个因素：1.网格密度：控制网的网格密度应根据测量任务的要求来确定。
一般情况下，密集网络可以提高测量精度，但也会增加测量成本。
2.控制点的分布：控制点的分布应考虑地形地貌的特点和监测要求，避免林木、建筑物等对测量结果的影响。
3.控制网形状：控制网形状的选择应根据工程特点和测量任务来确定，一般情况下选择长方形或正方形网格。
三、测量基线的设置测量基线是控制网的基础，其合理设置对测量结果的精度和可靠性有重要影响。
在设置测量基线时，应考虑以下几点：1.基线长度：基线长度应根据地质地形条件、测量精度要求等因素选择合适的长度。
一般情况下，短基线适用于地形平坦、视线通畅的地区，长基线适用于山区、密林等复杂地形。
2.基线方向：基线方向应考虑测量任务的要求和地形地貌特点，避免遮挡物对测量结果的影响。
3.基线标记：基线标记应清晰明确，便于测量人员进行测量操作。
四、控制点的设置控制点是控制网的关键，其合理设置对测量结果的精度和可靠性起着决定性作用。
在设置控制点时，应考虑以下几点：1.控制点的选取：控制点的选取应根据测量任务的要求和地形地貌条件来确定，避免地形高低起伏、建筑物等对测量结果的影响。
2.控制点的标记：控制点的标记应清晰明确，确保测量人员可以准确找到控制点进行测量操作。
3.控制点的互测：控制点应进行互测，以验证控制点的准确性和可靠性。
五、数据处理数据处理是GPS测量的重要环节，其正确性和高效性对测量结果的精度和可靠性有着至关重要的影响。
在数据处理过程中，应注意以下几点：1.数据的准确性：数据的准确性是保证测量结果准确的前提，应根据实际情况采取合适的方法和工具确保数据的准确性。
GPS静态测量控制网设计
GPS静态控制网布设GPS网形设计的一般原则：1、GPS网中不应该存在自由基线。
2、GPS网中的闭合条件中基线不可过多。
3、GPS网中应以“每个点至少独立设站观测两次”的原则布网。
4、为了实现GPS网与地面网之间的坐标转换，GPS网至少应与地面网有2个重合点。
5、为了便于观测，GPS点应选择在交通便利，视野开阔、容易到达的地方。
下图是我国全球定位系统测量规范中有关GPS网等级的有关内容：GPS基线向量网的布网形式：GPS网常用的布网形式有以下几种：跟踪站式、会战式、多基准站式（枢纽点式）、同步图形扩展式、单基准站式1、跟踪站式：布网形式：若干台接收机长期固定安放在测站上，进行常年、不间断的观测，即一年观测365天，一天观测24小时，这种观测方式很象是跟踪站，因此，这种布网形式被称为跟踪站式。
2、会战式：布网形式：在布设GPS网时，一次组织多台GPS接收机，集中在一段不太长的时间内，共同作业。
在作业时，所有接收机在若干天的时间里分别在同一批点上进行多天、长时段的同步观测，在完成一批点的测量后，所有接收机又都迁移到另外一批点上进行相同方式的观测，直至所有的点观测完毕，这就是所谓的会战式的布网。
3、多基准站式布网形式：所谓多基准站式的布网形式就是有若干台接收机在一段时间里长期固定在某几个点上进行长时间的观测，这些测站称为基准站，在基准站进行观测的同时，另外一些接收机则在这些基准站周围相互之间进行同步观测。
4、同步图形扩展式布网形式：同步图形扩展式就是多台接收机在不同测站上进行同步观测，在完成一个样时段的同步观测后，迁移到其它的测站上进行同步观测，每次同步观测都可以形成一个同步图形，在测量过程中，不同的同步图形间一般有若干个公共点相连，整个GPS网由这些同步图形构成。
采用同步图形扩展式布设GPS基线向量网时的观测作业方式主要以下几种式：点连式、边连式、网连式、混连式。
（1）点连式：观测作业方式：所谓点连式就是在观测作业时，相邻的同步图形间只通过一个公共点相连。
GPS控制网施工设计方案
神华国能伊犁热电联产2×350MW燃煤发电工程厂区控制网施工技术措施批准审核编制中国能源建设集团山西国源电力检测有限公司二〇一六年五月目录一、工程概况 (1)二、测量依据 (1)三、组织机构 (1)四、相关要求 (1)五、作业程序及步骤 (2)六、作业所需要的工具、材料 (8)七、施测人员资格及要求： (9)八、质量检查： (9)九、安全文明施工保证措施： (10)十、控制网的保护管理措施： (10)十一、环境保护措施： (10)附图表 (10)厂区控制网施工技术措施一、工程概况1、目的任务国网能源伊犁煤电有限公司2×350MW热电联产项目现因厂区2009年11月所布设的九个控制点被破坏（现存一个控制点K9，精度未知），需要厂区平面控制网及高程控制网在原厂区控制点基础上进行控制网的重建。
厂区2009年所设平面控制网等级为GPS网E级，高程控制网等级为一级。
采用坐标系为1954北京坐标系 (高斯投影3度27带,中央子午线81°),1956黄海高程系。
重建的控制网采用与厂区原有控制网一致的坐标高程系统。
平面控制等级为四等（GPS 网D级），高程控制等级为水准三等。
2、人员组织二、测量依据1、《电力建设施工质量验收及评定标准（第一部分：土建工程）》（DL/T5210.1-2012）；2、《工程测量规范》（GB50026-2007）；3、《全球定位系统(GPS)测量规范》（GBT 18314-2009）；4、厂区原设控制点资料；5、厂区总平面及竖向布置图。
2.根据总平面图和有关施工图纸，结合测量控制网及现场条件确定定位放线和高程控制方法。
3.根据建筑物的平控制，按建筑物、构筑物特点，布置成三角网。
4.测量过程中要加强复核工作并做好外业数据记录。
测量工作结束后，及时做好资料整理。
5.施测仪器须具有合格检定证书，施测前要进行校核，满足精度要求方可使用。
6.厂区控制网施测过程应联测原有控制点，并对原有控制点的数据进行改正。
GPS控制网技术设计
３ Ｇ Ｓ网测 量 精度 Ｐ
固定误差 ａ ｍ ≤１ ； （ ｍ） ０ 此例误差系数 ｂ ｐｍ） ０ 相邻点最小距离 ２ ｋ ； （ｐ ≤１ ； （ｍ） 相邻点平均距离 １ ５
（ ｍ） 相邻 点平 均距 离 １ ５ ｋ ． ｋ ； Ｏ一 （ ｍ）
４ Ｇ Ｓ 制 网点 的选 定 与点 位 标 定 Ｐ 控
第２ ６卷 第 ４期
河 北 建 筑 工 程 学 院 学 报
Ｖ １２ ｏ４ ｏ．６Ｎ ．
２０ ０ ８年 １ ２月 ＪＵ Ｎ Ｌ ＦＨ Ｂ ＩＮＴＴ Ｔ ＦＡ Ｃ ＩＥ Ｔ Ｒ Ｎ ＩＩ Ｅ ＧＮ Ｅ ＩＧ Ｄ ｃｍ ｅ ２ ０ Ｏ Ｒ Ａ Ｅ Ｅ ＳＩＵ ＥＯ Ｒ ＨＴ Ｃ Ｕ ＥＡ ＤＣＶＬ Ｎ ＩＥ ＲＮ ｅｅ ｂ ｒ ０ ８ Ｏ Ｉ
对信号的干扰． ③点位周 围不应有对电磁波反射 （ 或吸收 ） 强烈物体 ， 以减小多路径效应 的影响． ④点位
选 在交 通方便 的地方 ， 以提 高作业 效 率． 选定 点位 时应 考 虑用 其 它 测量 手 段联 测 和扩 展 （ ⑤ 单设 方 向点 ＞３０ ． 点位选 在地 面基 础坚 固的地方 ， ０ ｍ）⑥ 以便 于保 存 ．
５ ２ 卫星 可见 预报 和观 测时段 选择 ．
在 Ｇ Ｓ观测 工 作准备 就绪 后 ， Ｐ 观测前 编制 卫 星可见 预报 ． 据 卫 星可 见 预报 拟定 观 测计 划 ， 测计 依 观 划 以 日观 测时 段编 制 ， 定每 日最 佳观测 时段 ． 规
５ ３ 观测 ．
观测 工作 主要包 括 ： 收机安 置 （ 接 立架 、 中整平 ） 观测作 业 和观测 记 录． 对 、
施 工阶段 需要 的控 制 网设 计 ．
２ Ｇ Ｓ控制 网布设方案 Ｐ
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GPS控制网技术设
计方案
1
辽宁科技大学
课程设计说明书
设计题目: 鞍山市及周边E级
GPS控制网技术设计书
学院、系: 资源与土木工程学院
专业班级: 测绘工程 -2
学生姓名: 张贺
指导教师: 宁殿民杨凤芸
成绩:
12 月 31 日
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目录
一、作业目的及任务..............................................错误!未定义书签。
二、测区概况 ..........................................................错误!未定义书签。
三、测量依据、原则..............................................错误!未定义书签。
四、技术指标 ..........................................................错误!未定义书签。
五、技术设计内容步骤..........................................错误!未定义书签。
六、高程控制的布设..............................................错误!未定义书签。
七、1:500测区地形图测绘....................................错误!未定义书签。
八、工作进程、时间安排......................................错误!未定义书签。
九、检查验收 ..........................................................错误!未定义书签。
十、上交资料 ..........................................................错误!未定义书签。
十一、经费预算...................................................错误!未定义书签。
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一、作业目的及任务
为满足鞍山市及周边的规划设计用图的需要,受鞍山市委市政府(甲方)委托,辽宁科技大学资源与土木工程学院测绘工程08级学生(乙方)承揽1:500、1: 数字化地形图测量任务。
现我单位首先需完成鞍山市及周边规划设计约378平方公里的E级GPS控制网布设。
为统一技术要求,以保证成果质量,特编写本技术设计书。
1、范围:根据提供预定方案设定的位置(1:5万地形图),按照提供的有关资料,以及上述范围进行1:500、1: 地形图的测绘。
2、遵照国家颁布的<城市测量规范>进行1:500、1: 地形图测量布设E 级GPS点及5”导线控制点、IV等水准高程测量。
按500米的密度进行设立,实地绘制点之记。
3、以上成果要求提供一套数字化地形图电子文件及地形图。
本次测绘作业主要包括以下几项:
1、测区E级GPS控制网布设
2、测区1:500地形图约378平方公里。
3、四等水准路线总长约200公里。
任务:以上成果要求提供一套数字化地形图电子文件及地形图。
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二、测区概况
鞍山市地处辽东半岛中部,是中国最大的钢铁工业基地。
有钢都之称。
因市南郊有一对形似马鞍的山而得名。
东部、北部靠辽阳,南部与凤城、庄河毗邻,东南部与大石桥市接壤,西部与盘山、辽中县连接。
市中心距辽宁省人民政府所在地沈阳市89公里,东距煤铁之城本溪市96公里,南距大连市308公里,西南距营口鲅鱼圈新港120公里,西距盘锦市103公里。
地理坐标位于东经122°10′—123°41′,北纬40°27′—41°34′。
全境南北最长175公里,东西最宽133公里。
总面积为9252.4256平方公里,占辽宁省总面积的8.4%。
其中市区624.294平方公里(铁东区21.451平方公里,铁西区28.784平方公里,立山区15.9平方公里,千山区558.159平方公里),海城市2732.083平方公里,台安县1393.9916平方公里,岫岩满族自治县4502.057平方公里。
地势地貌
鞍山市的地势地貌特征是东南高西北低,自东南向西北倾斜。
东南属于千山山脉延伸部分的山区,一般海拔300——600米;最高为岫岩的帽盔山,海拔1141米,海城一棵树岭次之;山区主峰海拔931米,面积约为5271．44平方公里,占全市总面积的56．97％。
中部为千山山脉向西部冲积平原过渡地带,属低山坡岗丘陵区,一般海拔100——200米,面积约为1232．56平方公里,占全市总面积的13．32％。
长(春)大(连)铁路以西系辽河、浑河、太子河冲积平原,一般海拔5——20米,全市海
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拔最低的是台安县韭菜台乡杨塘村,海拔仅2米;平原面积约为2748．4256平方公里,占全市总面积的29．71％。
河流水系
鞍山市境内有大小河流40余条。
其中,较大的河流有辽河、浑河、太子河、大洋河、哨子河。
前3条为过境河,后2条流源均在岫岩满族自治县境内。
辽河系全国七大江河之一,也是流经鞍山市境内的最大河流。
该河从台安县西佛镇达连泡入境,由新华农场的沟哨子镇出境,经盘山县入渤海。
在台安境内河段长70公里,平均河宽200米,流域面积898平方公里。
台安县境内还有台安县与黑山县的界河绕阳河、台安县与大洼县的界河外辽河以及小柳河等,均系辽河的支流。
浑河源于辽宁省清原县长白山支脉滚马岭,流经抚顺、辽中、辽阳等市、县,于台安县黄沙坨镇朝阳堡村入境,向西南方向流至海城市西四镇三叉河汇入太子河,经营口入渤海。
该河系海城市与台安县的界河。
在鞍山境内河段长67.6公里,其中海城段31.6公里,台安段36公里,平均河宽140米,流域面积3107平方公里。
太子河经辽阳县唐马寨入海城市高坨子镇境内,由东北向西南流至西四镇与浑河汇合。
该河是海城市西部平原的大型河流,境内河段长34.7公里,平均宽123—150米,流域面积为3009.8平方公里。
源于海城境内的海城河、五道河、三通河以及源于鞍山市区的沙河、南沙河、杨柳河、运粮河均汇入太子河。
大洋河系岫岩满族自治县境内两大内河之一。
发源于岫岩县偏岭乡一棵树岭南侧,由西北流向东南,称偏岭河。
在南流过程中,接纳境内的哈达河、汤
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池河、雅河、牛河、沟连河等,至哨子河乡哨子河街东与哨子河汇合,经马岭村王家沟东山头出境,至东港市入黄海。
境内流长180.2公里,流域面积1968.4平方公里。
哨子河系岫岩满族自治县境内另一主干河流。
正源在三家子乡华山村北黑背区岔口,侧源在华山村西北胡家岭。
两源在王家东山汇合称哨子河。
河段长171.85公里,流域面积2155.03平方公里。
其支流有牧牛河、石庙子河、青河、古洞河等河流。
气候类型
鞍山市地处中纬度的松辽平原的东南部边缘,属于暖温带大陆性季风气候区。
主要气候特点是:四季分明,雨热同期,干冷同季,降水充沛,温度适宜,光照丰富,大风、冰雹、旱涝、霜冻等灾害性天气在不同年份和季节均有不同程度的发生。
春季(3月——5月)大风多,降水少,日照长,回暖快,蒸发大,湿度小;夏季(6月——8月)降水多且集中,暴雨多发
生在此季,气温高而少酷热;秋季(9月——11月)天高气爽,雨量骤减,气温急降;冬季(12月——次年2月)雪少北风多,干燥寒冷。
鞍山所辖区
域虽属同一个气候带,但因地理环境(地形、地貌、距海远近)不同而有差异。
年降水量为640——880毫米,自东南向西北逐次减少;年平均℃气温平原地区为8.0——9.0℃,而东部和东南部山区为6.3——7.0℃;日照小时数年平均为2350-2700小时,西北部多于东南部。
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