GPS控制测量技术设计书

燕郊经济技术开发区

GPS控制测量技术设计书

一、任务概述

1.任务情况

本次GPS控制测量任务和作业内容是位于环京津、环渤海经济圈核心的河北省三河市燕郊经济技术开发区，为配合开发区的城市总体规划，需要在燕郊经济技术开发区测绘大比例尺地形图。需要在燕郊约20km2的测区范围内建立D级GPS网。

2.测区概况

测区位于河北省三河市，西距天安门35公里、东距唐山144公里、距秦皇岛260公里、南距天津120公里、北距首都国际机场25公里，是北京、天津、唐山“金三角”经济区域的腹地，市场广阔，腹地深远。

测区面积约为42平方公里，以平原为主，平均海拔18.7米，燕郊开发区位于海河下游，属暖温带季风性气候，四季分明，光照充足，积温较高，雨量充沛，无霜期200天左右，年平均气温11.5℃-11.7℃，常年平均降水量650.9毫米，历年平均无霜期183天,最大冻土深度77cm,最大降雪厚度26cm。

3.测区范围

测区地理坐标为东径161°51′，北纬39°53′—39°57′。

测区位置及面积

X:718.0km—724.0km；Y: .600—62.5km。

施测范围呈不规则形状，范围面积约22.0km2。

4.测量技术设计依据

（1）CH 2001-92《全球定位系统（GPS）测量规范》

（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）CJJ 8-85《城市测量规范》

5.测区已有资料成果情况

根据规程规范，D级GPS网的精度要求如下表：

2.GPS网型网型方案设计

GPS网的图形布设通常有点连式、边连式、网连式及边点混合连接、三角锁连接、导线网连接、星形连接等几种基本方式。本次主要采用边连接式，每次用至少三台接收机，组成GPS网，能保证网的几何强度，提高网的可靠指标。

GPS网的图形布设如下图，布设点YJ01、YJ02、YJ03、YJ04、YJ06、

YJ07，采用边点混合连接式。

2、选点与埋标

①选点

由于GPS测量观测站之间不一定要求相互通视,而且网的图形结构也比较灵活,所以选点工作比常规控制测量的选点要简便。但由于点位的选择对于保证观测工作的顺利进行和保证测量结果的可靠性有着重要的意义,所以选点工作还应遵守以下原则:

Ⅰ应设在易于安装接受设备、视野开阔的较高点上;

Ⅱ目标要显著,视场周围15?以上不应有障碍物,以减小GPS信号被遮挡或被障碍物吸收;

Ⅲ应远离大功率无线电发射源(如电台、微波站等),其距离不小于200m;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50m。以避免电磁场对GPS信号的干扰;

Ⅳ附近不应有大面积水域或不应有强烈干扰卫星信号接受的物体,以减弱多路径效应的影响;

Ⅴ应选在交通方便,有利于其他观测手段扩展与联测的地方;

Ⅵ基础稳定,易于点的保存;

Ⅶ人员应按技术设计进行踏勘;在实地按要求选定点位。当利用旧点时,应对旧点的稳定性、完好性,以及觇标是否安全、可用性进行检查,符合要求方可利用。

②标志埋设

GPS点应埋设具有中心标志的标石，以精确确定点位，点的标石和标志必须稳定、坚固长久保存和利用。本测区采用下图所示的埋石方式。

每个点位标石埋设结束后，应按下表填写点的记录, 并提交以下资料：

(1)点的记录。

(2)GPS网的选点网图。

(3)土地占用批准文件与测量标志委托保管书。

3.GPS观测及数据记录

天线安置完成后，在离开天线适当位置的地面上安放GPS接收机，接通接收机与电源、天线、控制器的连接电缆，即可启动接收机进行观测。

接收机锁定卫星并开始记录数据后，观测员可按照仪器随机提供的操作手册进行输入和查询操作。

通常来说，在外业观测工作中，仪器操作人员应注意以下事项：

Ⅰ当确认外接电源电缆及天线等各项连接完全无误后，方可接通电源，启动接收机。

Ⅱ开机后接收机有关指示显示正常并通过自检后，方能输入有关测站和时段控制信息。

Ⅲ接收机在开始记录数据后，应注意查看有关观测卫星数量、卫星号、相位测量残差、实时定位结果及其变化、存储介质记录等情况。

Ⅳ一个时段观测过程中，不允许进行以下操作：关闭又重新启动；进行自测试(发现故障除外)；改变卫星高度角；改变天线位置；改变数据采样间隔；按动关闭文件和删除文件等功能键。

Ⅴ每一观测时段中，气象元素一般应在始、中、末各观测记录一次，当时段较长时可适当增加观测次数。

四、数据处理方案

GPS测量数据处理需要经过如下图所示的基本步骤：

1.数据预处理

为了获得GPS观测基线向量并对观测成果进行质量检核，首先要进行GPS数据的预处理，根据预处理结果对观测数据的质量进行分析并做出评价，以确保观测成果和定位结果的预期精度。GPS网数据处

理分基线向量解算和网平差两个阶段。各阶段数据处理软件均采用随机所带软件。处理的主要内容有：GPS 卫星轨道方程的标准化、时钟多项式的拟合和标准化。

2.基线解算及GPS网平差

Ⅰ基线解算

基线数据解算采用随机软件包GPPS（Ver 5.2）或S olution(Ver 2.1)软件求解，基线解算采用消电离层的双差浮点解或加点离层改正的双差整数解（固定解），其主要技术参数如下：

卫星截止高度角≥150

电离层模型为：Standard模型

对流层模型为Hopfiled或Computed模型。

星历为广播星历或精密星历

采用L1频率或L1L2两个频率

ⅡGPS网平差

GPS网的平差计算应用Solution2.6软件在WGS-84空间直角坐标系下进行三维无约束平差，以检查本次GPS网的内符合精度。同时为将WGS-84坐标系下的GPS基线观测值投影到高斯平面上，并转换到1980西安坐标系或1954北京坐标系中（或地方独立坐标系），采用GPSADJ（Ver 2.0）软件包或Solution(ver 2.1)软件包进行二维约束平差。

五、提交的成果资料

GPS测量任务完成后，上交如下资料：

⒈测量任务书与专业设计书；

⒉点之记、环视图和测量标志委托保管书；

⒊外业观测记录（包括原始记录的存储介质及其备份）、测量手簿及其它记录（包括偏心观测）；

⒋接收设备、气象及其它仪器的检验资料；

⒌外业观测数据质量分析及野外检核计算资料；

⒍数据加工处理中生成的文件（含磁盘文件）、资料和成果表；

⒎GPS网展点图；

⒏技术总结和成果检查报告。