GPS控制网与常规控制网的精度比较
内河航道GPS平面控制网的布设及精度分析
控制网实施 中采取了如图１ 柳江黔江Ｄ Ｐ￣ Ｊ 级Ｇ Ｓ 网布设示意图所示 。图１
乒Ｃ １，Ｃ ８ ４ ９ ５ ５ ５７ Ｃ ２、Ｃ ２ Ｃ ２ Ｃ ３ 、（ ３力 ４ ４ Ａ１ Ｃ １ Ｃ １ Ｃ １ ６ ２ ６４ ６ ７ ６０ ２ ３ ６ 已知点 ，Ｄ１ ６ 为待求点 。 至Ｄ ７ 根据设计要求 和为 了方便以后施工使用 ，Ｄ 级Ｇ 、Ｅ 均沿江两岸 布设 ， 点位均选设在淹没水位以上的土质坚固处 ， 并便于永久保 留的特 征的地方 。Ｄ Ｐ 控制网相邻 点之间的平 均距离为６ ｋ Ｅ Ｐ 控制 级Ｇ Ｓ ． ｍ， 级ｃ Ｓ ５ 网相邻点之间的平均距 离为０７ ｍ。Ｅ Ｇ Ｓ ． ｋ 级 Ｐ 点绝大部分位于大岸顶上或 大岸顶与水涯线之间，两岸成对 布设且能满足地形测图的需要 ，各点至 少有一个通视方向。
３ ＧＰ 平面控 嗣 罔的施 测 Ｓ Ｄ 级Ｇ Ｓ 、Ｅ Ｐ 分两大组 （ 每组６ 台接收机 ） 行观测 ，全部 采用边连 进 接方式 ，重复基线尽量选取了通视边 ，以观测条件较好的控制点向前连 接 ，每时段观测各点迁站的时间基本接近。首级 网按Ｄ 级和Ｅ ｔ￣ 面 级Ｇ ＇ Ｓ 控制测量 的技术要求施测 ， 并制定了以下原则：
Ｅ 不 少 于６ ｍｎ 级 ０ ｌ。
４ 观测卫星不少于４ ，卫星高度角 ≥ｌ。。 ） 颗 ５ ５ 每天出去测量前检查 电池容量是否充足 ，仪器及其它附件是否 ） 携带齐全 ；对三脚架 、基座对中器 、水平气泡等仪器定时进行检验 、校 正 ，确保 因外部设备而导致 的误差降低到最小。 ６ 传输 当天的数据时 ，认真核查了外业记录 日 、开关机 时间、 ） 期 观测者 、Ｇ Ｓ Ｐ 接收机编号 、点名 、时段号 、天线高等信息 ，传完数据后 及时清空接收机内存 ，以确保第二天数据存储不被遗漏 。
GPS控制网等级
GPS控制网等级1、控制网等级及其用途按照国家标准《全球定位系统（GPS）测量规范》（GB/T13814-2009），GPS测量按其精度分为A、B、C、D、E五级。
其中：1）A级GPS网由卫星定位连续运行基站构成，用于建立国家一等大地控制网，进行全球性的地球动力学研究、地壳变形测量和卫星精密定轨测量。
2）B级GPS测量主要用于建立国家二等大地控制网，建立地方或者城市坐标基准框架、区域性的地球动力学研究、地壳变形测量和各种精密工程测量等。
3）C级GPS测量用于建立三等大地控制网，以及区域、城市及工程测量的基本控制网等。
4）D级GPS测量用于建立四等大地控制网。
5）E级GPS测量用于测图、施工等控制测量。
2、精度要求3、卫星定位连续运行基准站网的布设1）布设原则CORS依据管理形式、任务要求和应用范围，划分为国家基准站网、区域基准站网和专业应用站网。
（1）国家基准站网国家基准站网的布设应顾及社会发展、经济建设和自然条件因素。
在即将实施的国家大地基准基础设施建设项目中，我国将在全国范围内建设360个地基稳定、分布均匀的连续运行基准站（其中：新建150个、改造60个、直接利用已有的站150个）。
（2）区域基准站网区域基准站网是指在省、市地区建立的连续运行基准站网，主要构成高精度、连续运行的区域坐标基准框架，为省、市区域提供不同精度的位置服务和相关信息服务。
区域基准站网的布设按实时定位精度而选择基准站间的距离，当采用网络RTK技术满足厘米级实时定位，其区域基准站布设间距不应超过80KM。
（3）专业应用站网专业应用站网是由专业部门或者机构根据专业需求建立的基准网站，用于开展专业信息服务。
它的布设间距主要根据专业需求，当满足实时定位分米级要求，则基准站布设间距一般在100~150KM之间。
2）基准站设计与选址基准站设计时应根据基准站网布设原则，在图上标出设计基准站站址，同时标明基准站及其周围地区的主要地质构造、地震活动，与设计有关的地震台、人卫站，以及可以利用的GPS、大地测量网站点。
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
GPS动态测量与常规测量的精度分析对比研究
ＳＩＣ ＆ＴＣＮＬＧ 。 ＣＮＥ ＥＨ ＯＹ Ｅ Ｏ
匪圆
ＧＰＳ动态 测 量 与 常规 测量 的精 度 分析 对 比研 究
焦 志 良 王春 华 （ 京华 夏建龙 矿业科 技有 限公司 北 京 １ ０ ７ ） 北 ０ ０ ０ 摘 要 ： 文基于 笔者 多年从 事测量的相 关工作经验 ， 本 以笔者参 与的某个项 目为工程 北京 ， 探讨 了 Ｐ 动态测量 与常规测量 的误 差差异 ， ＧＳ 总
结 了其 中 的 原 因 ， 根 据 笔 者 经 验 给 出 了一 定 的 建 议 ， 信 能 对 同行 有 所 裨 益 。 并 相 关 键 词 ： Ｐ Ｒ Ｋ 常 规 控 制 测量 误 差 分 析 ＧＳ Ｔ 中 图分 类号 ： ＴＢ２ ２ 文 献 标 识 码 ： Ａ 文章 编 号 ： ６ ２ ７ １ ２ １ ） ２ ｂ－０ ９ －０ １ ７ －３ ９ （ ０ ｏ （ ） ０ ５ １ ｏ
Ｇ Ｓ ＴＫ￣ 量技 术 ， Ｐ Ｒ Ｉ ］ 也称 载 波 相位 差
时 差分 ＧＰＳ １ ￣］ 量技 术 ， 它是 ＧＰＳ ］ 技 术 发 ￣Ｉ 量
２Ｇ Ｓ ＲＫ Ｐ Ｔ 的应 用
站 接 收 机 及 支持 动 态 差 分 的 软 件 系统 。３ 中水 平 残 差值 最 大 ＝ ±０ ０ ８ 垂 直 残 差 （） ． ２ ｍ、 展 中的 一 个 新 突 破 。 时 动 态 测 量 的 基 本 数 据 链 ， 立 无 线 数 据 通 信 是 实 施 动 态 测 值最 大 ＝＝ ±０ ０ １ 对 两次 观 测结 果取 其 实 建 ．６ ｍ， 思 想是 ， 基 准 站 一 置 一 台ＧＰＳ 收 机 ， 量 的 特 征 。 原 理 是 取 点 位 精 度 较 高 首 级 平 均 值 。 在 ｈ安 接 其 对所 有 可见Ｇ Ｓ 星进 行 连 续地 观 测 ， 将 控 制 点 作 为 基 准 点 ， 基 准 站 接 收 机 设 置 Ｐ 卫 并 将 误 差 对 比 计 算 可 以 得 出 ， 大 点 位 较 最 其观 测 数 据 ， 过 无 线 电 传 输 设 备 ， 通 实时 地 在 高 处 开 阔 通 信 条 件 良好 的 基 准 站 上 ， 连 差 ＝ ±０ ０ ８ 最小 点 位较 差 ＝ 士０ ０ １ ．３ ｍ， ．０ ｍ， 发送 给 用 户观 测 站 。 流 动 站 上 ， Ｐ 接 收 续 接受 所 有 可视 Ｇ Ｓ 星信 号 ， 在 Ｇ Ｓ Ｐ 卫 并将 测 站 坐 较 差 中误 差 ＝ 士０ ０ ０ ； 程 最 大 较 差 ： ．２ｍ 高
GPS静态控制测量精度于全站仪控制测量精度对比
GPS静态控制测量精度于全站仪控制测量精度对比摘要：GPS静态测量具有全天候、远距离、长时间观测、两点间不需要通视等优点,而全站仪测量技术在作业时受到距离较近、两点间通视限制,灵活性较差。
本文分别就GPS静态控制测量精度和全站仪控制测量精度及原理进行分析、精度对比，选择最优的作业方案。
关键词：GPS静态控制测量；全站仪控制测量；精度对比引言测绘科学的迅速发展和测绘技术的日新月异，要求现代测绘科技和应用仪器必须与之相适应,因此,有许多新型仪器被应用到测量工作中。
一、GPS和地面全站仪测量数据的应用（一）、GPS测量技术在测量领域的应用GPS，即授时、测距导航系统全球定位系统,自1994年投入使用以来,在众多领域得到了广泛的使用。
GPS因其具有全天候、高精度、快速实时定位,两点间不需要通视,能够得到三维坐标等优点,很快得到了测绘人的青睐,被广泛运用于各种测量项目中。
随着GPS技术的发展,其定位精度和可靠性得到很好的提高。
目前其精密单点定位最高可达到毫米级别。
除了GPS外,卫星定位导航系统还有俄罗斯的GLONASS、欧盟的GALILEO和我国的北斗卫星导航系统。
随着这些系统的投入使用和不断发展,未来空间定位导航变得更加的方便、可靠,覆盖到更广阔全球范围。
GPS定位技术,已成为大地测量和工程测量的一种重要技术手段。
在GPS的RTK和虚拟参考站CORS系统中,为快速测量提供了有力的工具。
在工程测量上,可运用GPS建立高精度的GPS控制网。
建立GPS控制网主要有几种形式:运用GPS建立新的控制网,利用地方参考坐标系的已知点和已知方位作为基准数据；对原有网,通过联测的方式,进行加密。
如城市和地方扩大控制网；将原有不同坐标系统的网,统一连接起来,将不同坐标系统下的边角网统一到统一坐标系统下。
（二）、全站仪测量技术在测量领域的应用全站仪,即全站仪电子速测仪,是集测距、测角为一体的高精度测量仪器。
最初的全站仪是光学经纬仪和光电测距仪的组合,随着电子测距技术、计算机技术、通信技术、激光技术等先进技术的发展和应用,全站仪变得越来越先进,功能越来越全面。
GPS测量与常规测量在公路测绘中优缺点对比
GPS测量与常规测量在公路测绘中优缺点对比gps测量的特点相对于经典测量学来说，gps测量主要有以下特点：--测站之间无需通视。
测站间相互通视一直是测量学的难题。
gps这一特点，使得选点更加灵活方便。
但测站上空必须开阔，以使接收gps卫星信号不受干扰。
--定位精度高。
一般双频gps接收机基线解精度为5mm+1ppm，而红外仪标称精度为5mm+5ppm，gps测量精度与红外仪相当，但随着距离的增长，gps测量优越性愈加突出。
大量实验证明，在小于50公里的基线上，其相对定位精度可达12×10-6，而在100～500公里的基线上可达10-6～10-7。
--观测时间短。
在小于20公里的短基线上，快速相对定位一般只需5分钟观测时间即可。
--提供三维坐标。
gps测量在精确测定观测站平面位置的同时，可以精确测定观测站的大地高程。
--操作简便。
gps测量的自动化程度很高。
在观测中测量员的主要任务是安装并开关仪器、量取仪器高和监视仪器的工作状态，而其它观测工作如卫星的捕获，跟踪观测等均由仪器自动完成。
--全天候作业。
gps观测可在任何地点，任何时间连续地进行，一般不受天气状况的影响。
gps测量在公路测量中的应用公路路线一般处在一条带状走廊内。
其平面控制测量往往采用导线形式，这包括附合导线、闭合导线、结点导线等导线网形式。
对于重要构造物如大桥、特大桥、长大隧道等，也有布设成三角网、线形锁等形式。
--常规测量方法的缺陷：1、规范对附合导线长、闭合导线长及结点导线间长度等有严格规定，一般对于高等级公路均要求达到一级导线要求。
这样，导线附合或闭合长度最长不得超过10公里，结点导线结点间距不能超过附合导线长度的0.7倍。
这种要求一般在实际作业中难以达到，往往出现超规范作业。
2、搜集到的用于路线测量控制的起算点间一般很难保证为同一测量系统，往往国测、军测、城市控制点混杂一起，这就存在系统间的兼容性问题，如果用不兼容的起算点，势必影响测量质量。
控制测量方案
控制测量指导方案(一)施工控制测量工艺流程图（二）施工控制测量方法及要求本作业指导书是针对施工控制测量的特点和作业需要编写的，服务范围是二等以下施工平面控制网、平高控制网、高程控制网的建立和控制点加密。
使用本指导书进行测量作业，应遵守《国家三角测量规范》、《国家一、二等水准测量规范》、《国家三、四等水准测量规范》、《水利水电工程施工测量规范》等规程规范。
如业主有特殊要求的，按业主要求执行。
一、准备工作1．收集资料1.1广泛收集测区及其附近已有的控制测量成果和地形图资料。
(1)控制测量资料包括成果表、点之记、展点图、路线图、计算说明和技术总结等。
收集资料时要查明施测年代、作业单位、依据规范、平高系统、施测等级和成果的精度评定。
成果精度指三角网的高程、测角、点位、最弱边、相对点位中误差；水准路线中每公里偶然中误差和水准点的高程中误差等。
(2)收集的地形图资料包括测区范围内及周边地区各种比例尺地形图和专业用图，主要查明地图的比例尺、施测年代、作业单位、依据规范、坐标系统、高程系统和成图质量等。
(3)如果收集到的控制资料的坐标系统、高程系统不一致，则应收集、整理这些不同系统间的换算关系。
1.2收集合同文件、工程设计文件、业主（监理）文件中有关测量专业的技术要求和规定。
1.3准备相应的规范：《国家三角测量规范》、《国家一、二等水准测量规范》、《国家三、四等水准测量规范》、《GPS测量规范》、《水利水电工程施工测量规范》。
1.4了解测区的行政划分、社会治安、交通运输、物资供应、风俗习惯、气象、地质情况。
例如了解冻土深度，用以考虑埋石深度；最大风力，以考虑觇标的结构；雾季、雨季和风季的起止时间，封冻和解冻时间，以确定适宜的作业月份。
2.现场踏勘携带收集到的测区地形图、控制展点图、点之记等资料到现场踏勘。
踏勘主要了解以下内容：2.1原有的三角点、导线点、水准点、GPS点的位置，了解觇标、标石和标志的现状，其造标埋石的质量，以便决定有无利用价值。
BDS、GPS、GLONASS单星系统在工程控制网中的应用效果
BDS、GPS、GLONASS单星系统在工程控制网中的应用效果杨昆仑【摘要】利用华测CGO软件分别解算了BDS、GPS和GLONASS单星系统测量的GNSS平面控制网,对三种系统下基线观测值均方根误差(RMS)、同步环和异步环分量及全长闭合差进行了统计比较,将三种系统下获取的基线向量网进行三维无约束平差和二维约束平差,对三维基线向量残差和平差结果进行了比较,结果表明GPS卫星精度最高,BDS次之,GLONASS最差.【期刊名称】《测绘技术装备》【年(卷),期】2018(020)004【总页数】4页(P11-14)【关键词】GNSS;基线解算;三维;无约束平差;二维;约束平差【作者】杨昆仑【作者单位】陕西省水利电力勘测设计研究院测绘分院陕西西安710002【正文语种】中文1 引言GNSS（Global Navigation Satellite System）可以为用户提供高精度定位、测速和授时服务，具有全天候、全时空、实时性的优点。
目前广泛应用于军事、经济、生产和生活的各个领域，成为人们不可或缺的工具。
目前应用最广的 GNSS主要有美国研制的 GPS（Global Positioning System，全球定位系统）[1]、俄罗斯的GLONASS （Global Navigation Satellite System，全球导航卫星系统）[2]、我国自主研制的BDS（Bei Dou Navigation Satellite System）[3]和欧盟的Galileo（伽利略） [4]。
2 卫星系统介绍国内常见的商用 GNSS接收机支持三星系统（BDS、GPS和 GLONASS），下面简要介绍这三种卫星系统。
美国 GPS卫星导航系统是利用在空间飞行的卫星不断向地面广播发送特定频率并加载了特殊定位信息的无线电信号来实现定位测量的定位系统。
该系统由空间运行的卫星星座、地面控制部分、用户部分等三部分组成。
GPS的空间部分是由 24颗工作卫星组成,它位于距地表20200km的上空,均匀分布在6 个轨道面上(每个轨道面4 颗)，轨道倾角为55°。
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GPS控制网与常规控制网的精度比较
摘要：本文从布网方案、控制网的等级、限差与级差的计算方法、精度四个方面对常规控制网和GPS控制网进行了比较，得出了如下结论：GPS布网原则与常规测量不同，即并非逐级发展、层层控制；E级GPS点的点位精度高于四等导线，高程精度完全可以代替四等水准。
并通过壁青测区的实测例子验证了该结论。
关键词：常规控制网、GPS控制网、精度
建立常规控制网必须遵循一系列原理与原则，建立GPS控制网页必须遵循一系列的原理和原则，但两者概念是有区别的，不能混为一谈，以免形成误导。
1.关于布网方案的问题
GPS布网方案有四种：
①人们熟悉的最经典的布网原则：“由整体到局部、先控制后碎部”，也就是说，有高级到低级，逐级发展，层层控制。
②有同等精度到同等精度，以已建控制网为基础，按照需要，进行扩充，对新扩充的控制网，通过序贯平差，使新扩充的控制网与原有控制网在精度上保持一致，也就是控制网等级相同。
③越级布网，即在二等网的，可以直接布设四等网。
④在低级网的基础上可以布设高级网。
例如：在长隧道的两端，仅有四等网点，由于隧道较长，按照精度要求，需要布设三等网，此时，可以采取一系列特殊措施，在四等网的基础上，布设三等网。
这在理论上和实际上都实行得通的，在网的原理上十一大突破。
2.关于常规控制网与GPS控制网有无对应关系的问题
常规控制网分为一、二、三、四、五（5”小三角）五个等级。
GPS控制网分为ABCDE五级，有人认为它们之间存在着一、一对应关系，这是一种误解。
常规控制网称一、二、三、四、五等控制，而GPS控制网分为A、B、C、D、E级控制，一个称“等”，一个称“级”，从名称上就有区别了。
常规控制网等级之间的关系是一层层控制的关系，即高等级控制低等级，彼此不是平行的关系。
而GPS控制网等级之间，不存在一级控制一级的关系，彼此时独立的，是一种平行关系。
常规大地测量的坐标是一级靠一级，其精度是一级比一级差，距起始点（坚强点）越远的点（最弱点），其精度越低，误差分布是不均匀的。
GPS点的坐标不是一级传一级，都是从卫星上传下来的，精度是相同的，分布也是均匀的，距离起始点不管远近，其精度都是一样的。
与做几个后方交会点是一个道理。
在从精度计算上加以分析：
精度计算的公式是
式中：σ—标准差，单位为mm
α—固定误差，单位为mm
ｂ—比例误差，单位为ppm
ｄ—相邻点之间的距离，单位为km
按照规范中规定的数据，对C、D、E级的标准差计算计算如下表：由于比例误差和平均边长不同，计算出的标准差也不同，从表面上看，
C级精度高，E级精度低。
在壁青测区内，采用仪器的标称精度为5mm+3ppm,平均边长为一公里,E 级的边长按0.6km计算，计算出的相对误差见下表：
有上表可见，C、D、E的GPS边的相对中误差，基本上是一个常数，也就是说，级差很小。
而常规导线中，三等和四等的级差较大。
3.限差和级差的计算
计算公式：
通过检验,符合哪一级，要着结果而定。
三边环闭合差，C级6.2mm,E级9.4mm，C级与D级差0.7mm,D级与E级差2.5mm。
由此可见，级差很小，由E级上升到D级，由D级上升到C级都是比较容易的。
D级、E级网对仪器的要求与采用仪器的情况对比如下：
规范作业规定与实际作业情况对比如下：
由上表可见，D级、E级在作业规定上没有太大区别。
A、B、C、D、E级网无相互依赖关系，不是一级控制一级，规范中不再讲“分级布网、逐级发展”的原则。
4.精度比较与例证
相对误差的比较：规范规定，三等导线的相对误差为1/6万，四等导线为1/4万，壁青测区GPS边的相对误差为1/4万，比四等导线的精度提高3.5倍。
点位误差的比较：三、四等导线的点位误差，规范规定均为±5cm,而壁青测区GPS点的点位误差最大为±5.8mm,比导线点的精度提高8.6倍。
用电磁波测距仪检测了四条边，误差为4mm。
在E级点之间，布设了四条一级导线，四条导线无一超限，说明E级点的精度是比较高的。
如果把E级点等同于5秒小三角，那么，在E级点之间就不能布设一级导线。
实践证明了E级点的精度高与5秒小三角的精度。
5.GPS高程问题
当d=2000km时，则
即，距离d越远误差σ越大，d越近误差σ越小。
按规范规定，三等水准闭合差为
四等水准闭合差为
GPS高程点精度
当d=2000km时，则
由此可见，GPS点的高程精度比三等水准高2.5倍，比四等水准高4倍。
壁青测区，GPS高程点精度比较高的原因：
第一、5个三等水准点参与平差。
第二、当边短时，GPS高程点精度比较高。
比青测区内，每2km2内就有一个水准点，在该测区布设了四条一级导线三角工程，其附和精度都比较好。
根据以上分析，可得出如下结论：
第一、GPS网点的精度高于四等导线。
第二、GPS点的高程精度高于四等水准。
第三、在14km2的壁青测区内，设计书中提出做E级GPS网点的规定是正确的。
注：文章内的图表、公式请到PDF格式下查看。