结课大作业

20##年11月20日

天津市城区GPS控制测量技术总结

一、测区概况
    天津市位于渤海之湾，海河流域。测区内平均高程为海拨1.2米。主要河流有海河、南运河、北运河、子牙河、新开河、月牙河、卫津河，河道交错给测绘工作带来一定困难。测区内道路成网，县乡道路纵横交错，四通八达，交通便利，便利了测绘工作的开展。

测区包括城区及其附近地区，测区控制范围大致位于东经116°43′－118°04′，北纬38°34′－40°15′之间，面积4334.72平方公里。测图范围大致为东经113°53′59″-112°58′31″，北纬39°01′35″一33°05′42″，面积为36.75KM2,合1：1于图幅147幅。测图范围大致为东经117°36′50.09951″-117°36′50.23552″，北纬39°04′58.69345″一39°04′44.32324″。

二、作业依据和已有测绘资料

1.中华人民共和国建设部标准《全球定位系统城市测量技术规程》。

2.国家测绘局颁布的《全球定位系统（GPS）测量规范》（CH20##-92）。

3、CHl002-95《测绘产品检查验收规定》。

4、CHl003-95《测绘产品检查评定标准》。

三、坐标系的选择

测区平均高程3m，中央子午线精度为117°，测区投影分带为6°带的第20带，3°带的第39带。GPS网的平面坐标系统选用中国-天津90坐标系，高程采用85黄海国家高程基准。

四、仪器设备和软件

GPS控制测量采用天宝5700GPS测量系统，为双频接收机，其静态相对定位精度为：

静态基线 ±（5mm +0.5ppmD）

高 程 ±（10mm+2ppmD）

天宝5700GPS测量系统配备有Planning星历预报软件（可预报30天内测区各测点一天24小时的卫星分布状况及健康状况）、中海达2003后处理解算软件（包含数据传输、基线向量处理、GPS网平差软件、多种GPS数据格式转换等功能），完全能满足GPS控制测量数据处理的要求。

GPS实测和数据处理时采用的其它设备移动电话、计算机和必要的交通工具等。

五、C级GPS网的设计和观测

1. GPS布网

充分利用GPS测量的优点，实测GPS控制点7个，其中已知点3个，未知点4个，组成同步环15个，异步环19个。独立基线30条，重复基线11条。平均重复设站数为多于《规范》规定的1.6/站。

2．GPS观测

在实际外业观测过程中,使用3台天宝5700型GPS接收机,同时在三个GPS点上进行观测,有效观测卫星数≥7颗,时段长度≥60分钟,如果有的点不搬站,则不关机，以保证尽可能长的时段长度。

丈量天线高度,均从天线的三面丈量三次,在三次较差不大于3mm时,取平均值为最后结果。结束观测时,再丈量一次天线高,以作校核。

在观测过程中,自始至终有人值守,并经常检查有效卫星的历元数是否符合要求,否则及时通知其它两台仪器,延长时段时间,以保证观测精度。

实际上在观测过程中，天宝5700型GPS接收机电量充足，接收信号稳定，卫星数大都保持在7-8颗，有时高达10颗以上，为后面的平差处理之顺利进行打下了良好的基础。

六、外业数据处理及检核

1.外业数据处理

外业观测后及时输入计算机,并进行外业数据的检查。根据自动处理基线向量的结果，检查基线向量方差比(Ratio)、中误差(rms)以及天线高等,方差比＞2,中误差＜20mm,参与解算的向量均符合要求。

2.外业观测质量的检核

根据《GPS规范》要求，各级GPS基线精度计算公式如下：σ=

按C级控制网精度要求，取 a≤10mm b≤5ppm d=0.8789Km（平均基线边长）经计算得：σ=10.92mm

(1)同步环检验

根据《GPS规程》要求，其坐标分量应分别≤6ppm(1/166666)；全长闭合差应≤10ppm(1/100000)。经检核全长闭合差最大为1.10ppm (同步环3)，最小为0.13ppm(同步环5),均符合要求。

(2)异步环检验

经检核全长闭合差最大为4.65ppm(异步环1、6)，最小为0.67ppm(异步环17),均符合要求。

坐标分量闭合差Wx = Wy = Wz ≤ 2σ

n=3，Wx = Wy = Wz ≤  37.8mm

n=4，Wx = Wy = Wz ≤  43.68mm

n=5，Wx = Wy = Wz ≤  48.8mm

异步环全长闭合差:W ≤ 2σ

n=3，W ≤  65.52mm

n=4，W ≤  75.66mm

n=5，W ≤  84.59mm

抽取独立基线异步闭合环10个,经检查其5条基线全长闭合差最大为1.0mm，最小为0.64mm，远小于规定的84.59mm,符合要求。

七.平差计算

基线处理成功后，即可进入软件的网平差界面，进行中国-天津90坐标系下的自由网平差。

1.GPS点中国-天津90坐标系自由网平差

(1)GPS点中国-天津90坐标系坐标平差及精度

按《GPS规程》规定，基线向量的改正数:Vx = Vy = Vz ≤ 3σ =32.76mm

实测基线30条，经检查最大的基线向量改正数为2249.2850，符合规程要求。

基线的相对精度最高为1: 1011189;最低为1: 239832 (超短基线)。

(2)GPS点中国-天津90坐标系大地坐标及其精度

中国-天津90坐标的点位中误差最小为1.2mm;最大为2.2mm。

2.GPS网高程平差

高程拟合情况良好，数据详见后表。

第二篇：GPS控制测量技术措施

GPS控制测量技术措施

GPS控制测量技术设计书

一、 任务概述

本次GPS控制测量任务和作业内容是位于玉溪市元江县境内，为配合元江县的城市总体规划，需要在元江县测绘大比例尺地形图。需要在元江县城20km2的测区范围内建立D级GPS网。

2.测区概况

元江哈尼族彝族傣族自治县，位于云南省中南部，地处元江中上游，介于北纬23°19′至23°55′，东经101°39′至102°22′之间。东与石屏县接壤，南与红河县相连，西与墨江县毗邻，北紧靠新平县。县人民政府驻澧江镇，距玉溪市所在地130公里，距省会昆明210公里。

3.测区范围

测区地理坐标为东径101°39′，北纬23°19′′至23°55。

测区位置及面积

X:718.0km—724.0km； Y: 20483995.600—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

测区现有资料较少，没有可利用的成果图以及地藉图。

二、 GPS控制网设计方案

1.技术要求与布网原则

根据中华人民共和国测绘行业标准《全球定位系统城市测量技术规程》和燕郊经济技术开发区的具体情况，确定该测区可建立D级GPS网，GPS网中相邻点之间的距离满足下表要求

根据规程规范，D级GPS网的精度要求如下表：

项目 技术要求

平均边长(km) 5～10

固定误差a(mm) ≤10

比例误差b(mm) ≤10

最弱边相对中误差 1/45000

在实际布网设计时遵循以下几个原则：

Ⅰ GPS网一般应采用独立观测边构成闭合图形，如三角形、多边形或附合线路，以增加检核条件，提高网的可靠性。

Ⅱ GPS网作为测量控制网，其相邻点间基线向量的精度，应分布均匀。

Ⅲ GPS网点应尽量与原有地面控制点相结合。重合点一般不少于3个（不足时应联测），且在网中分布均匀，以可靠地确定GPS网与地面之间的转换参数。

Ⅳ GPS网点应考虑与水准点重合，而非重合点，一般应根据要求以水准测量（或相当精度的测量方法）进行联测，或在网中布设一定密度的水准联测点。

Ⅴ 为了便于GPS的测量观测和水准联测，减少多路径影响，GPS网点一般应设在视野开阔和交通便利的地方。

Ⅵ 为了便于用经典方法联测或扩展，可在GPS网点附近布设一通视良好的方位点以建立联测方向，方向点与观测站距离一般应大于300米。

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。

1、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。

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。

(4)选点与埋石工作技术总结。

2.作业原则与要求

GPS外业工作一方面，要有较多的多余观测，以提高观测成果的精度和可靠性，另一方面，还要考虑各待测点的点位精度的均匀性和各观测时段的独立性。因此，GPS外业工作的原则是：

① GPS网中各待测点的设站次数应相同；

② 优先测量点间距离较近的点，同时沿最短距离欠站；

③ 应该联测相距较远的高等级已知点；

④ GPS网中各待测点每次重复设站都使用不同的接受机。

确定观测时段时，需要分析最新的星历预报并与实地结合的原理选定，选择合适的PDOP值以保证观测精度，确保工作顺利进行，减少作业返工量。

各级GPS外业测量均有技术要求，本次控制测量采用D级GPS网,按照规程规范，其基本技术要求按下表中相应规定执行：

四等GPS相对定位测量的主要技术规定

同时观测有效卫星数 ≥4

卫星截止高度角 15?

有效观测卫星总数 ≥4

观测时间段 ≥1.6

观测时段长度/min ≥10

数据采样间隔 5～15

时段中任一卫星有效观测时间/min ≥3

点位几何图形强度因子/PDOP <8

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。

Ⅵ 在观测过程中要特别注意供电情况，除在出测前认真检查电池容量是否充足外，作业中观测人员不要远离接收机，听到仪器的低电压报警要及时予以处理，否则可能会造成仪器内部数据的破坏或丢失。对观测时段较长的观测工作，建议尽量采用太阳能电池板或汽车电瓶进行供电。

Ⅶ 仪器高一定要按规定始、末各量测一次，并及时输入仪器及记入测量手簿之中。 Ⅷ 接收机在观测过程中不要靠近接收机使用对讲机；雷雨季节架设天线要防止雷击，雷雨过境时应关机停测，并卸下天线。

Ⅸ 观测站的全部预定作业项目，经检查均已按规定完成，且记录与资料完整无误后方可迁站。

Ⅹ 观测过程中要随时查看仪器内存或硬盘容量，每日观测结束后，应及时将数据转存至计算机硬、软盘上，确保观测数据不丢失。

四、数据处理方案

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

Ⅱ GPS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； ⒎ GPS网展点图；

⒏ 技术总结和成果检查报告