GNSS控制网的技术设计概要

昆明冶金高等专科学校测绘学院一GNSS控制测量的技术设计一、GNSS网技术设计的依据1、GNSS测量规范（规程）（1）《全球定位系统（GNSS）测量规范》（2）《全球定位系统城市测量技术规程》（3）各行业部门的其他GNSS测量规程或细则2、测量任务书测量任务书或合同是测量施工单位上级主管部门或合同甲方下达的技术要求文件。它规定了测量任务的范围、目的、精度和密度要求，提交成果资料的项目和时间，完成任务的经济指标等。昆明冶金高等专科学校测绘学院二、GNSS网的精度、密度设计1、GNSS测量精度标准及分类（1）GNSS测量精度分类GNSS测量精度分级（一）级别主要用途固定误差a（mm）比例误差b（mm）A地壳形变测量或国家高精度GNSS网建立≤5≤0.1B国家基本控制测量≤8≤1GNSS测量精度分级（二）等级平均距离（km）a（mm）b（mm）最弱边相对中误差二9≤10≤21/12万三5≤10≤51/8万四2≤10≤101/4.5万一级1≤10≤101/2万二级1≤15≤201/1万昆明冶金高等专科学校测绘学院（2）GNSS测量的精度标准GNSS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：22)(bda式中：σ--距离中误差（毫米）；ɑ——固定误差（mm）；b——比例误差系数（ppm）；d——相邻点之间的距离（km）。实际生产中，应根据测区大小、GNSS网的用途，来设计网的等级和精度标准。（9-1）昆明冶金高等专科学校测绘学院2、GNSS点的密度标准制定GNSS网的密度标准，主要考虑任务要求和服务对象。GNSS网中相邻点间距离单位：km级别项目ABCDE相邻点最小距10015521相邻点最大距2000250401510相邻点平均距3007015～1010～55～2昆明冶金高等专科学校测绘学院三、GNSS网的基准设计1.基准设计的定义在GNSS网的技术设计中，必须明确GNSS网的成果所采用的坐标系统和起算数据的工作，称为GNSS网的基准设计。GNSS网的基准包括位置基准、方位基准和尺度基准。2.GNSS网的基准的确定方位基准：由给定起算方位角确定。尺度基准：由地面的电磁波测距确定。位置基准：由给定的起算点坐标确定。3.基准设计应考虑的几个问题（1）应在地面坐标系中选定起算数据和联测原有地方控制点若干个，用以转换坐标。大中城市GNSS控制网应与附近的国家控制点联测3个以上。小城市或工程控制可以联测2--3个点。（2）对GNSS网内重合的高等级国家点或原城市等级控制点，除未知点连结图形观测外，对它们也要适当地构成长边图形。昆明冶金高等专科学校测绘学院3.基准设计应考虑的几个问题：（3）联测的高程点需均匀分布于网中，对丘陵或山区联测高程点应按高程拟合曲面的要求进行布设。A、B级网应按二等水准逐点联测高程。B级网应按三等水准或与其相当的方法至少每隔2～3点联测一点。C级网应按四等水准或与其相当的方法至少每隔3～6点联测一点。D、E级网具体联测宜采用不低于四等水准或与其精度相等的方法进行。（4）新建GNSS网的坐标系应尽量与测区过去采用的坐标系统一致。采用的是地方独立或城市独立坐标系应具备下列技术参数：①所采用的参考椭球几何参数；②坐标系的中央子午线经度值；③纵横坐标的加常数；④坐标系的投影面高程及测区均高程异常值；⑤起算点的坐标值及起算方位。昆明冶金高等专科学校测绘学院四、几个基本概念及GNSS网特征条件1、GNSS网图形构成的几个基本概念观测时段：测站上开始接收卫星信号到观测停止，连续工作的时间段，简称时段。同步观测：两台或两台以上接收机同时对同一组卫星进行的观测。同步观测环：三台或三台以上接收机同步观测获得的基线向量所构成的闭合环，简称同步环。独立观测环：由独立观测所获得的基线向量构成的闭合环，简称独立环。异步观测环：在构成多边形环路的所有基线向量中，只要有非同步观测基线向量，则该多边形环路叫异步观测环，简称异步环。独立基线：对于N台GNSS接收机的同步观测环，有J条同步观测基线，其中独立基线数为N-1。非独立基线：除独立基线外的其它基线叫非独立基线，总基线数与独立基线之差即为非独立基线数。昆明冶金高等专科学校测绘学院星历（Ephemeris）：是不同时刻卫星在轨道上的坐标值。数据剔除率（Percentageofdatarejection）删除的观测值个数与应获得的观测值个数比值。天线高（Antennaheight）：观测时接收机天线平均相位中心到测站中心标志面的高度。参考站（Referencestation）：在一定的观测时间内，一台或几台接收机分别固定在一个或几个测站上，一直保持跟踪观测卫星，其余接收机在这些测站的一定范围内流动设站作业。流动站（Movingstation）：在参考站的一定范围内流动作业的接收机设立的测站。昆明冶金高等专科学校测绘学院NmnC/1)/2-N(NC总J1nJ必)1N(CJ独)1n()1N(C多J2、GNSS网特征条件的计算观测时段数：式中：n为网点数，m为每点设站数，N为接收机数，总基线数：必要基线数：独立基线数：多余基线数：昆明冶金高等专科学校测绘学院1)/2-N(NJ3、GNSS网同步图形构成及独立边的选择昆明冶金高等专科学校测绘学院对应于独立GNSS边可以有如下图所示的不同选择昆明冶金高等专科学校测绘学院当同步观测的GNSS接收机数N≥3时，同步闭合环的最少数应为：2/)2)(1()1(NNNJTN与J、T的关系表接收机数N23456GNSS边数J1361015同步闭合环数T013610