GPS技术设计书

Word格式完美整理GPS测量技术设计书专业：工程测量班级：姓名：学号：指导老师：湖南工程职业技术学院二O一二年三月Word格式完美整理目录一、任务来源及工作量二、测区概况三、测量依据原则四、已有资料情况分析五、基础控制网布设方案六、施测方案七、数据处理八、高程控制的观测与计算九、上交资料Word格式完美整理一、任务来源及工作量1、来源：本次控制网布设是由老师安排的为期四周的实训，实训的目的是使学生了解根据GPS定位的特点来测定工程控制网的过程，使所学理论知识与实践相结合，巩固和加深对新知识的理解，增强动手能力。2、目的：通过GPS定位测量综合训练，掌握布设GPS控制网的方法，培养自身的测量能力，熟悉GPS技术。能使用GPS进行静态数据的采集并且数据处理，可以完整的整理出坐标数据。3、任务：测区内GPS控制网布设。4、GPS测量点的数量：新定点9个、约束点2个、水准点2个、检查点2个。5、坐标系统、高程系统和时间系统：GPS基线向量为WGS-84坐标系，GPS网平差成果为西安1980坐标系坐标或1954北京坐标系并转换为测区独立坐标系坐标——长沙独立坐标系。高程系统采用1985国家高程基准。时间系统采用北京时间系统。二、测区概况测区位于湖南省长沙市管辖区域，测区的地理坐标为北纬28°11′49〃，东经112°58′42〃。测区首级平面基础控制网设计为E级GPS网，布设9个点，控制范围10km2，这些点的布设一定要考虑长久保存和使用，埋设标石要稳固。位于长沙县附近的湖南工程职业技术学院周围，东至西霞路（武广高铁），西至万家丽北路，Word格式完美整理南至开元西路为界，以蟠龙路向北至捞刀河附近。通视条件良好。校园建筑群周围，测区交通方便，道路交综复杂，并且有众多的建筑物，并且有大片的水域，因此在布设控制网时应避开建筑物和水域，并且有可能影响GPS的信号，给测量工作带来不便。本测区内四季分明，年平均气温20－25℃。12月平均气温10－15℃。地势平坦，便于测量作业三、测量依据原则1、《工程测量规范》（GB20026—93）；2、《全球定位系统（GPS）测量规范》（GB/T18314—2001）；3、《全球定位系统城市测量技术规程》（CJJ73—99）；4、《城市测量规范》（CJJ8—99）；5、《国家一、二等水准测量规范》（GB12897—91）；6、《国家三、四等水准测量规范》（GB12898—91）；7、《1:500、1:1000、1:2000地形图图式》（GB7929—1995）；8、《数字产品质量要求》（GB17491.1）四、已有资料利用情况分析1、梦苑小区前面十字路口菜地边；（G0007）2、特立路跨京珠高速桥中北侧；（G1021）3、新久发超市前面交通信号灯下花圃边；(HG1167)这些点点位可靠，保存完好，可作设计，选点，埋石之用。五、基础控制网布设方案GPS网点的图形采用点连式与边连式相结合的形式布设GPS控制Word格式完美整理网，测区首级平面基础计为E级控制网设GPS网，布设9个点，控制范围10km2。GPS网图六、施测方案1、选点与标石埋设1）选点前应收集与工程相关的各项资料：原有控制测量资料，包括点的平面坐标、高程、坐标系统、技术总结等有关资料，以及其他测绘部门所布设的控制测量成果资料。2）GPS点位的选择应符合技术要求，有利于使用其他测量方法Word格式完美整理进行联测。选点工作还应遵守一下原则：①点位应设在易于安装接收设备、视野开阔的较高点上。②点位目标要显著，视场周围15°以上不应有障碍物，以减小GPS信号被遮挡或障碍物吸收。③点位应远离大功率无线点发射源（如电视台、微波站等）其距离不小于200m;运离高压输电线，其距离不得小于50m。以避免电磁场对GPS信号的干扰。④点位附近不应有大面积水域或不应有强烈干扰卫星信号接收的物体，以减弱多路径效应的影响。⑤点位应选在交通方便，有利于其它观测手段扩展与联测的地方。⑥地面基础稳定，易于点位的保存。⑦选点人员应按技术设计进行踏勘，在实地按要求选定点位。⑧网形应有利于同步观测边、点联结。⑨当所选点位需要进行水准联测时，选点人员应实地踏勘水准路线，提出有关建议。⑩当利用旧点时，应对旧点的稳定性、完好性，以及目标的是否安全可用作一检查，符合要求方可利用。3）GPS网点一般应埋设具有中心标志的标石，以精确标志点位，点的标石和标志必须稳定。坚固以利长久保存和利用。在基岩露头地区，也可直接在基岩上嵌入金属标志。Word格式完美整理2、GPS外业观测1）所做E级GPS控制网应符合以下要求：边长：2～5km每对点之间＞2000m相邻两个点＜5km相对中误差1/450002）E级控制网采用GPS观测方法，使用南方S66单频型接收机按静态法进行观测，在观测前对所使用的GPS接收机进行必要的检视，主机与配件是否齐全完好。观测的主要技术要求如下：GPOP值卫星高度角（°）有效观测卫星数平均重复设站数时段长度min数据采集间隔s闭合环或附合路线边数≤6≥15≥4≥1.6≥60（D）≥45（E）10-30≤6（D）≤8（E）3）观测天线安置：包括整平、对中基座、安置天线并将定向标志线指向正北（应顾及到当地磁偏角的影响），以便减弱相位中心偏差的影响，天线定向误差依定位精度不同而异，一般不应超过±3°~5°.在圆盘天线间隔120°的三个方向分别量取天线高，三次测量结果之差不应超过3mm，取其三次结果的平均值记入测量手簿中，天线高记录取值0.001m；测量气象参数。开机观测：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、控制器的联接电缆，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操作手册进行输入和查询操作，在未掌握有关操作系统之前，不要随意按键和输入，在正常接收过程中禁止更改任何设置参数。Word格式完美整理七、数据处理1、基线解算要求基线解算采用厂家提供的解算软件进行，对于接收机同步观测的一个同步时段中，可采用单基线模式解算，也可以只选择独立基线按多基线处理模式统一解算。相邻基线长度最长不超过5km，采用双差固定解。2、基线解算外业数据检核1）同一时段观测值的数据剔除率，其值应小于10%；2)复测基线长度较差ds应满足下式规定：ds≤22δδ——相应级别规定的精度3)独立闭合环或附合路线坐标闭合差应满足：Wx≤3nδWy≤3nδWz≤3nδWs≤3n3δ式中：n——闭合环边数δ——相应级别规定的精度（按实际平均边长计算）δ=22)(bda(mm)[a≤10mm，b≤20（D）b≤20（E）]内业数据处理后超限的时段应及时重测，若因点位原因不能满足GPS测量要求而造成一个测站多次重测仍不能满足各种限差要求时，应重新布点或舍弃该点。3、GPS网平差计算Word格式完美整理采用南方公司GPS数据处理平差软件进行平差。以三维基线向量及其相应方差—协方差阵作为观测信息，以一个点的WGS—84系三维坐标作为起算数据，进行无约束平差。八、高程控制的观测与计算本次高程基础控制网布设为三等水准，并埋设三座永久性水准标石，作为测区今后的高程基准点，主要是联测E级GPS点。用于工程测量的高程起算。本次水准测出60％点的高程，其余用GPS高程拟合求出高程。水准测量按三等要求作业，水准网应布设成闭合或附合环、或网状形式。1、三等水准测量的一般规定为了消除或减弱水准测量误差的影响，水准测量作业时应遵循以下规定。1）工作开始前半小时，将水准仪置于露天阴影下，使仪器和空气温度一致，观测时用大白布伞遮蔽阳光，迁站时用白绸罩罩住仪器，以减小i角变化的影响。2）对微倾式水准仪：观测前应测出倾斜螺旋的置平零点（标准位置）,并作标记：观测中随着气温变化，应随时调整零点位置。在每一测站上，仪器距前、后水准标尺的距离应尽可能相等，这样就可以消除或减弱与距离有关的误差影响，例如i角误差、地球弯曲及折光差。3)观测时仪器三脚架的两腿应放置在乎行于水准路线的方向，另一腿则交替地在前进方向的左边和右边，以消除交叉误差的影响。Word格式完美整理在相邻两测站上要变换观测程序，即一站的观测程序为后、前、前、后，另一站的观测程序为前、后、后、前：每一测段应进行往返测，往返测沿同二条路线，采用同样的尺承，以减弱仪器脚架和尺台（或尺桩）升沉的影响。并可望在往返高差中数内得到进一步的减弱。4)为了消除折光误差的影响，测段的往测和返测要分别在上午和下午进行。观测必须在日出后至少半个小时开始，日落前至少半个小时结束，中午前后约2.5小时内不得进行观测：但可根据地区季节及气象情况适当增减中午间歇的时间。观测时视线离地面要有一定高度。5)一个测段（即两个相邻水准标石之间的水准路线）应设置偶数测站，这样就可以消除一对水准标尺的零点不等差对高差的影响。2、基本技术要求（mm）等级每千米高差中数中误差(mm)最弱点高程中误差测段、路线往返测高差不符值附合路线或环线闭合差检测已测测段高差之差M△Mw三等≤±3≤±6≤±20≤±12Ls≤±12L≤±30LiLs为测段长度，L为附合路线长度，Li为检测测段长度，均以km计。当检测测段长度小于1km时，按1km计算。3、观测1）观测前应对使用的水准仪及标尺进行常规的检验，三等不大于20″，三等采用区格式木质标尺每米真长之差不应大于0.5mm。制定好观测网图及路线走向。2）三等水准测量采用中丝读数法，直读距离，观测顺序为后—Word格式完美整理前—前—后，必须偶数站上已知点。观测要求如下：等级项目仪器类型标尺类型视线长度m前后视距差m前后视距累积差m视线高度m基、辅或红黑面读数差mm高差之差mm三等DS3双面≤80≤3.0≤6.0三丝能读数2.03.0当成像清晰、稳定时，三等水准视线长度可放长20％。3）观测记录：外业观测数据必须在现场直接记录于手簿中，所有观测数据的记录文字、数字要清晰、端正，不得潦草模糊，原始记录不得擦去和涂改。4）外业验算：当外业测量结束后应进行外业验算，主要是外业高差和概略高差的推算，每公里水准测量偶然中误差的计算，附（闭）合路线闭合差的计算，每公里中误差的计算。5）水准网图Word格式完美整理Word格式完美整理九、上交资料1、E级GPS观测记录、平差计算手簿；2、三等水准观测记录、平差计算手簿；3、各等级控制点成果表；4、E级控制点点之记；5、E级GPS点通视图；6、GPS控制点综合图；7、测区技术设计书；8、测区技术总结；9、检查记录资料；Word格式完美整理E级GPS点通视图Word格式完美整理E级GPS点点之记点名点号类级网区所在图幅点位概略图概略位置所在地最近住所供电情况电信情况地类土质冻土深度解冻深度交通路线图最近水源石子来源沙子来源交通情况本点（）支线水准便于联测的水准路线及点号：联测方法选点作业单位埋点作业单位姓名姓名时间时间备注Word格式完美整理GPS外业观测手簿观测者姓名：__________日期：_________年________月________日测站名：__________测站号：_________时段号：__________天气状况：_________测站近似坐标：经度：E________°________′纬度：N________°________′高程：____________________(m)本测站为：__________新点__________等大地点__________等水准点记录时间：北京时间UTC区时开录时间_________结束时间_________接收机号_________天线号_________天线高：（m）测后校核值_________1、_________2、_________3、_________平均值_________天线高量取方式略图观测状况记录：1、电测电压____________(块条)2、接收卫星号______________________________________________________3、信噪比（SNR）_________