GPS控制网平面设计.doc

哈尔滨市部分 G1001 哈尔滨绕城高速E 级 GPS 平面控制网技术设计书设计人：设计单位：2014年 4月 4 日哈尔滨市部分 G1001 哈尔滨绕城高速GPS 平面控制网技术设计书1、概述本次 GPS 平面控制测量任务和作业内容是位于哈尔滨呼兰区内， 为配合修建哈尔滨绕城高速公路，需在新华村到张世英屯路段大约六公里的路段建立 E 级 GPS 平面控制网2、测区自然地理概况和已有资料2.１、测区自然地理概况测区位于黑龙江省哈尔滨市呼兰区新华村到张世英屯路段， 东西长约 6 公里，平均海拔117 米，地势平坦周围多为耕地，居民区较少测区范围：测区地理坐标为东经： 126 度 34分—126度 38 分 北纬： 45 度 51分实测范围呈长条状2.2、测区已有资料成果情况测区有 google earth 卫星遥感图一幅， 该图可供图上选点 此外， 测区有控制三角点2 个，其数据如下：点名X 坐标Y 坐标备注H1X5269787.5571Y1224961.7563H 2X5271003.7571Y1230543.82003、测量技术设计依据（ 1 ） GB-T-18314-2009 《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 ） CH / T1004 《测绘技术设计规定》（ 6 ） JTG C10-2007 《公路勘测规范》4、使用仪器本次测量采用的 GPS 接收机型号是南方北极星 GPS 9600，该 GPS 仪接受的信号是L1-C/A 码。

其平面精度： 5mm+1ppm5、布网方案5.1 、布网要求GPS网相邻点间基线中误差 按下式计算：1式中(mm)为固定误差；(ppm) 为比例误差系数；(km) 为相邻点间的距离 GPS-E级网的主要技术要求应符合表1规定相邻点最小距离应为平均距离的1/2 ～ 1/3 ；最大距离应为平均距离的2～3 倍表 1 GPS 网的主要技术要求级 别平均距离 (km)(mm)(1 ×10 -6 )最弱边相对中误差E 级0.2～5≤10≤201/45000注：当边长小于200m时，边长中误差应小于 20mm5.2 、布网原则与网形设计（ 1）各级 GPS网一般逐级布设，在保证精度、密度等技术要求时可跨级布设 2）各级 GPS网的布设应根据其布设目的、精度要求、卫星状况、接收机类型和数量、测区已有的资料、 测区地形和交通状况以及作业效率等综合因素考虑， 按照优化设计原则进行 3）各级 GPS网最简单异步观测环或附合路线的边数应不大于表 2 的规定表 3级 别 E 级闭合环或附合线路边数（条） ≤10（４）各级 GPS网点位应均匀分布，相邻点间距最大不宜超过该网点平均点间距的 2 倍 5）新布设的 GPS网应与附近已有的国家高等 GPS点进行联测，联测点数不应少于 3 点。

6）GPS网的点与点间不要求每点通视， 但考虑常规测量方法加密时的应用， 每点应有 1～ 2 个通视方向 7）为了求得 GPS网点正常高，应进行水准测量的高程联测，高程联测采用等级水准测量方法进行，联测的 GPS-E级控制点且应均匀分布于网中 8）在布网设计中应顾及原有测绘成果资料以及各种大比例尺地形图的沿用，对凡符合GPS-E级网布点要求的旧有控制点，应充分利用其标石5.3 、 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 1、 2、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ，采用边点混合连接式测区呈带状分布， 导线点间平均距离为 1200 米， 点距中线距离平均为 420 米，控制点周围为农用耕地，地势平坦，且周围无高楼遮挡，无大功率信号塔，观测条件良好，控制点间至少与两个点通视6、选点与标石埋设6.1 、选点在了解任务、目的、要求和测区自然地理条件的基础上，进行现场踏勘，最后进行选点选点应符合下列要求：（ 1）点位的选择应符合技术设计要求，并有利于其它测量手段进行扩展与联测；2（ 2）点位的基础应坚实稳定，易于长期保存，并应有利于安全作业；（ 3）点位应便于安置接收设备和操作，视野应开阔，视场内周围障碍物的高度角一般应小于 15°；（ 4）点位应远离大功率无线电发射源 （如电视台、 微波站等） ，其距离不得小于 200m，并应远离高压输电线其距离不得小于50m，以避免周围磁场对卫星信号的干扰；（ 5）点位附近不应有对电磁波反射 （或吸收） 强烈的物体， 以减少多路径效应的影响；（ 6）交通应便于作业，以提高作业效率；（ 7）应充分利用符合上述要求原有的控制点及其标石，但利用旧点时应检查旧点的稳定性、完好性，符合要求方可利用；（ 8）选好点后应按合理的方法给GPS点编号。

此外，有时还需考虑测区内的通讯设施、电力供应等情况，以便于各点之间的联络和设备用电或充电综上所述，结合测区的实际情况， GPS 控制点宜布设在较高的永久性建筑物、山顶及其它符合要求的地方， 或已成型的较宽的城市主干道、 路口或其它较开阔而又稳固的建 （构）筑物上6.2 、标石埋设（ 1） E 级 GPS点的标石及标志规格参见附录 D，标石的中心标志用铜材料制作，标志中心应刻有清晰、精细的十字丝；本测区采用下图所示的埋石方式：3（ 2）地面 E 级 GPS点标石可用混凝土预先制作，然后运往各点埋设，埋设时坑底填以沙石， 捣固夯实或浇灌混凝土底层， 楼顶 E 级 GPS点标石应现场浇灌， 浇灌前应将楼面磨出新层、打毛，钉上 3～ 4 颗钢钉，再套模浇灌；（ 3）埋石结束后应填写 GPS点之记；（ 4）待标石埋设稳定，没有下沉，或现场浇灌的标石凝固后 2～ 3 天方可观测7、作业要求7.1 、基本技术要求为保证 GPS测量精度， 采用载波相位静态相对定位作业模式， E 级 GPS测量作业的基本技术要求应符合表 3 的规定表 3 E 级 GPS测量作业的基本技术要求级 卫星截止高 有效观测 平均重复 时段长度 数据采样 PDOP别 度角 ( °) 卫星数 设站数 (min) 间隔 (s) 值E 级 ≥15 ≥4 ≥1.6 ≥40 15 ＜10注： 1、观测时段长度应视点位周围障碍物情况、基线长短而作调整，2、可不观测气象要素，但应记录雨、晴、阴、云等天气状况。

7.2 、GPS卫星预报和观测调度计划（ 1）保证 GPS作业观测工作顺利进行， 保障观测成果达到预定的精度， 提高作业工效，在进行 GPS外业观测之前，应事先编制 GPS卫星可见性预报表预报表应包括可见卫星号、卫星高度角和方位角、最佳观测卫星组、最佳观测时间、点位图形几何强度因子等内容 2）编制预报表所用概略位置应采用测区中心位置的经、纬度 3）作业组在观测前应根据参加作业的GPS接收机台数、网形及卫星预报表编制作业调度表，其内容应包括观测时间、测站号、测站名称以及接收机号等项内容7.3 、观测准备（ 1）每天出发工作前应检查电池容量是否充足，仪器及其附件是否携带齐全 2）作业前应检查接收机内存是否充足4（ 3）天线安置应符合下列要求：① 作业员到测站后应先安置好接收机使其处于静置状态，然后再安置天线；② 天线可用脚架直接安置在测量标志中心的铅垂线方向上，对中误差应小于 3mm天线应整平，天线基座上的圆水准所泡应居中；③ 天线定向标志应指向正北，定向误差不宜超过± 5°7.4 、观测作业要求（ 1）观测组应严格按调度表规定的时间进行作业，以保证同步观测同一卫星组当情况有变化需修改调度计划时，应经作业队负责人同意，观测组不得擅自更改计划。

2）接收机电源电缆和天线应连接无误，接收机预置状态应正确，然后方可启动接收机进行观测 3）各观测时段的前后各量取天线高一次，两次量高之差不大于 3mm取平均值作为最后天线高，记录在手簿若互差超限，应查明原因，提出处理意见记入手簿备注栏中天线高是指观测时天线平均相位中心至测站中心标志面的高度，分为上、下两段：上段是指相位中心至天线底面的高度，这是常数 hc，由厂家给出；下段是从天线底面至测站中心标志面的高度，由观测员在现场采用倾斜测量方法直接量取具体方法是：从三脚架三个空档 （互成 120°）测量天线底盘下表面至测站中心标志面的距离， 互差应小于 3mm，取平均值为 L，天线底盘半径为 R，再利用厂家提供的 hc， 按天线高求出 4）接收机开始记录数据后，作业人员可使用专用功能键选择菜单，查看测站信息、接收卫星数、卫星号、各通道信噪比、实时定位结果及存贮介质记录情况等 5）仪器工作正常后，作业员及时（每隔 15min）逐项填写测量手簿中各项内容 6）一个时段观测过程中不得进行以下操作： 关闭接收机以重新启动； 进行自测试 （发现故障除外）；改变卫星截止高度角；改变数据采样间隔；改变天线位置；按动关闭文件和删除文件等功能。

7）观测员在作业期间不得擅自离开测站，并防止仪器受震动和被移动，防止人和其它物体靠近天线，遮挡卫星。