gps城市控制網(wǎng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

1、<p>　　xx市GPS城市控制網(wǎng)設(shè)計(jì)目錄</p><p>　　xx市GPS城市控制網(wǎng)設(shè)計(jì)目錄………….. …………… ………1</p><p>　　中文摘要…………………………………………. ……………….3</p><p>　　英文摘要………………………………………………………….. 4</p><p>　　第一章 引言…………

2、…………………………………………… 5</p><p>　　第二章 GPS控制網(wǎng)布設(shè)要求與原則</p><p>　　第一節(jié) 網(wǎng)的等級(jí)精度指標(biāo)…………………………………8</p><p>　　第二節(jié) 布網(wǎng)原則……………………………………………9</p><p>　　第三節(jié) 網(wǎng)形設(shè)計(jì)的基本形式與連接方式…………………10</p>

3、<p>　　第四節(jié) GPS控制網(wǎng)設(shè)計(jì)方案同常規(guī)網(wǎng)的比較與優(yōu)選……13</p><p>　　第五節(jié)選點(diǎn)埋石……………………………………………18</p><p>　　第六節(jié)儀器檢查……………………………………………20</p><p>　　第三章 xx市GPS控制網(wǎng)設(shè)計(jì)</p><p>　　第一節(jié) 工程項(xiàng)目名稱目的設(shè)計(jì)依據(jù)

4、………………………21</p><p>　　第二節(jié) 測(cè)區(qū)概況……………………………………………21</p><p>　　第三節(jié) 已有資料分析利用…………………………………23</p><p>　　第四節(jié) 方案設(shè)計(jì)與技術(shù)分析………………………………24</p><p>　　第五節(jié) 方案比較與優(yōu)選……………………………………26</p>

5、;<p>　　第六節(jié) 觀測(cè)方案的設(shè)計(jì)與工作實(shí)施………………………33</p><p>　　第四章 GPS成果的檢核與數(shù)據(jù)處理</p><p>　　第一節(jié) 已知點(diǎn)的可靠性檢驗(yàn)………………………………41</p><p>　　第二節(jié) GPS外業(yè)觀測(cè)成果的檢核…………………………43</p><p>　　第三節(jié) 數(shù)據(jù)預(yù)處理………

6、…………………………………46</p><p>　　第四節(jié) GPS網(wǎng)平差設(shè)計(jì)……………………………………47</p><p>　　第五節(jié) GPS網(wǎng)平面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)…………………………48</p><p>　　第五章 GPS高程設(shè)計(jì)</p><p>　　第一節(jié) 模型確定……………………………………………54</p>&l

7、t;p>　　第二節(jié) 高程擬合方法………………………………………55</p><p>　　第三節(jié) 水準(zhǔn)精度估算………………………………………57</p><p>　　結(jié)束語………………………………………………………………59</p><p>　　致謝…………………………………………………………………60</p><p>　　主要參考文

8、獻(xiàn)………………………………………………………61</p><p>　　附錄一（踏勘報(bào)告）………………………………………………62</p><p>　　附錄二（大地坐標(biāo)系有關(guān)說明）…………………………………64</p><p>　　附錄三（GPS點(diǎn)之記）……………………………………………65</p><p>　　附錄四（GPS點(diǎn)環(huán)視圖）…………

9、………………………………66</p><p>　　附錄五（GPS點(diǎn)標(biāo)石類型）………………………………………67</p><p>　　附錄六（GPS測(cè)量手簿記錄格式）………………………………69</p><p><b>　　中文摘要</b></p><p><b>　　摘要</b></p>

10、<p>　　本設(shè)計(jì)針對(duì)xx市城市發(fā)展的實(shí)際情況，結(jié)合xx市的城市發(fā)展規(guī)劃和城市建設(shè)管理方案，通過GPS控制網(wǎng)與常規(guī)三角控制網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析比較，優(yōu)選出GPS控制網(wǎng)設(shè)計(jì)。隨后用兩種不同的GPS設(shè)計(jì)方案的比較優(yōu)選出其中的一種方案。最后又進(jìn)行了優(yōu)選的GPS設(shè)計(jì)方案的網(wǎng)形設(shè)計(jì)、技術(shù)分析、GPS數(shù)據(jù)處理、平面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換以及GPS正常高設(shè)計(jì)等。</p><p><b>　　關(guān)鍵詞：</b>&

11、lt;/p><p>　　GPS控制網(wǎng) 方案設(shè)計(jì) </p><p>　　可靠性檢驗(yàn) 數(shù)據(jù)處理 </p><p><b>　　經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析</b></p><p>　　ABSTRACT OF ENGLISH</p><p><b>　　AB

12、STRACT</b></p><p>　　This design of GPS control network aim arts the actual circumstance that development of WuZhou City, and combination the develop programming of WuZhou City and manage the project wi

13、th city developments, and comparing the GPS control network with normal triangle control network economic technique of control net and regulations the analysis comparison, then select the GPS control net design as the be

14、st design. Use the comparison two different GPS control network project design then the better proj</p><p>　　KEY WORDS:</p><p>　　GPS control net Project design</p><p>　　

15、Dependable examination Data handles</p><p>　　Economic and technique analysis</p><p><b>　　引 言</b></p><p>　　全球定位系統(tǒng) (Global Positioning System－GPS)是以衛(wèi)星為基礎(chǔ)的無線電導(dǎo)航系統(tǒng)，具有全能性（

16、航空、航天、陸地、海洋）、全球性、全天性、連續(xù)性和實(shí)時(shí)性的導(dǎo)航、定位和定時(shí)的功能，能為各類用戶提供精密的三維坐標(biāo)、速度、時(shí)間。1957年10月，世界上第一顆人造衛(wèi)星的成功發(fā)射，使得空間科學(xué)得以迅速發(fā)展，人類進(jìn)入了一個(gè)嶄新的時(shí)代。為了滿足軍事部門和民用部門，對(duì)連續(xù)實(shí)時(shí)和三維導(dǎo)航的迫切要求，1973年美國國防部便開始組織海路空三軍，共同研究建立了新一代衛(wèi)星系統(tǒng)的計(jì)劃。這就是目前所稱的“授時(shí)與測(cè)距導(dǎo)航系統(tǒng)/全球定位系統(tǒng)” ，通常稱為“全球定位

17、系統(tǒng)”。</p><p>　　近年來，GPS 定位技術(shù)在我國已得到蓬勃發(fā)展。在我國大地測(cè)量、精密工程測(cè)量、地殼運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)、資源勘察和城市控制網(wǎng)等方面的應(yīng)用及其所取得的成經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步展示了GPS定位技術(shù)的顯著優(yōu)越性和巨大潛力。二十一世紀(jì)，GPS定位技術(shù)將得到進(jìn)一步的發(fā)展，應(yīng)用將更為廣泛，從而將為我國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國防建設(shè)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步做出新的貢獻(xiàn)。</p><p>　　在城市控制網(wǎng)方面，

18、用常規(guī)的方法來完成將受到多方面因素的限制，那么，GPS（全球定位系統(tǒng)）將逐步取代常規(guī)測(cè)繪方法來擔(dān)當(dāng)此任。</p><p>　　GPS測(cè)量除了較常規(guī)大地測(cè)量精度均勻和它可以直接獲得空間三維直角坐標(biāo)外，其優(yōu)越性還體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：</p><p><b>　　設(shè)計(jì)和布點(diǎn)方便靈活</b></p><p>　　GPS測(cè)量成果與地面分布圖形無關(guān)，而且不

19、要求點(diǎn)間相互通視，從而使布網(wǎng)設(shè)計(jì)和實(shí)際選點(diǎn)基本不受約束，具有比較充分的靈活性，在建立工程控制網(wǎng)時(shí)可以省略對(duì)工程無用的過渡點(diǎn)。</p><p>　　2.不受時(shí)間、氣候條件限制</p><p>　　測(cè)量工作者可以實(shí)現(xiàn)全天24小時(shí)作業(yè)，不受陰天黑夜、起霧刮風(fēng)、下雨下雪等氣候影響，這就大大減少了完成任務(wù)的時(shí)間，提高了工作效率。</p><p>　　3.定位精度和計(jì)算結(jié)果精度

20、高</p><p>　　用載波相位觀測(cè)量做相對(duì)定位，目前能達(dá)到的典型精度是10（1ppm），觀測(cè)時(shí)間只需要1小時(shí)，這是其它定位手段難以達(dá)到的。而且其計(jì)算結(jié)果也優(yōu)于《城市測(cè)量規(guī)范》要求的城市基本控制網(wǎng)的精度指標(biāo)。</p><p>　　4.觀測(cè)時(shí)間短、操作簡便</p><p>　　隨著GPS系統(tǒng)的不斷完善，軟件的不斷更新，觀測(cè)時(shí)間變得越來越短，目前，20km以內(nèi)的相對(duì)靜

21、態(tài)定位僅需15～20分鐘，動(dòng)態(tài)相對(duì)定位測(cè)量時(shí)，流動(dòng)站出發(fā)時(shí)觀測(cè)1～2分鐘，然后可以隨時(shí)定位，每站僅需幾秒鐘。隨著GPS接收機(jī)的不斷改進(jìn)，自動(dòng)化程度也越來越高，接收機(jī)的體積也越來越小，重量越來越輕，使GPS測(cè)量操作越來越簡便。</p><p><b>　　5.費(fèi)用低</b></p><p>　　影響測(cè)量成本的因素主要有兩個(gè)：一個(gè)是設(shè)備費(fèi)用，另一個(gè)是工作費(fèi)用。根據(jù)GPS測(cè)

22、量的特點(diǎn)：不需通視、時(shí)間短、精度高，同時(shí)省去了一些常規(guī)測(cè)量方法所需的通視造標(biāo)的費(fèi)用、工期縮短減少了工作費(fèi)用。盡管目前GPS接收機(jī)的價(jià)格還比較高，隨著市場的擴(kuò)大，其價(jià)格會(huì)大幅度的降低。</p><p><b>　　6.功能多、應(yīng)用廣</b></p><p>　　GPS系統(tǒng)不僅可用于測(cè)量、導(dǎo)航，還可以用于測(cè)速、測(cè)時(shí)，并且其應(yīng)用領(lǐng)域仍然在不斷擴(kuò)大。</p>&

23、lt;p>　　近幾年，我國已建成了北京、武漢、上海、西安、拉薩、烏魯木齊等永久性的GPS跟蹤站，進(jìn)行對(duì)GPS衛(wèi)星的精密定軌，為高精度的GPS 定位測(cè)量提供觀測(cè)數(shù)據(jù)和精密星歷服務(wù)，致力于我國自主的廣域差分GPS方案的建立，參與全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）和GPS增強(qiáng)系統(tǒng)（WASS）的籌建。同時(shí)，我國已著手建立自己的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（雙星定位系統(tǒng)），能夠生產(chǎn)導(dǎo)航型和測(cè)地型GPS接收機(jī)。GPS技術(shù)的應(yīng)用正向更深層次發(fā)展。</p>

24、<p>　　第二章 GPS控制網(wǎng)布設(shè)要求與原則</p><p>　　第一節(jié) 網(wǎng)的等級(jí)及精度指標(biāo)</p><p>　　根據(jù)國家測(cè)繪局部分的中華人民共和國測(cè)繪行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)<<全球定位系統(tǒng)(GPS)測(cè)量規(guī)范>>國家建設(shè)部的<<城市測(cè)量規(guī)程>>和測(cè)區(qū)的實(shí)際情況,決定在xx市布設(shè)城市三等GPS控制網(wǎng)。城市三等GPS控制網(wǎng)的精度指標(biāo)見下表：&l

25、t;/p><p>　　表2－1 城市三等GPS控制網(wǎng)的精度指標(biāo)</p><p>　　GPS測(cè)量的精度標(biāo)準(zhǔn)通常用GPS網(wǎng)中的相鄰點(diǎn)之間距離中誤差表示，其形式為：</p><p><b>　　(2-1)</b></p><p><b>　　式中： </b></p><p>　　———

26、— GPS基線向量的距離（弦長）中誤差（㎜）</p><p>　　a ————GPS接收機(jī)標(biāo)稱精度中的固定誤差 （㎜） </p><p>　　b ————GPS接收機(jī)標(biāo)稱精度中的比例誤差系數(shù) (ppm)</p><p>　　D ————GPS網(wǎng)中相鄰點(diǎn)間的距離（Km）</p><p>　　本次設(shè)計(jì)使用的GPS接收機(jī)是施工單位所擁有的南方

27、NGS-200,其標(biāo)稱精度是：</p><p><b>　?。?mm±2ppm</b></p><p><b>　　第二節(jié) 布網(wǎng)原則</b></p><p>　　GPS網(wǎng)的布設(shè)比起常規(guī)網(wǎng)來有許多優(yōu)越之處，其對(duì)于測(cè)站點(diǎn)之間不要求通視，并且不像常規(guī)網(wǎng)那樣對(duì)網(wǎng)形有特殊的要求，但在布設(shè)GPS網(wǎng)時(shí)一般要遵循以下原則：&l

28、t;/p><p>　　1.GPS網(wǎng)的布設(shè)應(yīng)根據(jù)其作業(yè)目的，作業(yè)時(shí)衛(wèi)星分布以及可用狀況，預(yù)期達(dá)到的精度，成果可靠性以及效率綜合考慮，按照優(yōu)化設(shè)計(jì)原則進(jìn)行網(wǎng)形設(shè)計(jì)。</p><p>　　2.GPS網(wǎng)一般應(yīng)由一個(gè)或若干個(gè)獨(dú)立觀測(cè)環(huán)構(gòu)成，也可采用附和線路形式，以構(gòu)成檢核條件，提高網(wǎng)的可靠性。</p><p>　　3.GPS網(wǎng)中兩相鄰點(diǎn)距離按照規(guī)定布設(shè)，但考慮本次布網(wǎng)若有特殊情況

29、，個(gè)別點(diǎn)的間距允許超出此規(guī)定。</p><p>　　4.GPS網(wǎng)的點(diǎn)與點(diǎn)間盡管不要求通視，但考慮到以后利用常規(guī)測(cè)量方法聯(lián)測(cè)、加密，所以要保證每個(gè)點(diǎn)至少有一個(gè)能通視的方向。</p><p>　　5.布設(shè)GPS網(wǎng)點(diǎn)時(shí)，應(yīng)盡量與測(cè)區(qū)以前的地面控制點(diǎn)重合，重合點(diǎn)的總數(shù)不得少于三個(gè)，在特殊情況下方可例外。</p><p>　　6.GPS網(wǎng)點(diǎn)應(yīng)選擇在交通良好，易于到達(dá)且不容易破

30、壞的地方，以便減少遷站的時(shí)耗，提高工作效率。</p><p>　　7.GPS網(wǎng)點(diǎn)應(yīng)設(shè)在易于安裝接受設(shè)備，視野開闊，遠(yuǎn)離大功率無線電發(fā)射源且附近無大面積水域或強(qiáng)烈干擾衛(wèi)星信號(hào)接受的物體的地方。</p><p>　　8.GPS網(wǎng)中的點(diǎn)除利用已有水準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)測(cè)高程外，應(yīng)根據(jù)需要適當(dāng)進(jìn)行高程聯(lián)測(cè)。三等網(wǎng)可依照具體情況聯(lián)測(cè)一定數(shù)目的高程點(diǎn)，可采用等外水準(zhǔn)測(cè)量或與其精度相當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行。</p>

31、<p>　　網(wǎng)形設(shè)計(jì)的基本形式與連接方式</p><p>　　一、GPS網(wǎng)的特征條件和相關(guān)計(jì)算</p><p>　　觀測(cè)時(shí)段數(shù)： （2－2）</p><p>　　式中：C為觀測(cè)時(shí)段數(shù)；n為網(wǎng)點(diǎn)數(shù)；m為每點(diǎn)設(shè)站次數(shù)；N為接收機(jī)臺(tái)數(shù)。</p><p>　　J=C×N×(N-1)/2

32、 J =n-1</p><p>　　J =C×(N-1) J =C×(N-1)-(n-1)</p><p>　　J：觀測(cè)基線總數(shù) J：必要基線數(shù) J ：獨(dú)立基線數(shù) J ：多余基線數(shù)</p><p>　　二.

33、GPS網(wǎng)的布設(shè)形式</p><p>　　根據(jù)測(cè)區(qū)地形以及對(duì)點(diǎn)位精度要求的不同，GPS網(wǎng)形的基本形式有以下幾種：</p><p><b>　　三角形網(wǎng)</b></p><p><b>　　如圖2－1所示</b></p><p><b>　　圖2－1</b></p>

34、<p>　　此種形式的GPS網(wǎng)幾何圖形結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，具有良好的自檢能力，能有效地發(fā)現(xiàn)觀測(cè)成果的粗差，確保網(wǎng)的可靠性。這種網(wǎng)形的缺點(diǎn)是觀測(cè)量較大，當(dāng)接收機(jī)數(shù)量較少時(shí)，使觀測(cè)工作的時(shí)間大為延長。因此，這種網(wǎng)形布設(shè)在xx市內(nèi)，用來滿足xx市的發(fā)展需要。</p><p><b>　　環(huán)形網(wǎng)</b></p><p><b>　　如圖2－2所示</b>

35、</p><p><b>　　圖2－2</b></p><p>　　這種網(wǎng)形有較好的自檢能力和可靠性，工作量也較小，但其非直接觀測(cè)的基線邊精度較直接觀測(cè)的基線邊要低，相鄰點(diǎn)間的基線精度分布不均應(yīng)。這種形式的網(wǎng)主要布設(shè)在城郊，以滿足城鄉(xiāng)發(fā)展的需要。</p><p><b>　　符合線路和星形網(wǎng)</b></p>

36、<p>　　如圖2－3，圖2－4所示</p><p>　　圖2－3 圖2－4</p><p>　　這兩種圖形結(jié)構(gòu)簡單，布設(shè)靈活，但是自檢能力和發(fā)現(xiàn)粗差的能力很差，此種形式網(wǎng)用在山區(qū)或偏遠(yuǎn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，因?yàn)槟抢锝煌ú槐闱野l(fā)展速度較慢，布設(shè)這種形式的網(wǎng)形既經(jīng)濟(jì)又有效率。</p><p>　　三、GPS網(wǎng)的連接形式&l

37、t;/p><p>　　根據(jù)不同的用途，GPS網(wǎng)的圖形布設(shè)通常有點(diǎn)連式、邊連式、網(wǎng)連式、邊點(diǎn)連式四種基本形式。</p><p><b>　　點(diǎn)連式</b></p><p>　　指的是相鄰?fù)綀D形之間僅有一個(gè)公共點(diǎn)的連接，這種方式布網(wǎng)幾何強(qiáng)度很弱，沒有或少有非同步圖形閉合條件，如圖2－5：此種網(wǎng)一般不單獨(dú)布設(shè)。</p><p>

38、　　圖2－5 圖2－6</p><p><b>　　邊連式</b></p><p>　　邊連式是指同步圖形之間由一條公共基線連接，如圖2－6。這種布網(wǎng)方案，網(wǎng)的幾何強(qiáng)度較高且有較多的復(fù)測(cè)邊和非同步圖形閉合條件。在相同的儀器臺(tái)數(shù)條件下，觀測(cè)時(shí)段數(shù)將比點(diǎn)連式大大增加,多用于精度要求較高的控制網(wǎng)。</p>

39、<p><b>　　網(wǎng)連式</b></p><p>　　網(wǎng)連式是指相鄰?fù)綀D形之間有兩個(gè)以上的公共點(diǎn)相連接，這種方法需要4臺(tái)以上的接收機(jī)。顯然，這種密集的布圖方法，它的幾何強(qiáng)度和可靠性指標(biāo)是相當(dāng)高的，但花費(fèi)的經(jīng)費(fèi)和時(shí)間較多，一般適于較高精度的控制測(cè)量。</p><p><b>　　4.邊點(diǎn)連式</b></p><p&

40、gt;　　如圖2－7邊點(diǎn)連式是把點(diǎn)連式</p><p>　　和邊連式有機(jī)地結(jié)合起來，組成GPS網(wǎng)，</p><p>　　既能保證網(wǎng)的幾何強(qiáng)度，提高網(wǎng)的可靠 </p><p>　　指標(biāo)，又能減少外業(yè)工作量，降低成本，</p><p>　　是一種理想的布網(wǎng)方法。 圖2－7 &

41、lt;/p><p>　　5.三角鎖(或多邊形)連接</p><p>　　如圖2－8，用點(diǎn)連式或邊連式組成連續(xù)發(fā)展的三角鎖同步圖形，從連接形式適用于狹長地區(qū)的GPS布網(wǎng)，如鐵路公路和管線工程勘測(cè)。</p><p>　　圖2－8 </p><p>　　6.導(dǎo)線網(wǎng)形連接(環(huán)形圖)</p><p>　　將同步圖形

42、布設(shè)為直伸狀，形如導(dǎo)線結(jié)構(gòu)的GPS網(wǎng)，各獨(dú)立邊應(yīng)組成封閉狀，形成非同步圖形，用于檢核GPS點(diǎn)的可靠性。適用于精度較低的GPS布網(wǎng)。該布網(wǎng)方法也可與點(diǎn)連式結(jié)合起來布設(shè)。</p><p>　　第四節(jié) GPS控制網(wǎng)設(shè)計(jì)方案同常規(guī)網(wǎng)的比較與優(yōu)選</p><p>　　由于GPS測(cè)量與常規(guī)測(cè)量的方法和原理不盡相同，因此兩者在測(cè)量前的準(zhǔn)備工作，測(cè)量時(shí)的作業(yè)過程，測(cè)量實(shí)施過程的費(fèi)用也不同。</p&

43、gt;<p>　　1.GPS測(cè)量與常規(guī)測(cè)量方法和原理的比較</p><p>　　經(jīng)典大地測(cè)量基本上是用三角測(cè)量或?qū)Ь€測(cè)量來建立平面網(wǎng)，用三角高程測(cè)量或水準(zhǔn)測(cè)量來建立高程網(wǎng)，其已知點(diǎn)是地面上的高等級(jí)控制點(diǎn)。使用的主要是基于光學(xué)原理的各類儀器（如經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀、光電測(cè)距儀以及全站儀等）來完成各項(xiàng)測(cè)量工作。因?yàn)橛^測(cè)原理是基于光學(xué)原理并且已知點(diǎn)選擇在地面上，觀測(cè)時(shí)要互相通視，所以點(diǎn)位的選擇要考慮到點(diǎn)與點(diǎn)之間

44、的通視條件以及網(wǎng)點(diǎn)所構(gòu)成的圖形強(qiáng)度。</p><p>　　GPS測(cè)量利用的是GPS衛(wèi)星點(diǎn)位系統(tǒng)，其已知點(diǎn)是天空上的衛(wèi)星，測(cè)量時(shí)只需要在地面上某幾點(diǎn)安置GPS接收機(jī)來同步接收GPS衛(wèi)星發(fā)出的衛(wèi)星信號(hào)，就可測(cè)出GPS點(diǎn)位坐標(biāo)以及基線向量，因?yàn)橐阎c(diǎn)選擇在空中并且工作原理基于載波和電碼，所以它不要求地面點(diǎn)的相互通視，點(diǎn)位三選擇也可以是任意的（只需滿足GPS觀測(cè)要求即可）。</p><p>　　G

45、PS測(cè)量與常規(guī)測(cè)量的作業(yè)過程舉例比較</p><p>　　由于本次設(shè)計(jì)控制面積較大，設(shè)計(jì)時(shí)間也比較緊迫，所以沒有對(duì)整個(gè)xx市全面設(shè)計(jì)一套常規(guī)網(wǎng)方案，僅取其中的重點(diǎn)發(fā)展城區(qū)萃華村這一塊進(jìn)行常規(guī)網(wǎng)設(shè)計(jì)（見下頁圖2－9，圖2－10），并且以此和同一地塊的GPS網(wǎng)設(shè)計(jì)方案作一個(gè)比較，通過比較得出常規(guī)網(wǎng)與GPS網(wǎng)之間的優(yōu)越性差別。</p><p>　　2－9 GPS網(wǎng)設(shè)計(jì)圖</p>

46、<p>　　圖2－10 常規(guī)網(wǎng)設(shè)計(jì)圖</p><p>　　⑴常規(guī)網(wǎng)工作安排設(shè)計(jì)如下：</p><p>　　由8人共分4組，每組2人，適當(dāng)時(shí)可以重新分配人手。一組置測(cè)站，三組置鏡站，且測(cè)站固定由一個(gè)組專門負(fù)責(zé)，專人記錄，專人觀測(cè)（這樣有利于觀測(cè)精度，加速作業(yè)過程）。觀測(cè)安排如下表2－2：</p><p>　　表2－2 常規(guī)網(wǎng)外業(yè)觀測(cè)工作安排</p&

47、gt;<p>　　此次工作中采用的儀器為全站儀，鏡站使用與全站儀配套的站牌和三棱反光鏡。為提高測(cè)邊精度，本次設(shè)計(jì)測(cè)距采用對(duì)向測(cè)距，精測(cè)四條邊作為已知邊，其中兩條用來檢核。三角網(wǎng)觀測(cè)按照三等要求去完成。水平角觀測(cè)按全圓方向法觀測(cè)6個(gè)測(cè)回，垂直角觀測(cè)4個(gè)測(cè)回。</p><p>　?、艷PS網(wǎng)工作安排設(shè)計(jì)如下：</p><p>　　本次測(cè)量工作由6人分3組完成，每組2人，儀器采用單

48、位的三臺(tái)套GPS接收機(jī)（南方NGS200）,按照三等城市測(cè)量規(guī)范要求進(jìn)行，并且用全站儀測(cè)出其中兩條邊作為檢核邊，測(cè)邊工作與GPS測(cè)量工作同時(shí)進(jìn)行，具體安排見表2－3：</p><p>　　表2－3 GPS網(wǎng)外業(yè)觀測(cè)工作安排</p><p>　　通過以上比較可以得出，使用GPS測(cè)量比常規(guī)方法測(cè)量節(jié)省了人力，節(jié)省了很大一部分工作時(shí)間，并且GPS自帶的后處理軟件也比常規(guī)測(cè)量平差方法更方便快捷

49、。</p><p>　　3.GPS測(cè)量與常規(guī)測(cè)量實(shí)施過程的費(fèi)用比較</p><p>　　F=Am+Bn+C （2－3）</p><p><b>　　其中：</b></p><p>　　F：成本函數(shù) A：GPS設(shè)一次站的費(fèi)用</p><p>　　m：網(wǎng)的總擺站數(shù) B：站埋石費(fèi)用

50、</p><p>　　n：總埋石點(diǎn)數(shù) C：資料費(fèi)用</p><p>　　因?yàn)樗x擇的點(diǎn)位都是新點(diǎn)位，所以按每個(gè)點(diǎn)都需要埋石造標(biāo)，收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)按照2002年1月國家測(cè)繪局最新頒布的《測(cè)繪工程產(chǎn)品價(jià)格》計(jì)算，計(jì)算結(jié)果如下：</p><p>　　三角控制測(cè)量造標(biāo)采用的是低型標(biāo)，按Ⅱ級(jí)地類計(jì)算每點(diǎn)價(jià)格為13957.93元，共有7個(gè)點(diǎn)，埋石造標(biāo)總價(jià)值為：</p&g

51、t;<p>　　13957.93×7＝97705.5元</p><p>　　控制測(cè)量中，三等三角點(diǎn)觀測(cè)Ⅱ級(jí)地類每點(diǎn)價(jià)格為7924.18元，三等測(cè)距導(dǎo)線Ⅱ級(jí)地類每條邊價(jià)格為6359.1元，則觀測(cè)費(fèi)用為：</p><p>　　7924．18×7＋6359.1×8＝106342.2元</p><p>　　所以，常規(guī)控制網(wǎng)測(cè)量的總

52、費(fèi)用為：</p><p>　　97705.5＋106342.2＝204047.7元</p><p>　　GPS控制網(wǎng)測(cè)量造標(biāo)采用的是普通標(biāo)石，按Ⅱ級(jí)地類計(jì)算每點(diǎn)價(jià)格為7587.57元，觀測(cè)費(fèi)用按Ⅱ級(jí)地類計(jì)算每點(diǎn)價(jià)格為6360.78元，，所以GPS測(cè)量的總費(fèi)用為：</p><p>　　7587.57×7＋7212.01×7＋6359.1×

53、4＝129033.5元</p><p>　　由以上比較可以看出，GPS控制網(wǎng)局部設(shè)計(jì)已經(jīng)比常規(guī)網(wǎng)表現(xiàn)出很大的優(yōu)越性，工作時(shí)間減少了兩天多，費(fèi)用降低了7萬多元，而整個(gè)xx市控制網(wǎng)設(shè)計(jì)中共有32個(gè)點(diǎn)，那么，節(jié)省下來的人力、物力、財(cái)力將是一個(gè)很大的數(shù)目，所以采用GPS測(cè)量明顯優(yōu)于常規(guī)測(cè)量方法。本次設(shè)計(jì)決定布設(shè)GPS控制網(wǎng)，采用GPS測(cè)量方法完成各項(xiàng)測(cè)量工作。</p><p>　　第五節(jié) 選點(diǎn)與

54、埋石</p><p>　　一、本次設(shè)計(jì)利用了xx市原有的許多控制點(diǎn)，結(jié)合單位已經(jīng)實(shí)測(cè)的幾個(gè)新控制點(diǎn)（由單位提供的1：100000地形圖上取得詳見附圖）并且增加了幾個(gè)GPS新點(diǎn)。盡管GPS測(cè)量觀測(cè)站之間不一定要求相互通視，而且網(wǎng)的圖形結(jié)構(gòu)也比較靈活，選點(diǎn)工作比常規(guī)控制測(cè)量的選點(diǎn)要簡便。但由于點(diǎn)位的選擇對(duì)于保證觀測(cè)工作的順利進(jìn)行和保證測(cè)量結(jié)果的可靠性有著重要的意義，所以在選點(diǎn)工作開始前，除搜集和了解有關(guān)測(cè)區(qū)的地理情況

55、和原有測(cè)量控制點(diǎn)分布及標(biāo)架﹑標(biāo)型﹑標(biāo)石完好狀況，絕對(duì)其適宜的點(diǎn)位外，在選定GPS點(diǎn)點(diǎn)位時(shí)還應(yīng)遵循以下原則：</p><p>　　1.點(diǎn)位周圍應(yīng)便于安置天線和GPS接收機(jī)。視野開闊。視場內(nèi)周圍障礙物的高度角一般應(yīng)小于15º；</p><p>　　2.觀測(cè)站附近不應(yīng)有大面積水域，或?qū)﹄姶挪ǚ瓷洌ɑ蛭眨?qiáng)烈的物體，以減弱多路徑效應(yīng)的影響；</p><p>　　

56、3.點(diǎn)位遠(yuǎn)離無線電發(fā)射源以及高壓線，離無線電發(fā)射源的距離不得小于200m;遠(yuǎn)離高壓輸電線，其距離不得小于50m。以避免周圍磁場對(duì)信號(hào)的干擾；</p><p>　　4.點(diǎn)位應(yīng)選擇在交通方便的地方,以提高作業(yè)效率；</p><p>　　5.點(diǎn)位應(yīng)選擇在地面基礎(chǔ)堅(jiān)固的地方，以便于保存；</p><p>　　6.選定點(diǎn)位時(shí)，應(yīng)考慮到用其它測(cè)量手段聯(lián)測(cè)和擴(kuò)展，當(dāng)所選點(diǎn)位置需要

57、進(jìn)行水準(zhǔn)聯(lián)測(cè)時(shí)，選點(diǎn)人員應(yīng)實(shí)地踏勘水準(zhǔn)路線，提出有關(guān)建議。</p><p>　　7.選定的GPS點(diǎn)，還應(yīng)考慮到觀測(cè)站附件要有良好的電力設(shè)備和通信設(shè)備（電話、電報(bào)或郵電），以供應(yīng)測(cè)站之間的聯(lián)絡(luò)和設(shè)備用電；</p><p>　　8.在利用舊點(diǎn)時(shí)，應(yīng)檢查標(biāo)石的完整性和穩(wěn)定性；</p><p>　　9.點(diǎn)位選定后，不論新點(diǎn)或舊點(diǎn)，均應(yīng)按規(guī)定繪制點(diǎn)之記以及點(diǎn)的環(huán)視圖（詳見附錄

58、三）。</p><p><b>　　二、埋石</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)的GPS網(wǎng)點(diǎn)采用普通型標(biāo)石，用20cm長不銹鋼棒制作中心標(biāo)志，并且在標(biāo)石表面制有GPS、等級(jí)、施測(cè)單位名稱、施測(cè)時(shí)間等字樣。要求及形式如下：</p><p>　　各種天線墩必須附有強(qiáng)制對(duì)中裝置；</p><p>　　埋石工作應(yīng)嚴(yán)格按照GPS

59、測(cè)量規(guī)范要求進(jìn)行。</p><p>　　各種GPS點(diǎn)的標(biāo)石類型（詳見附錄五）</p><p>　　選點(diǎn)與埋石工作完成后，應(yīng)提交以下技術(shù)資料：</p><p>　　點(diǎn)之記以及點(diǎn)的環(huán)視圖（詳見附錄四）；</p><p>　　GPS網(wǎng)選點(diǎn)網(wǎng)圖(測(cè)區(qū)較小、選點(diǎn)、埋石與觀測(cè)一期完成時(shí)，可以用展點(diǎn)圖代替)；</p><p>　　土

60、地占用批準(zhǔn)文件與測(cè)量標(biāo)志委托保管書；</p><p>　　選點(diǎn)工作技術(shù)總結(jié)(包括詳細(xì)的交通情況，車的種類、車次以及通視、供電、充電情況等)。</p><p><b>　　第六節(jié)儀器檢查</b></p><p>　　在測(cè)量之前要對(duì)儀器進(jìn)行檢驗(yàn)，一般要進(jìn)行三項(xiàng)檢驗(yàn)：一般檢視、通電檢驗(yàn)、實(shí)測(cè)檢驗(yàn)。三項(xiàng)檢驗(yàn)都合格后方可使用。</p>&

61、lt;p>　　第三章 xx市GPS控制網(wǎng)設(shè)計(jì)</p><p>　　第一節(jié) 工程項(xiàng)目名稱目的設(shè)計(jì)依據(jù)</p><p><b>　　一、工程項(xiàng)目名稱</b></p><p>　　xx市GPS控制網(wǎng)設(shè)計(jì)</p><p>　　隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，城市的規(guī)模也在不斷地?cái)U(kuò)大，原來的城市控制網(wǎng)已經(jīng)顯示出它的不適應(yīng)性和局限性。為了

62、滿足xx市未來的規(guī)劃、建設(shè)和發(fā)展的需要，在充分了解xx市的十年規(guī)劃與近期建設(shè)計(jì)劃的基礎(chǔ)上，結(jié)合xx市原有的三角點(diǎn)、導(dǎo)線點(diǎn)，用GPS技術(shù)布設(shè)更大規(guī)模的控制網(wǎng)。</p><p><b>　　二、工程設(shè)計(jì)依據(jù)</b></p><p>　　1.國家測(cè)繪局1992年6月發(fā)布的中華共和國測(cè)繪行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)<<全球定位系統(tǒng)(GPS)測(cè)量規(guī)范>>；</p>

63、;<p>　　國家建設(shè)部1998年審定并發(fā)布的<<全球定位系統(tǒng)城市測(cè)量技術(shù)規(guī)程>>；</p><p>　　國家建設(shè)部1985年分布的《城市測(cè)量規(guī)范》；</p><p>　　xx市近期發(fā)展規(guī)劃。</p><p><b>　　第二節(jié) 測(cè)區(qū)概況</b></p><p><b>　

64、　1.測(cè)區(qū)簡介：</b></p><p>　　設(shè)計(jì)區(qū)位于廣西壯族自治區(qū)東部，桂江、潯江與西江的匯合處，北緯23º25′至23º55′，東經(jīng)111º09′至111º29′，市域面積4577平方公里，市域人口84.7萬，建成區(qū)面積13平方公里，城市人口21.1萬。管轄3個(gè)城區(qū)（83個(gè)區(qū)委會(huì)），1個(gè)郊區(qū)（3個(gè)鄉(xiāng)，19個(gè)村）。1988年3月，國務(wù)院決定，將xx市及所轄蒼

65、梧縣列為沿海經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)。</p><p>　　xx市有漢、壯、瑤、滿、回、苗、彝、侗、仫佬、毛南等10個(gè)民族，其中漢族人口占99％以上。此外，測(cè)區(qū)有美、英、法、澳、日等43個(gè)國家和地區(qū)的華僑4800多人，外籍華人4000多人，定居港澳的同胞15000多人。</p><p>　　測(cè)區(qū)地處廣西山字構(gòu)造的東南翼，東北高、西南低，北部多山，南部多丘陵，山上多林木，終年郁郁蔥蔥。北回歸線通過城南鏡屏

66、山，市區(qū)平均海拔24米，屬亞熱帶季風(fēng)氣候，夏長而多雨，冬短無嚴(yán)寒。年平均溫度21.1℃,一月平均溫度11.9℃，七月平均溫度28.9℃,年平均降雨量1503.6毫米，全年平均日照1915小時(shí)，無霜期為350天。</p><p>　　由于xx市地處三江水運(yùn)樞紐的特殊地理位置，素有廣西“水上門戶”之稱，有大型碼頭6座，其中簡易集裝箱碼頭1座，有機(jī)械200多臺(tái)，貨物吞吐量達(dá)12000頓以上。50至500頓級(jí)的貨運(yùn)船85

67、0多艘，客輪每天從港口開出30多班船，客運(yùn)量近萬人次。xx港已成為珠江水系僅次于廣州港的第二大港，也是中國十大內(nèi)河港口之一。</p><p>　　xx市交通比較發(fā)達(dá)，有二級(jí)公路通往桂林、柳州、南寧、廣州等地，水路可由西江順?biāo)轮林榻?，途?jīng)各大碼頭。在xx市長洲島建有區(qū)級(jí)飛機(jī)場，有各大航班通往桂林、南寧、廣州、深圳等地。</p><p>　　2.測(cè)區(qū)規(guī)劃與發(fā)展：</p>&l

68、t;p>　　為了適應(yīng)城市日益發(fā)展的需要，xx市決定在近期開展幾項(xiàng)重點(diǎn)項(xiàng)目工程。根據(jù)xx市國土資源局提供的規(guī)劃資料顯示，xx市準(zhǔn)備在旺甫公社附近興建一片工業(yè)園區(qū)，在龍珠附近興建大型體育館，將新里村附近區(qū)域劃作火車站用地，將潘屋、白后、五亮地作為開發(fā)新城區(qū)第一站，并且落戶xx的桂林至xx的桂梧高速公路準(zhǔn)備興建，落腳xx的南寧至廣州的高速公路也在計(jì)劃中，長洲島也正計(jì)劃興建一個(gè)大型的水利樞紐工程。各大項(xiàng)目正在緊鑼密鼓地籌劃之中。</

69、p><p>　　基于這些工程與控制整個(gè)城區(qū)，配合城市的發(fā)展的目的，本次設(shè)計(jì)決定作一個(gè)三等的城市GPS控制網(wǎng)，全面控制整個(gè)城市管轄區(qū)域。</p><p>　　第三節(jié) 已有資料分析利用</p><p>　　1.本次設(shè)計(jì)所采用的地形圖是五、六十年代xx市及所轄區(qū)域1：50000的地形圖，該圖于1955年4月航測(cè)，1957年2月調(diào)繪，1966年7月修測(cè)，1967年制圖和出版。本

70、圖采用：</p><p>　　1954年北京坐標(biāo)系；</p><p>　　1954年黃海高程系，等高距為10米；</p><p><b>　　1965年版圖式。</b></p><p>　　2.本次設(shè)計(jì)所采用的參考地形圖有：</p><p>　　①1966年調(diào)繪，1967年版圖式xx市以及其所轄區(qū)

71、域（包括有xx市、太平、大漓口、旺步、寨嶺）1：10000的地形圖；</p><p>　?、?969年編繪，1969年版圖式xx市1：100000的地形圖（該圖是由單位提供）。</p><p>　　3.該網(wǎng)布設(shè)成為東西長26㎞，南北長20㎞的略顯弧形的控制網(wǎng)，控制面積大約為200平方公里。</p><p>　　4.設(shè)計(jì)區(qū)使用的舊點(diǎn)資料有：3個(gè)三等三角點(diǎn)，16個(gè)四等導(dǎo)

72、線點(diǎn)，1個(gè)三等水準(zhǔn)點(diǎn)，7個(gè)城市四等控制點(diǎn)（該點(diǎn)由單位所提供，詳見附圖）。經(jīng)踏勘和查詢了解，所有舊點(diǎn)均完好無損，可以加以利用。</p><p>　　第四節(jié) 方案設(shè)計(jì)的技術(shù)指標(biāo)</p><p>　　本次布網(wǎng)采用相對(duì)定位的方法。采用單位所擁有的GPS接收機(jī)中的三臺(tái)結(jié)合測(cè)區(qū)的實(shí)際情況設(shè)計(jì)，為了加強(qiáng)GPS的定位精度，提高幾何強(qiáng)度和可靠性，并且最大限度地節(jié)省人力物力財(cái)力，決定采用三角網(wǎng)結(jié)合環(huán)形網(wǎng)，同步

73、環(huán)之間采用邊點(diǎn)連接方式。</p><p><b>　　1.儀器選用：</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)外業(yè)測(cè)量主要使用我單位的三臺(tái)GPS接收機(jī)，其相關(guān)的主要指標(biāo)如下：</p><p>　　儀器 南方測(cè)繪NGS200</p><p>　　臺(tái)數(shù) 3臺(tái)</p><p>　

74、　頻率 單頻</p><p>　　通道數(shù) 8通道</p><p>　　標(biāo)稱精度 5mm+2ppm</p><p>　　此外還有GPS測(cè)量所用的通風(fēng)干濕溫度計(jì)與空盒氣壓計(jì)等，各儀器的使用過程可參考<<全球定位系統(tǒng)(GPS)測(cè)量規(guī)范>>。</p><p>　　2.數(shù)據(jù)采集技術(shù)設(shè)計(jì)：</p

75、><p>　　測(cè)量模式： 靜態(tài)測(cè)量</p><p>　　衛(wèi)星高度角： ≥15°</p><p>　　有效觀測(cè)衛(wèi)星數(shù)： ≥4</p><p>　　幾何精度因子GDOOP ： ≤6</p><p>　　觀測(cè)時(shí)段長度： ≥60min</p>

76、<p>　　平均重復(fù)設(shè)站數(shù) ≥2</p><p>　　數(shù)據(jù)采樣間隔： 15s</p><p>　　3. GPS的主要技術(shù)指標(biāo)見表3－1:</p><p>　　表3－1 GPS的主要技術(shù)指標(biāo)</p><p><b>　　4.觀測(cè)方法：</b></p><p&

77、gt;　　本次GPS網(wǎng)采用載波相位靜態(tài)相對(duì)定位模式，所使用的儀器的標(biāo)稱精度可達(dá)5mm+2ppm，完全滿足精度要求。其作業(yè)方法是：將三套接收機(jī)設(shè)備分別安置在網(wǎng)中三角形的三個(gè)端點(diǎn)上，對(duì)三條基線邊同步觀測(cè)4顆衛(wèi)星1小時(shí)左右。這種模型的特點(diǎn)是：觀測(cè)過的基線邊應(yīng)構(gòu)成一種閉合圖形，以便于觀測(cè)成果的檢驗(yàn)，提高成果的可靠性和GPS網(wǎng)平差后的精度。</p><p>　　第五節(jié) 方案設(shè)計(jì)比較與分析優(yōu)選</p><

78、p>　　在xx市規(guī)劃區(qū)設(shè)計(jì)三等的GPS控制網(wǎng)，本著重點(diǎn)城區(qū)、待開發(fā)城區(qū)重點(diǎn)控制，一般城區(qū)盡量控制的原則，結(jié)合優(yōu)化設(shè)計(jì)原理，在此設(shè)計(jì)了兩種方案，它們的網(wǎng)形設(shè)計(jì)見方案圖一、方案圖二（方案圖一、方案圖二見下頁圖），通過這兩種方案的比較，最后優(yōu)選出一種較為合理的方案作為本次設(shè)計(jì)的最后方案。</p><p><b>　　一、方案比較</b></p><p>　　1.方案一

79、與方案二的設(shè)計(jì)方式比較</p><p>　　兩個(gè)設(shè)計(jì)方案區(qū)都以xx市為中心，沿蒼梧公路、桂梧公路、桂江和西江整體布設(shè)GPS控制網(wǎng)，在重點(diǎn)發(fā)展城區(qū)網(wǎng)點(diǎn)密度稍大。方案一采用三角網(wǎng)的布網(wǎng)形式（詳見方案一圖），三角網(wǎng)具有良好的自檢能力，能有效地發(fā)現(xiàn)觀測(cè)成果的粗差，確保網(wǎng)的可靠性。方案二是在方案一的基礎(chǔ)上，采用三角網(wǎng)和環(huán)形網(wǎng)相結(jié)合的布網(wǎng)方式（詳見方案二圖），方案設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想是在滿足精度的基礎(chǔ)上，盡量減少人力、物力、財(cái)力，

80、而且對(duì)于一些偏遠(yuǎn)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)、山村，由于其經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度較慢，對(duì)點(diǎn)位精度要求不高，可以布設(shè)環(huán)形網(wǎng)。</p><p><b>　　2.技術(shù)分析比較</b></p><p>　　為了從上面的兩個(gè)方案中選出最優(yōu)方案，下面從技術(shù)上面分析比較：</p><p>　　表 3－2 兩個(gè)方案的主要特征值比較</p><p>　　3.經(jīng)濟(jì)費(fèi)用

81、分析比較</p><p>　　對(duì)于方案一，總點(diǎn)數(shù)為32個(gè)，總設(shè)站數(shù)為84站，按當(dāng)前800元/站來計(jì)算，800×84＝6.74萬元，再用全站儀對(duì)其中5條邊進(jìn)行檢核，由于測(cè)距Ⅱ級(jí)地類為6400元/條，所以測(cè)距費(fèi)用為6400×5＝3.2萬元，數(shù)據(jù)處理時(shí)Ⅱ級(jí)地類為每站849元，則平差費(fèi)用為849×84＝7.13萬元，所以方案一的總費(fèi)用為</p><p>　　＝6.74

82、+3.2+7.13＝17.07萬元 </p><p>　　對(duì)于方案二，總點(diǎn)數(shù)為32個(gè)，總設(shè)站數(shù)為75站，按當(dāng)前800元/站來計(jì)算，800×75＝6萬元，再用全站儀對(duì)其中4條邊進(jìn)行檢核，由于測(cè)距Ⅱ級(jí)地類為6400元/條，所以測(cè)距費(fèi)用為6400×4＝2.56萬元，數(shù)據(jù)處理時(shí)Ⅱ級(jí)地類為每點(diǎn)849元，則平差費(fèi)用為849×75＝6.37萬元，所以方案一的總費(fèi)用為</p><

83、p>　　＝6+2.56+6.37＝14.93萬元</p><p>　　方案二比方案一節(jié)約了大約2萬多元。</p><p><b>　　4.精度分析比較</b></p><p>　　對(duì)于兩種方案的精度，因?yàn)辄c(diǎn)位相差不大，邊長也相差不大，所以兩種方案的精度也相差不大，都符合三等城市測(cè)量規(guī)范的要求。</p><p>　　

84、從以上分析可以看出，方案二比方案一花費(fèi)少，技術(shù)指標(biāo)相差不大，精度都能滿足要求，所消耗的人力、物力、財(cái)力、時(shí)間都比方案一少，所以，方案二比方案一要優(yōu)，故本設(shè)計(jì)選擇方案二。</p><p>　　二、首選方案特征分析</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的GPS網(wǎng)采用的是三角網(wǎng)和環(huán)形網(wǎng)相結(jié)合，該網(wǎng)由32個(gè)點(diǎn)組成，其中舊網(wǎng)點(diǎn)19個(gè)，它們包括3個(gè)國家三等三角點(diǎn)（孔離頂、白云山、太平山），15個(gè)四等導(dǎo)線點(diǎn)（大

85、山、三山頂、木桶頂、蜈蚣山、青葉山、新興村、中團(tuán)村、恩義村、大澗嶺、火流嶺、扶典埇、大山頭、龍珠、雞爬石頂、下典口），1個(gè)國家三等水準(zhǔn)點(diǎn)（大埇村），9個(gè)城市GPS控制點(diǎn)（潘屋、竹柜背、平簪、木材廠、萃華村、高旺、石角埇、河西、旺步頭），4個(gè)GPS新點(diǎn)（上平、太平、大利埇、社埇口）。本網(wǎng)所控制的總面積為200平方公里，平均每點(diǎn)控制6.25平方公里。</p><p>　　1.方案設(shè)計(jì)的主要特征值</p>

86、<p>　　表3－3方案設(shè)計(jì)的主要特征值</p><p>　　表3－4 獨(dú)立測(cè)量次數(shù)及所占比例</p><p><b>　　2.精度指標(biāo)</b></p><p>　　設(shè)計(jì)網(wǎng)中最弱邊邊長相對(duì)中誤差為：</p><p>　　圖形中平均邊長相對(duì)中誤差為：</p><p>　　以上計(jì)算結(jié)果均

87、滿足城市三等精度要求。</p><p>　　同步環(huán)全長閉合差限差為：</p><p>　　式中：——環(huán)中相鄰點(diǎn)間的平均距離誤差</p><p>　　n ——閉合環(huán)中的邊數(shù)</p><p>　　現(xiàn)同步環(huán)中的平均距離取三等GPS控制網(wǎng)網(wǎng)形中的平均邊長，則其限差為：</p><p><b>　?。?.45ppm&

88、lt;/b></p><p><b>　　3.經(jīng)濟(jì)費(fèi)用</b></p><p>　　由以上的比較分析可以得知，本網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)費(fèi)用約為14.93萬元。</p><p>　　第六節(jié) 觀測(cè)方案的設(shè)計(jì)與工作實(shí)施</p><p>　　根據(jù)以上比較，優(yōu)選方案二，GPS外業(yè)測(cè)量觀測(cè)方案設(shè)計(jì)原理以及作業(yè)安排如下：</p>

89、<p>　　一、擬定觀測(cè)計(jì)劃的主要依據(jù)是：GPS網(wǎng)的規(guī)模大小、點(diǎn)位精度要求、GPS衛(wèi)星星座幾何圖形強(qiáng)度、參加工作的接收機(jī)數(shù)量、交通、通訊及后勤保障 (食宿、供電)。</p><p>　　二、觀測(cè)計(jì)劃的主要內(nèi)容包括：</p><p>　　1.編制GPS衛(wèi)星的可見性預(yù)報(bào)表：在高度角≥15度的限制下，輸入測(cè)區(qū)中心某一測(cè)站的概略坐標(biāo)，輸入日期和時(shí)間，應(yīng)使用不超過20天的星歷文件，即可編

90、制GPS衛(wèi)星的可見性預(yù)報(bào)圖。</p><p>　　2.選擇衛(wèi)星的幾何強(qiáng)度圖形：在GPS定位中所測(cè)衛(wèi)星與觀測(cè)站所組成的幾何圖形，其強(qiáng)度因子可用空間位置因子(GDOP)來代表，無論是絕對(duì)定位還是相對(duì)定位，GDOP值應(yīng)≤6。</p><p>　　3.選擇最佳的觀測(cè)時(shí)段：在衛(wèi)星≥4顆且分布均勻，GDOP值≤6的時(shí)段就是最佳時(shí)段。</p><p>　　4.觀測(cè)區(qū)域的設(shè)計(jì)與劃分

91、：當(dāng)GPS網(wǎng)的點(diǎn)數(shù)較多，網(wǎng)的規(guī)模較大，而參加觀測(cè)的接收機(jī)數(shù)量有限，交通和通訊不便時(shí)，可實(shí)行分區(qū)觀測(cè)。為了增強(qiáng)網(wǎng)的整體性，提高網(wǎng)的精度，相鄰分區(qū)應(yīng)設(shè)置公共觀測(cè)點(diǎn)，且公共點(diǎn)數(shù)量不得少于3個(gè)。</p><p>　　5.編制作業(yè)調(diào)度表：作業(yè)組在觀測(cè)前應(yīng)根據(jù)測(cè)區(qū)的地形、交通狀況、網(wǎng)的大小、精度的高低、儀器的數(shù)量、GPS網(wǎng)設(shè)計(jì)、衛(wèi)星預(yù)報(bào)表和測(cè)區(qū)的天時(shí)、地理環(huán)境等編制作業(yè)調(diào)度表，以提高工作效率。作業(yè)調(diào)度表包括觀測(cè)時(shí)段、測(cè)站號(hào)、

92、測(cè)站名稱及接收機(jī)號(hào)等（詳見本次設(shè)計(jì)的作業(yè)調(diào)度表）。</p><p>　　三、觀測(cè)工作主要包括：天線安置、觀測(cè)工作、觀測(cè)記錄和觀測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量判定等。</p><p><b>　　1.天線安置</b></p><p>　?、?在正常點(diǎn)位，天線應(yīng)架設(shè)在三腳架上，并安置在標(biāo)志中心的上方直接對(duì)中，天線基座上的圓水準(zhǔn)氣泡必須整平。</p>&

93、lt;p>　?、?在特殊點(diǎn)位，當(dāng)天線需要安置在三角點(diǎn)站標(biāo)的觀測(cè)臺(tái)或回光臺(tái)上時(shí)，應(yīng)先將站標(biāo)頂部拆除，以防止對(duì)GPS信號(hào)的遮擋。這時(shí)可將標(biāo)志中心反投影到觀測(cè)臺(tái)和回光臺(tái)上，作為安置天線的依據(jù)。如果站標(biāo)頂部無法拆除，接收機(jī)天線若直接安置在標(biāo)架內(nèi)觀測(cè)，就會(huì)造成衛(wèi)星信號(hào)中斷，影響GPS測(cè)量精度。在這種情況下，可進(jìn)行偏心觀測(cè)。偏心點(diǎn)選在離三角點(diǎn)100m以內(nèi)的地方，歸心元素應(yīng)以解析法精密測(cè)定。</p><p>　?、?天線

94、的定向標(biāo)志線應(yīng)指向正北，并顧及當(dāng)?shù)卮牌堑挠绊?，以減弱相位中心偏差的影響。天線定向誤差依定位精度不同而異，一般不應(yīng)超過正負(fù)3—5°。</p><p>　　⑷ 刮風(fēng)天氣安置天線時(shí)，應(yīng)將天線進(jìn)行三方向固定，以防倒地碰壞。雷雨天氣安置天線時(shí)，應(yīng)注意將其底盤接地，以防雷擊天線。</p><p>　?、?架設(shè)天線不宜過低，一般應(yīng)距地面1m以上。天線架設(shè)好后在圓盤天線間隔120度的三個(gè)方向分

95、別量取天線高，三次測(cè)量結(jié)果之差不應(yīng)超過3mm，取其三次結(jié)果的平均值記入測(cè)量手薄中，天線高記錄取值1mm。</p><p>　?、?測(cè)量氣象參數(shù)：在高精度GPS測(cè)量中，要求測(cè)定氣象元素。每時(shí)段氣象觀測(cè)應(yīng)不少于3次(時(shí)段開始、中間、結(jié)束)氣壓讀至0.1mbar，氣溫讀至0.1℃，對(duì)一般城市及工程測(cè)量只記錄天氣情況。</p><p>　?、?復(fù)查點(diǎn)名并記入測(cè)量手簿中 。用電纜將天線與接收機(jī)進(jìn)行連

96、接，經(jīng)檢查無誤后，方能通電使用儀器。</p><p><b>　　2.開機(jī)觀測(cè)</b></p><p>　　開機(jī)作業(yè)的主要目的是捕獲GPS衛(wèi)星信號(hào)，并對(duì)其進(jìn)行跟蹤、處理和量測(cè)，以獲得所需要的定位信息和測(cè)量數(shù)據(jù)。天線安置完成后，在離開天線時(shí)當(dāng)位置的地面上安放GPS接收機(jī)，接通接收機(jī)與電源、天線、控制器的連接電纜，并經(jīng)過預(yù)熱和靜置，即可啟動(dòng)接收機(jī)進(jìn)行觀測(cè)。</p&g

97、t;<p>　　接收機(jī)鎖定衛(wèi)星并開始記錄數(shù)據(jù)后，觀測(cè)員可按照儀器隨機(jī)提供的操作手冊(cè)進(jìn)行輸入和查詢操作，在掌握有關(guān)操作系統(tǒng)之前，不要隨意按鍵和輸入，一般在正常接收過程中禁止更改任何設(shè)置參數(shù)。</p><p>　　通常來說，在外業(yè)觀測(cè)工作中，以其操作人員應(yīng)注意以下事項(xiàng)：</p><p>　　⑴ 當(dāng)確認(rèn)外接電源電纜及天線等各項(xiàng)連接完全無誤后，方能接通電源，啟動(dòng)接收機(jī)。</p&

98、gt;<p>　?、?開機(jī)后接收機(jī)有關(guān)指示顯示正常并通過自檢后，方能輸入有關(guān)測(cè)站和時(shí)段的控制信息。</p><p>　?、?接收機(jī)在開始記錄數(shù)據(jù)后，應(yīng)注意查看有關(guān)測(cè)量衛(wèi)星數(shù)量、衛(wèi)星號(hào)、相位測(cè)量殘差、實(shí)時(shí)定位結(jié)果及變化、存儲(chǔ)介質(zhì)記錄等情況。</p><p>　?、?一個(gè)時(shí)段觀測(cè)過程中，不允許進(jìn)行以下操縱：關(guān)閉又重新啟動(dòng)；進(jìn)行再測(cè)試（發(fā)現(xiàn)故障除外）；改變衛(wèi)星高度角；改變天線位置；

99、改變數(shù)據(jù)采樣間隔；按動(dòng)關(guān)閉文件和刪除文件等功能鍵。</p><p>　?、?每一觀測(cè)時(shí)段中，氣象元素一般應(yīng)在開始、中、末各觀測(cè)記錄一次，當(dāng)時(shí)段較長時(shí)可適當(dāng)增加觀測(cè)次數(shù)。</p><p>　?、?在觀測(cè)過程中要特別注意供電情況，除在出測(cè)前認(rèn)真檢查電池容量是否充足外，作業(yè)中觀測(cè)人員不要遠(yuǎn)離接收機(jī)，聽到儀器的低電報(bào)警要及時(shí)予以處理，否則可能會(huì)造成儀器內(nèi)部數(shù)據(jù)的破壞后丟失。對(duì)觀測(cè)時(shí)段較長的觀測(cè)工作

100、，建議盡量采用太陽能電池或汽車電瓶進(jìn)行供電。</p><p>　?、?儀器高一定要按規(guī)定始末各量測(cè)一次，并及時(shí)輸入接收機(jī)內(nèi)存卡及記入測(cè)量手簿之中。</p><p>　　⑻ 接收機(jī)在觀測(cè)過程中不要靠近接收機(jī)使用對(duì)講機(jī)；雷雨季節(jié)架設(shè)天線要防止雷擊，雷雨過境時(shí)應(yīng)關(guān)機(jī)停測(cè)，并卸下天線。</p><p>　?、?觀測(cè)站的全部預(yù)定作業(yè)項(xiàng)目，經(jīng)檢查均已按規(guī)定完成，且記錄與資料都完

101、整無誤后方可遷站。</p><p>　?、?觀測(cè)過程中要隨時(shí)查看儀器內(nèi)存或硬盤容量，每日觀測(cè)結(jié)束后，應(yīng)及時(shí)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存至計(jì)算機(jī)硬軟盤上，確保觀測(cè)數(shù)據(jù)不丟失。</p><p><b>　　3.觀測(cè)記錄</b></p><p><b>　?、?觀測(cè)記錄</b></p><p>　　觀測(cè)記錄由GPS接收機(jī)自

102、動(dòng)進(jìn)行，均記錄在存儲(chǔ)介質(zhì)(如硬盤、硬卡或記憶卡等)上，其主要內(nèi)容有：</p><p>　　a．載波相位觀測(cè)值及相應(yīng)的觀測(cè)歷元；</p><p>　　b．同一歷元的測(cè)碼偽距觀測(cè)值；</p><p>　　c．GPS衛(wèi)星星歷及衛(wèi)星鐘差參數(shù)；</p><p>　　d．實(shí)時(shí)絕對(duì)定位結(jié)果；</p><p>　　e．測(cè)站控制信息及接

103、收機(jī)工作狀態(tài)信息。</p><p><b>　?、?測(cè)量手簿</b></p><p>　　測(cè)量手簿是在接收機(jī)啟動(dòng)前及觀測(cè)過程中，由觀測(cè)者隨時(shí)填寫的。其記錄格式在現(xiàn)行<<規(guī)范>>和<<規(guī)程>>中略有差別，視具體工作內(nèi)容選擇進(jìn)行。為便于使用，這里列出<<規(guī)程>>中城市與工程GPS網(wǎng)觀測(cè)記錄格式供參考。

104、</p><p><b>　　GPS外業(yè)觀測(cè)手薄</b></p><p>　　______________工程GPS外業(yè)觀測(cè)手薄</p><p>　　備注欄應(yīng)記載觀測(cè)過程中發(fā)生的重要問題，問題出現(xiàn)發(fā)生的時(shí)間及其處理方式等。</p><p>　　觀測(cè)記錄和測(cè)量手簿都是GPS精密定位的依據(jù)，必須認(rèn)真、及時(shí)填寫，堅(jiān)決杜絕事后補(bǔ)

105、記或追記。</p><p><b>　　3.記錄要求</b></p><p>　　外業(yè)觀測(cè)中，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)介質(zhì)上的數(shù)據(jù)文件應(yīng)及時(shí)拷貝一式兩份，分別保存在專人保管的防水、防靜電的資料箱內(nèi)。存儲(chǔ)介質(zhì)的外面，適當(dāng)處應(yīng)貼制標(biāo)簽，注明文件名、網(wǎng)區(qū)名、點(diǎn)號(hào)、時(shí)段名、采集日期、測(cè)量手簿編號(hào)等。</p><p>　　接收機(jī)內(nèi)存數(shù)據(jù)文件在轉(zhuǎn)錄到外存介質(zhì)上時(shí)，不得進(jìn)

106、行任何剔除或刪除，不得調(diào)用任何對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)施重新加工組合的操作指令。</p><p>　　四.本次xx市GPS控制網(wǎng)外業(yè)工作作業(yè)調(diào)度表設(shè)計(jì)如下：</p><p>　　表3－5 外業(yè)工作作業(yè)調(diào)度表</p><p>　　第四章 GPS成果的檢核與數(shù)據(jù)處理</p><p>　　第一節(jié) 已知點(diǎn)可靠性檢驗(yàn) </p><p>　　

107、GPS測(cè)量所獲得的三維坐標(biāo)屬于WGS-84大地坐標(biāo)系（地心坐標(biāo)系），而xx市使用的是54北京坐標(biāo)系（地參坐標(biāo)系），為了保證舊系統(tǒng)中許多資料的可用性，必須進(jìn)行新舊坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。然而，當(dāng)已知點(diǎn)的地參坐標(biāo)存在粗差時(shí)，轉(zhuǎn)換結(jié)果必然受到歪曲，因此，本設(shè)計(jì)有必要設(shè)計(jì)一項(xiàng)措施對(duì)已知點(diǎn)的可靠性進(jìn)行檢驗(yàn)。</p><p>　　檢驗(yàn)公式以及檢驗(yàn)方法：</p><p>　　對(duì)于GPS網(wǎng)點(diǎn)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，通常采用BURS

108、A-WOLF模型，針對(duì)xx市的情況有</p><p><b>　?。?－1）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　=1,2,…n 為GPS與地面網(wǎng)重合點(diǎn)號(hào)</p><p>　　為54北京坐標(biāo)（地參坐標(biāo)）</p><p>　

109、　為WGS-84坐標(biāo)（地心坐標(biāo)）</p><p><b>　　為坐標(biāo)平移量</b></p><p>　　K 為尺度變化參數(shù)</p><p>　　R 為旋轉(zhuǎn)矩陣（正交矩陣）</p><p>　　若規(guī)定地面某點(diǎn)g為地參坐標(biāo)系原點(diǎn)，則由式（4－1）可得g的模型

110、等式，同時(shí)與其之差可以表示為：</p><p><b>　?。?－2）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　從（4－2）式可以看出，各點(diǎn)相對(duì)于地參坐標(biāo)原點(diǎn)的基線向量的變化，只涉及到三個(gè)旋轉(zhuǎn)角（旋轉(zhuǎn)矩陣R的三個(gè)獨(dú)立參數(shù)）和尺度變化參數(shù)K。</p><p>　　若已知

111、點(diǎn)有較大的誤差或粗差，必然會(huì)引起尺度變化參數(shù)K的變化，當(dāng)然，旋轉(zhuǎn)矩陣也會(huì)產(chǎn)生變化，因此可以用尺度變化參數(shù)的變化情況來檢驗(yàn)已知點(diǎn)的可靠性。方法是，按全組合的方法將已知點(diǎn)分成幾個(gè)組，若由各組分別求得的尺度變化參數(shù)K呈現(xiàn)出一致性，則說明各已知點(diǎn)可靠。反之，說明已知點(diǎn)存在問題。</p><p>　　再經(jīng)過列出誤差方程和解法方程，最后解得尺度變化參數(shù)K的表示式為：</p><p><b>

112、　　（4－3）</b></p><p>　　對(duì)于已知點(diǎn)的大地高未知的情況，通常是先將GPS網(wǎng)進(jìn)行無約束平差后的GPS三維基線向量及其方差——協(xié)方差陣轉(zhuǎn)換到已知點(diǎn)所屬的高斯平面坐標(biāo)系中，然后進(jìn)行二維約束平差。由前面的推導(dǎo)方法，得到二維變換時(shí)的尺度變化參數(shù)K的表達(dá)式：</p><p><b>　?。?－4）</b></p><p>　　

113、式（4－4）中的 為先將GPS網(wǎng)無約束平差后各點(diǎn)的三維坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成大地坐標(biāo)，再利用高斯投影正形公式求得的相應(yīng)點(diǎn)的平面坐標(biāo),然后反求得相對(duì)于地參坐標(biāo)系原點(diǎn)的基線向量。</p><p>　　第二節(jié) GPS外業(yè)觀測(cè)成果的檢核</p><p>　　外業(yè)觀測(cè)成果的檢核是保證外業(yè)觀測(cè)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)預(yù)期定位精度的重要環(huán)節(jié)。當(dāng)外業(yè)觀測(cè)任務(wù)完成后，必須在測(cè)區(qū)對(duì)觀測(cè)資料的質(zhì)量進(jìn)行檢核，以便發(fā)現(xiàn)不合格成果，并根據(jù)情

114、況采取相應(yīng)的解決措施。</p><p>　　一、一般性檢查、核實(shí)</p><p>　　根據(jù)各個(gè)測(cè)站每一個(gè)時(shí)段的信息文件，按下列各項(xiàng)逐項(xiàng)檢查。</p><p>　?、耪久驼久?hào)是否輸入有誤；</p><p>　　⑵時(shí)段號(hào)是否輸入有誤；</p><p>　?、情_關(guān)機(jī)是否按規(guī)定同步；</p><p>

115、;　?、忍炀€高和氣象數(shù)據(jù)測(cè)量結(jié)果是否符合要求；</p><p>　?、墒欠裼^測(cè)了所有的預(yù)報(bào)衛(wèi)星；</p><p>　?、视袥]有發(fā)生短暫的失鎖或故障報(bào)警，是否已排除故障；</p><p>　?、藢?shí)時(shí)定位解是否收斂平穩(wěn)；</p><p><b>　?、藤Y料是否齊全。</b></p><p>　　二、每

116、個(gè)時(shí)段同步邊觀測(cè)數(shù)據(jù)的檢核</p><p>　　1.數(shù)據(jù)剔除率: 剔除的觀測(cè)值個(gè)數(shù)與應(yīng)獲取的觀測(cè)值個(gè)數(shù)的比值稱為數(shù)據(jù)剔除率。在同一時(shí)段觀測(cè)值的數(shù)據(jù)剔除率，其值應(yīng)小于10﹪。</p><p>　　2.采用單基線處理模式時(shí)，對(duì)于采用同一種數(shù)學(xué)模型的基線解，其同步時(shí)段中的任一三邊同步環(huán)的坐標(biāo)分量相對(duì)閉合差和全長相對(duì)閉合差不得超過下表4－1所列限差。</p><p>　　表

117、4－1 同步坐標(biāo)分量及環(huán)線全長相對(duì)閉合差限差(ppm·D)</p><p>　　三、重復(fù)觀測(cè)邊的檢核</p><p>　　同一條基線邊若觀測(cè)了多個(gè)時(shí)段，則可得到多個(gè)邊長結(jié)果。這種具有多個(gè)獨(dú)立觀測(cè)結(jié)果的邊就是重復(fù)觀測(cè)邊。對(duì)于重復(fù)觀測(cè)邊的任意兩個(gè)時(shí)段的長度較差，均應(yīng)小于相應(yīng)等級(jí)規(guī)定精度(按平均邊長計(jì)算)的2倍。</p><p>　　四、同步觀測(cè)環(huán)的檢核<