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1、第五章 GPS控制网的设计与外业工作第一节 概述GPS定位测量的高精度、高效率和低成本是以测前科学的技术设计和测后精确可靠的数据处理为基础的。GPS测量的技术设计是按照GPS测量规范要求，兼顾精度、可靠性、经济性等指标，在测量前制订严格、科学、切实可行的布网及观测方案。 GPS设计与施测的依据主要是测量任务书和GPS测量规范。由于GPS测量技术属一门新型的正在发展的技术方法，因此，规范中某些条款在执行过程中可以商榷。但是，GPS测量规范仍旧是我们进行GPS测量的主要技术标准，应按照GPS测量规范的统一标准，进行GPS网的设计和制定外业工作方案。 本章着重介绍GPS控制网的设计理论与方法，以及外
2、业测量工作的实施。 1、GPS测量的主要内容 布设各类GPS控制网 放样（测设） 测绘各类地形图或专题地图 地理信息要素的采集 辅助其它测量工作 .2、布设GPS网的工作步骤测前立项：目的、范围、点位数量与分布、精度要求、成果内容、时限、经费、.技术设计测绘资料的收集仪器检定踏勘、选点、埋石测中实地了解测区情况观测期间卫星状态的预报确定作业方案外业观测内业数据处理数据传输、转储、备份基线解算质量评估测后测量结果分析网平差质量评估技术总结成果验收第二节 GPS测量规范1、 CH2001-92 全球定位系统GPS测量规范，1992，国家测绘局2、 CJJ 73-97 全球定位系统城市测量技术规程，
3、1997，建设部第三节 GPS网的布设1、 GPS网 GPS基线向量网 同步观测：两台以及两台以上的GPS接收机在相同的时间段内同时连续跟踪相同的卫星组。 同步图形（环）：同步观测时各GPS点间的基线向量首尾相接组成的闭合图形称为同步图形。 同步图形闭合差 ：在同步图形中形成的坐标闭合差条件 （它可以反映野外观测质量和条件的好坏 ）。 同步观测基线与独立基线。2、 异步图形（环）：即由不同时段的基线向量首尾相接构成的闭合图形。3、 异步图形（环）闭合差：由异步图形形成的坐标闭合差条件。4、 重复基线坐标闭合差：当某条基线被两个或多个时段观测时，就构成了所谓重复基线坐标闭合差条件。异步图形闭合条
4、件和重复基线坐标闭合条件是衡量精度、检验粗差和系统差的重要指标！ 5、 布设GPS网的目的 提高GPS测量结果的精度和可靠性 进行坐标系统的转换6、 GPS网网形设计的一般原则 （1）GPS网中不应存在自由基线。所谓自由基线是指不构成闭合图形的基线，由于自由基线不具备发现粗差的能力，因而必须避免出现，也就是GPS网一般应通过独立基线构成闭合图形。 （2）GPS网中的闭合条件中基线数不可过多。网中各点最好有三条或更多基线分支，以保证检核条件，提高网的可靠性，使网中的精度、可靠性较均匀。（3）GPS网应以“每个点至少独立设站观测两次”的原则布网。这样不同接收机数测量构成的网之精度和可靠性指标比较接
5、近。 （4）为了实现GPS网与地面网之间的坐标转换GPS网至少应与地面网有2个重合点。研究和实践表明，应有3-5个精度较高、分布均匀的地面点作为GPS网的一部分，以便GPS成果较好地转换至地面网中。同时，还应与相当数量的地面水准点重合，以提供大地水准面的研究资料，实现GPS大地高向正常高的转换。（5）为了便于观测，GPS点应选择在交通便利、视野开阔、容易到达的地方。尽管GPS网的观测不需要考虑通视的问题，但是为了便于用经典方法扩展，至少应与网中另一点通视。 7、GPS网的等级各类GPS网的用途 A级网一般为区域或国家框架网、区域动力学网 B级网为国家大地控制网或地方框架网 C级网为地方控制网和
6、工程控制网 D级网为工程控制网 E级网为测图网美国联邦大地测量分管委员会（Federal Geodetic Control Subcommittee-FGCS）在1988年公布的GPS相对定位的精度标准中有一个AA级的等级，其要求固定误差a3mm，比例误差b0.01ppm，此等级的网一般为建立全球性的坐标框架和地球动力学测量服务。8、GPS网的设计准则（1） 选点的原则 为保证对卫星的连续跟踪观测和卫星信号的质量，要求测站上空应尽可能的开阔，在1015高度角以上不能有成片的障碍物。 为减少各种电磁波对GPS卫星信号的干扰，在测站周围约200m的范围内不能有强电磁波干扰源，如大功率无线电发射设施
7、、高压输电线等。 为避免或减少多路径效应的发生，测站应远离对电磁波信号反射强烈的地形、地物，如高层建筑、成片水域等。 为便于观测作业和今后的应用，测站应选在交通便利，上点方便的地方。 测站应选择在易于保存的地方。（2） 提高可靠性的原则 增加观测期数（增加独立基线数）。 保证一定的重复设站次数。 保证每点与三条以上的独立基线相连。 最小异步环边数不大于6。（3） 提高精度的原则 网中距离较近的点一定要进行同步观测，以获得它们间的直接观测基线。 建立框架网。 最小异步环边数不大于6 。 适当引入高精度电磁波测距边。 若要进行高程拟合，水准点密度要高，分布要均匀，且要将拟合区域包围起来。 适当延长观测时间，增加观测时段。 选取适当数量的已知点，已知点分布均匀。
