陕西铁路工程职业技术学院123

陕西铁路工程职业技术学院城市GPS控制网施测技书设计书班级：测量3102班组别：第3大组第7小组组员：胡蒲刚张俊龙张宏伟王肖川张冲秦丽珍指导老师：田倩城市GPS控制网施测技术设计书为了满足陕铁院工程测量技术专业的校内外实训教学，陕铁院测绘工程系承担站北路及周边范围E级GPS控制网测量任务，测量日期定于年月，为使该任务顺利实施，特制订本技术设计书。一．测区及任务概况：本测区位于渭南市临渭区站北路附近，地势南高背地，地形以平原和台原为主，测区总长大约2788。09m，施测范围呈不规则形状，测区地处北纬34°46′—34°49′，东经109°49′—109°51′。铁路以北是海拔400米以下的渭河平原，以南是秦岭北麓黄土苔原。气候属暖温带，年降水量574mm，无霜期216天。周围有数条铁路干线和高速公路，交通甚为便利该GPS网点埋石已有老师先期完成，全网待求点2，联测已知点2个，控制网如图所示：Ⅰ、“基地”位于测区南部，标石完好。Ⅱ、“油库”位于西同高速旁边，标石完好。二、技术依据及精度指标；（一）技术依据（1）GBT18314—2009《全球定位系统（GPS）测量规范》（2）CJJ/T73—2010《卫星定位城市测量技术规范》（3）本技术设计书（二）精度指标（1）相邻点间弦长的标准差应符合下列要求：σ=√（a²+（bd）²）式中σ——GPS基线向量的弦长中误差，㎜a——GPS接收机标称精度中的固定误差，㎜b——GPS接收机标称精度中的比例误差系数，1×10^-6；d——GPS卫星定位网中相邻点间的距离，㎞。（2）该GPS网为城市E级平面控制网，精度应符合下列要求：m=3㎜+0.5ppm·S（S为两点间距离，以m为单位）三、观测纲要；本测区E级GPS网测量接收机选用：华测X90双拼接收机（标称精度为3mm—0.5ppm）。GPS网测量观测方法采用静态测量。（1）观测的基本技术要求：①卫星截至高度角≧15°；②同时观测有效卫星数≧4③观测时段数≧1.6④时段长度≧60min⑤数据采样间隔10～30s⑥时段中任一卫星有效观测时间≧15min（2）GPS观测所选的有效观测卫星与测站组成的几何图形应尽可能坚强，其图形强度因子PDOP≦6（3）每个时段观测前后各量取一次天线高，两次丈量值之差应不大于3mm，并取平均值作为最后的天线高。（4）在实际布网时遵循以下原则：①GPS网一般应采用独立观测边构成闭合图形，如三角形、多边形或附合线路，以增加检核条件，提高网的可靠性。②GPS网作为测量控制网，其相邻点检基线向量的精度，应分布均匀。③GPS网点应尽量与原有地面控制点相结合。重合点一般不少于3个（不足时应联测），且在网中分布均匀，以可靠地确定GPS网与地面之间的转换参数。④为了便于GPS的测量观测和水准联测，减少多路径影响，GPS网点一般应设在视野开阔和交通便利的地方。（4）GPS网作业基本技术规定级别项目ABCDE卫星高度角（1°）≥10≥15≥15≥15≥15有效观测卫星总数≥12≥9≥6≥4≥3时段中任一颗卫星有效观测时间≥30min≥30min≥20min≥15min≥15min观测时段数≥8≥6≥2≥2≥2时段长度≥180≥120≥90≥60≥6数据采样间隔15～1615～6015～6015～6015～60PDOP值≤4≤6≤8≤10≤10（5）作业原则与要求GPS外业工作一方面，要有较多的多余观测，以提高观测成果的精度和可靠性，另一方面，还要考虑各待测点的点位精度的均匀分布性和各观测时段的独立性。因此，GPS外业工作的原则是：①GPS网中各待测点的设站次数应相同；②优先测量点间距离较进的点，同时沿最短距离迁站；③应先联测相距较远的高等级已知点；④GPS网中待测点每次重复设站都使用不同的接收机。确定观测时段时，需要分析最新的星历预报并与实地结合的原理选定，选择合适的PDOP值以保证观测精度，确保工作顺利进行，减少作业返工量。（6）GPS观测及数据记录通常来说，在外业观测工作中，仪器操作人员应注意以下事项：①当确认各项连接完全无误后，方可启动接收机。②接收机在开始记录数据后，应注意查看有关观测卫星数量及其变化。③一个时段观测过程中，不允许进行以下操作：关闭又重启；进行自测试（发现故障除外）；改变卫星高度角；改变天线位置；改变数据采样间隔；按动关闭文件和删除文件等功能键。④在观过程中要特别注意供电情况，除在出测前认真检查电池容量是否充足外，作业中观测人员不要远离接收机，听到仪器的低电压报警要及时予以处理，否则可能会造成仪器内部数据的破坏或丢失。对观测时段较长的观测工作，建议尽量采用太阳能电池板或汽车电瓶进行供电。⑤仪器高一定要按规定始、末各测量一次，并及时输入仪器及记录测量手簿之中。⑥观测站的全部预订作业项目，经检查均已按规定完成，且记录与资料完整无误后方可迁站。四、数据处理方案1、数据预处理为了获得GPS观测基线向量并对观测成果进行质量检核，首先要进行GPS数据的预处理，根据预处理结果对观测数据的质量进行分析并做出评价，以确保观测成果和定位结果的预期精度。GPS网数据处理分基线向量解算和网平差两个阶段。各阶段数据处理软件均采用随机所带软件。处理的主要内容有：GPS卫星轨道方程的标准化、时钟多项式的拟合和标准化。2、基线解算及GPS网平差⑴基线解算基线数据解算采用随机数据包compass或LGO6.0软件求解，基线解算采用消电离层的双差浮点解或加电离层改正的双差整数解（固定解），其主要技术参数如下：卫星截止高度角≥15°电离层模型为：Standara模型。对流层模型为Hopfiled或Computer模型。星历为广播星历或精密星历。采用L1频率或L1L2两个频率。（2）GPS网平差GPS网的平差计算应用LGO6.0软件在WGS-84空间直角坐标系下，进行三维无约束平差，以检查本次GPS网的内符合精度。同时为将WGS-84坐标系下的GPS基线观测值投影到高斯平面上，并转换到1980西安坐标系或1954北京坐标系中（或地方独立坐标），采用LGO6.0软件进行二维约束平差。五、相关资料、资源及相关设备1、教材“GPS定位测量的设计与实施”2、华测X90双频接收器3、小钢尺4、木桩、钉子、钉锤5、测区原有大比例尺地形图6、测区已有资料成果情况相关资源:1、多媒体课件“GPS控制网的设计与实施”“GPS控制网的数据处理”部分2、《GPS控制测量》教材“GPS控制网的设计与实施”“GPS控制网的数据处理”部分3、《GPS测量工作步骤说明书》4、任务单15、引导文1.11.2六、任务实施说明1、学生分组，第七小组8人。2、商量确定组织调度方案。3、以小组为为单位接受任务并进行分析。4、资料学习。5、现场教学。6、小组现场实践，进行选点和数据采集。7、搜集和学习资料，进行数据预处理、基线解算和网平差。8、小组合作，制作PPt，进行综合汇报成果。七、提交的成果资料GPS测量任务完成后，上交如下资料：1、引导文与城市GPS控制网与技术设计书；2、外业观测记录（包括每组的原始记录）、测量手簿及作业调度表（每大组一份）3、外业观测数据质量分析及野外检核数据资料。4、数据处理中生成的报告文件、资料和成果表；5、技术总结和成果检验报