中国地质调查局工作标准-西安地质矿产研究所(中国地质调查

中国地质调查局工作标准DD2004—03地质调查GPS测量规程1范围本标准规定了地质调查GPS测量的工作方法、精度指标和技术要求。本标准适用于陆上地质调查各专业(地球物理勘查、地球化学勘查、区域地质调查、矿产资源调查、水文地质、工程地质、环境地质、探矿工程等)的GPS测量工作。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注明日期的引用文件，其随后的所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准。然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注明日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB／T18314—2001全球定位系统(GPS)测量规范GB／T18341—2001地质矿产勘查测量规范GB／T17228—1998地质矿产勘查测绘术语DZ／T0153—95物化探工程测量规范CJJ73—97全球定位系统城市测量技术规程CHl002—95测绘产品检查验收规定CHl003—95测绘产品质量评定标准3术语和定义下列术语和定义适用于本标准。3.1地质调查GPS测量GPSsurveyforgeologicalreconnaissance为配合地质调查工作所做的GPS测量工作的统称。3.2测点SurveyPoint地质调查中各类专业的地质点、物理点(重力、磁力、地震、交直流电场、电磁场、地热场、放射性场等观测点、地震炮点、供电点等)、化探采样点、物性采样点、水文点、钻孔、异常标志点、工区边界、独立剖面端点、重要地物点以及地质工程位置的定位点等统称为测点。3.3观测时段ObservationSession测站上开始接收GPS卫星信号到停止接收时，连续观测的时间长度称为观测时段，简称时段。3.4基准站Basestation在一定的观测时间内，用固定在一个已知点上的GPS接收机，一直保持跟踪观测卫星，其余的GPS接收机在其控制范围内的测点上作业，这个固定测站称为基准站(也称为参考站或固定站)。3.5流动站rovingstation在基准站控制的范围内由流动作业的GPS接收机所设立的测站称为流动站。3.6静态定位Staticpositioning通过两台或两台以上GPS接收机处于静止状态下分别在各自测站上进行若干时段同步观测，确定测站间相对位置或基线向量的GPS测量方法称之为静态定位。又称为载波相对定位测量。3.7快速静态定位rapidstaticpositioning利用快速整周模糊度解算原理所进行的GPS静态定位测量。3.8载波相位差分GPS测量CarrierphasedifferentialGPSsurvey通过两台或多台GPS接收机获取的载波相位观测值进行差分计算，从而解算它们之间相对位置的测量方法(简称RTK)。3.9伪距差分GPS测量PseudodistancedifferentialGPSsurvey通过两台或多台GPS接收机获取的伪距观测值进行差分计算，从而解算它们之间相对位置的测量方法(简称RTD)。3.10实时差分GPS测量RealTimedifferentialGPSsurvey将基准站GPS接收机采集的载波相位或伪距观测值，通过通讯链实时地传送给流动站的GPS接收机，从而在被测点上实时地解算出两站点相对位置的测量方法。3.11单点定位Singlepointpositioning是利用一台GPS接收机，直接确定其观测点所在大地坐标系中的绝对位置，又称为绝对定位。3.12世界大地坐标系1984(WGS—84)WordGeodeticSysteml984由美国在与WGS—72相应的精密星历NSWC—9Z—2的基础上，采用1980大地参考系和BIH1984.0系统定向所建立的一种地球参考系和地心坐标系。4.1坐标系统和时间系统4.1.1坐标系统4.1.1.1GPS测量的坐标系统为世界大地坐标系WGS—84。由于在地质调查GPS测量中，一般要求提供高斯正形投影下的3°带或6°带的1954年北京坐标系或1980西安坐标系成果资料，因此，需按坐标转换等方法，求得在这些坐标系下的坐标。各坐标系的地球椭球基本参数以及主要几何和物理常数，详见附录A。4.1.1.2GPS测量的大地高转换为正常高时，其高程系统一般应采用1985国家高程基准，或因条件限制也可采用1956年黄海高程系。高程系统转换可选用适宜的高程模型(CQG—2000)、高程拟合、大地水准面精化等方法，求得正常高。4.1.1.3当工区面积小于100km2、地形条件及交通特别困难且已知控制点较少时，允许自建独立三维坐标系统，由GPS测量坐标系向自建独立坐标系转换时，需要事先确定下列技术参数：a．参考椭球几何参数；b.中央子午线经度值；c．坐标加常数；d．投影面正常高：e.工区平均高程异常；f.起算坐标及起算方位角。独立坐标系所采用的椭球中心轴向和扁率应与国家参考椭球参数相同。4.1.2时间系统GPS测量可采用协调世界时(UTC)记录，或采用北京标准时(BST)记录。4.2精度分级及主要技术指标4.2.1加密控制测量的精度分级及主要技术指标4.2.1.1精度分级GPS加密控制测量，是在国家已有三角点、导线点或GPS等级控制点基础上扩展的。以满足地质调查测点定位测量起算点或闭合点的精度要求为前提，按相邻点的平均距离和精度划分为一、二级。布网时可以逐级布设、越级布设或布设同级全面网。4.2.1.2主要技术指标4.2.1.2.1各级GPS加密控制测量主要技术指标见表1表1GPS加密控制测量主要技术指标级别相邻点间平均距(km)附合路线或异步环的边数基线最弱边相对中误差固定误差a(mm)比例系数b1×10—6三维坐标中误差(m)平面高程一级15≤101／20000≤10≤150.100.10二级5≤101／10000≤154200.100.20注1：各级相邻点间最小距离一般不应小于平均距离的1/3，最大距离一般不应超过平均距离的3倍，在满足表1三维坐标精度要求的前提下，相邻点间的最小或最大距离的要求，可以适当的放宽，但不应小于1/5和超过5倍。注2：特殊工种加密控制还可在二级网精度下适当放宽。注3：当边长小于200m时，边长中误差不应大于20mm。4.2.1.2.2各级GPS控制网相邻点间弦长精度应按下式计算：22)(bda(1)式中：σ—标准差，mm；a—固定误差，mm；b—比例误差系数，1×10—6；d—相邻点间的距离，km。4.2.1.2.3自建独立三维GPS控制网其精度视工作性质及要求在施工设计中予以规定，一般可参照1中一级技术指标执行。4.2.2测点定位的精度分级及主要技术指标4.2.2.1精度分级地质调查测点定位测量，应以加密控制点及其以上各等级点为基准进行施测。其精度划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级。各专业应按照各自作业精度要求进行技术设计。4.2.2.2主要技术指标4.2.2.2.1各级测点定位测量主要技术指标见表2。4.2.2.2.2对低于Ⅲ级精度要求的测点，通过试验确定能够满足地质调查需要的技术指标。4.2.2.2.3使用地形图判定测点的各个专业及其工种，为提高精度和便于成果数字化可采用GPS技术中的单点定位方法施测。定位精度可参考III级定位要求。4.2.2.2.4对测点三维定位精度有特殊要求的专业及其工种，可在施工设计中按本专业标准，参考表2指标做出专项规定。表2GPS测点定位测量主要技术指标等级三维定位中误差(m)平面高程Ⅰ级1.00.2Ⅱ级5.01.0Ⅲ级15.05.04.3GPS仪器的技术要求4.3.1GPS加密控制测量采用的仪器4.3.1.1各级加密控制点对GPS仪器选型的技术要求，应根据用途选用至少2台单频或双频测地型GPS接收机，其标称精度均应满足≤10mm+5×10—6×D(km)的要求。4.3.1.2GPS仪器设备的检验：对于正在使用中的测地型GPS接收机，每年度应按附录B的规定自行检验后方可使用。对于新购置的或维修后的以及使用期超过三年的测地型GPS接收机，应送国家级仪器鉴定中心进行全面检验。4.3.2GPS测点定位采用的仪器4.3.2.1各级测点定位测量对GPS仪器的技术要求应按表3的规定执行。表3GPS测点定位采用的仪器Ⅰ级Ⅱ级Ⅲ级接收机类型单频、差分型单频、差分型差分型导航型标称精度10mm+5×10—6×D(平面)20mm+5×10—6×D(高程)10mm+5×10—6×D(平面)20mm+5×10—6×D(高程)10mm+5×10—6×D(平面)30mm+5×10—6×D(高程)定位精度±15mDGPS精度±1～3m高程精度±3～5m(校准情况下)观测量载波相位载波相位或伪距载波相位或伪距伪距同步观测接收机台数≥2≥2≥2≥14.3.2.2GPS接收机设备的检验：测地型GPS仪器应按4.3.1的规定进行。导航型手持GPS接收机除每年标定一次外，还须在作业前进行标定。其标定方法可根据仪器型号及其说明书自行拟定，但须确保仪器能正常使用为原则。5加密控制测量5.1布网原则与设计5.1.1GPS加密控制网(以下简称GPS网)的布设，应根据测区实际用途、预期精度指标、所用仪器类型与数量、测区自然地理地形条件与交通状况等因素，并按照优化设计原则进行。5.1.2GPS网布设根据需要可采用三角网、单三角形、附合导线网、星型网等等级项目多种形式进行布设。各级GPS网附合路线或异步闭合环的边数应按照表1的规定执行。5.1.3为方便常规测量方法加密时的应用，每个GPS控制点应有两个或两个以上通视方向(包括与同级以上已有控制点通视)。5.1.4在地方坐标系中布设GPS网时，应在该坐标系中选定起算数据，并应与附近已有高级控制点(三角点、导线点或E级以上GPS点)联测。联测点数一般不得少于3个，困难地区不得少于2个，并均匀分布在网内或其周围。5.1.5为求定GPS网点正常高，应进行不低于等外水准测量的高程联测。根据地形条件的不同，确定高程联测点的数量，且应均匀分布在网内或其周围。5.1.6加密控制测量技术设计编写前的准备工作5.1.6.1收集资料：收集测区已有各类大地点、水准点成果及各种比例尺地形图与专业用图(交通图、行政区划图、地质调查中的有关专业图、森林图、水利图等)、坐标转换参数与高程异常改正值，以及测区内交通、经济、气象、民族、治安等方面情况与资料。5.1.6.2测区踏勘：了解测区地形、地理、交通、通讯、供电、气象等条件，其中特别注意了解对影响GPS测量的对空遮蔽情况及干扰因素，如高压线、无线电发射台、站等：实地查对测区已有大地点(三角点、导线点或GPS点)、水准点，掌握其标志保存情况；选择基准站位置及会同参与地质调查有关人员划定测区边界位置。5.1.7编写技术设计：根据资料收集与测区踏勘获得的具体情况，按照设计编写提纲有关内容编写技术设计，拟定作业计划，经主管部门审批后实施。5.1.8GPS仪器检验：根据加密控制测量精度等级、已有国家控制点分布情况等选择合适的GPS仪器及其配套设备，依照附录B有关规定进行检验，合格后方可投入使用。5.2选点与埋石5.2.1选点5.2.1.1控制点选取应根据地质调查各专业对所需精度等级及密度的要求，并考虑其它方法扩展和联测的需要，首先于地形图上设计点位，然后在实地踏勘核实各类控制点(国家三角点、导线点、水准点及GPS点等)的完好情况及有关施工条件，以最终确定所选点位并加以标定。5.2.1.2选点时作业人员应充分了解测区自然地理地形条件，尤其是交通、供电、通讯及气象等情况。5.2.1.3点位的地基应稳定、易于长期保存，有利于安全作业、易于设置GPS仪器、便于操作且视野开阔、目标明显、周围无视角≥15°的成片障碍物。5.2.1.4所选点位一般应远离大功率无线电发射源(电视台、电台、微波站等)200m以上，高压输电线和微波无线电传送通道50m以上。5.2.1.5控制点点名可选取就近的地名、山名等，在同一个测区或GPS网中不应有重名，点位选定后应标注于地形图上，并做好埋石准备工作。5.2.2埋石5.2.2.1各级GPS控制点的标石均应设有中心标志，其标石与标志规格