全球定位系统测量规范

第一篇：全球定位系统测量规范

全球定位系统（GPS）测量规范 1 范围

本标准规定利用全球定位系统（GPS）按静态、快速静态定位原理，建立测量控制网（简称（GPS）控制网）的原则、等级划分和作业方法。

本标准适用于国家和局部GPS控制网的设计、布测与数据处理。2 引用标准

下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。

GB 12897—1991 国家一、二等水准测量规范 GB 12898—1991 国家三、四等水准测量规范 GB/T 17942—2000 国家三角测量规范 CH 1002—1995 测绘产品检查验收规定 CH 1003—1995 测绘产品质量评定标准 CH/T 1004—1999 测绘技术设计规定 CH 8016—1995 全球定位系统（GPS）测量型接收机检定规程 3 术语 3.1 观测时段 observation session 测站上开始接收卫星信号到停止接收，连续观测的时间间隔称为观测时段，简称时段。3.2 同步观测 simultaneous observation 两台或两台以上接收机同时对同一组卫星进行的观测。3.3 同步观测环 simultaneous observation loop 三台或三台以上接收机同步观测所获得的基线向量构成的闭合环。3.4 独立观测环 independent observation loop 由非同步观测获得的基线向量构成的闭合环。3.5 数据剔除率 percentage of datar rejection 同一时段中，删除的观测值个数与获取的观测值总数的比值。3.6 天线高 antenna beight 观测时接收机天线相位中心至测站中心标志面的高度。3.7 参考站 Reference station 在一定的观测时间内，一台或几台接收机分别固定在一个或几个测站上，一直保持路口跟踪观测卫星，其余接收机在这些测站的一定范围内流动设站作业，这些固定测站就称为参考站。

3.8 流动站 roving station 在参考站的一定范围内流动作业的接收机所设立的测站。3.9 观测单元 observation unit 快速静态定位测量时，参考站从开始至停止接收卫星信号连续观测的时间段。3.10 世界大地坐标系1984（WGS84）World Geodetic System 1984 由美国国防部在与WGS72相应的精密星历NSWC—9Z—2基础上，采用1980大地参考数和BIH1984.0系统定向所建立的一种地心坐标系。

3.11 国际地球参考框架 ITRF YY，International Terrestrial Reference Frame 由国际地球自转服务局推荐的以国际参考子午面和国际参考极为定向基准，以IERS YY天文常数为基础所定义的一种地球参考系和地心（地球）坐标系。3.12 GPS静态定位测量 static GPS positioning 通过在多个测站上进行若干时段同步观测，确定测站之间相对位置的GPS定位测量。3.13 GPS快速静态定位测量 rapid static GPS positioning 利用快速整周模糊度解算法原理所进行的GPS静态定位测量。3.14 永久性跟踪站 permanent tracking station 长期连续跟踪接收卫星信号的永久性地面观测站。3.15 单基线解 singleb baseline solution 在多台GPS接收机同步观测中，每次选取两台接收机的GPS观测数据解算相应的基线向量。3.16 多基线解 multi—baseline solution 从m（m≥3）台GPS接收机同步观测值中，由m—1条独立基线构成观测方程，统一解算出m—1条基线向量。4 坐标系和时间系统 4.1 坐标系

4.1.1 GPS测量采用广播星历时，其相应坐标系为世界大地坐标系WGS 84。该坐标系的地球椭球基本参数以及主要几何和物理常数见附录A（标准的附录）。GPS测量采用精密星历时，其坐标系为相应历元的国际地球参考框架ITRF YY。当换算为大地坐标时，可采用与WGS 84相同的地球椭球基本参数以及主要几何和物理常数。4.1.2 当要求提供1980西安坐标系或其他参考坐标系时，可按坐标转换等方法求得这些坐标系的坐标。

当要求提供1985国家高程基准或其他高程系高程时，可按高程拟合、大地水准面精化等方法求得这些高程系统的高程。

1980西安坐标系及1954年北京坐标系的参考椭球基本参数以及主要几何和物理常数见附录A（标准的附录）。4.2 时间系统

GPS测量采用GPS时间系统，手簿记录宜采用世界协调时（UTC）。5 精度分级

5.1 GPS测量按其精度划分为AA、A、B、C、D、E级。GPS快速静态定位测量可用于C、D、E级GPS控制网的布设。5.2 各级GPS测量的用途：

AA级主要用于全球性的地球动力学研究、地壳形变测量和精密定轨； A级主要用于区域性的地球动力学研究和地壳形变测量； B级主要用于局部形变监测和各种精密工程测量； C级主要用于大、中城市及工程测量的基本控制网；

D、E级主要用于中、小城市、城镇及测图、地籍、土地信息、房产、物探、勘测、建筑施工等的控制测量。

AA、A级可作为建立地心参考框架的基础。

AA、A、B级可作为建立国家空间大地测量控制网的基础。

5.3 各级GPS网相邻点间基线长度精度用下式表示，并按表1规定执行。

σ=262)10(dba„„„„„„„„„„„„„（1）式中：σ——标准差，mm； a——固定误差，mm； b ——比例误差系数； d——相邻点间距离，mm。

5.4 GPS测量大地高差的精度，固定误差a和比例误差系数b按表1可放宽1倍执行。5.5 AA、A级站平差后在ITRF YY地心参考框架中的点位精度及对连续观测站经多次观测后计算的相邻站间基线长度年变化率测定精度，按表2规定执行。6 网的技术设计 6.1 技术设计的基本要求

GPS网布测前应进行技术设计，以得到最优的布测方案。技术设计书的格式、内容、要求与审批程序按照CH/T 1004进行。6.2 技术设计准备

6.2.1 根据任务的需要，收集测区范围既有的国家三角网、导线点、天文重力水准点、水准点、甚长基线干涉测量站、卫星激光测距站、天文台和已有的GPS站点资料，包括点之记、网图、成果表、技术总结等。

6.2.2 搜集测区范围内有关的地形图、交通图及测区总体建设规划和近期发展方面的资料。若任务需要，还应搜集有关的地震、地质资料等。

6.2.3 技术设计前，应对上述资料分析研究，必要时进行实地勘察，然后进行图上设计。6.3 技术设计的原则

6.3.1 在设计图上应标出新设计的GPS点的点位、点名、点号和级别，还应标出相关的各类测量站点、水准路线及主要的交通路线、水系和居民地等。6.3.2 GPS网布设原则

6.3.2.1 GPS网的布设应视其目的、要求的精度、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综合考虑，按照优化设计原则进行。

6.3.2.2 AA、A、B级GPS网应布设成连续网，除边缘点外，每点的连接点数应不少于3点。C、D、E级GPS网可布设成多边形或附合路线。

6.3.2.3 A级及A级以下各级GPS网中，最简独立闭合环或附合路线的边数应符合表3的规定。

6.3.2.5 AA、A、B级GPS网点，应与GPS永久性跟踪站联测；其联测的站数，AA级不得少于4站，A级不得少于3站，B级不得小于2站。6.3.2.6 A、B级GPS网，应昼量与周围的GPS地壳形变监测网、基本验潮站联测。6.3.2.7 AA、A、B级GPS网点宜与参加过全国天文大地网整体平差的三角点、导线点和一、二等水准点并置或重合。

6.3.2.8 新布设的GPS网应与附近已有的国家高等级GPS点进行联测，联测点数不得少于2点。

6.3.2.9 B级GPS网，在高程异常变化剧烈地区，其点间的距离不宜超过100km；在地壳断裂带或地震频发地区，其点间距离应适当缩短。

6.3.2.10 大陆、岛、礁之间的A、B级GPS网的边长可视实际情况变通，重要岛、礁与大陆之间的联测，其连接的点数不应少于3个。

6.3.2.11 为求定GPS点在某一参考坐标系中坐标，应与该参考坐标系中的原有控制点联测，联测的总点数不得少于3点。

在需用常规测量方法加密控制网的地区，C、D、E级GPS网点应有 1~2方向通视。6.3.2.12 为求得GPS网点的正常点，应根据需要适当进行高程联测。AA、A级网应逐点联测高程，B级网至少每隔2~3点，C级网每隔3~6点联测一个高程点，D级与E级网可依具体情况确定联测高程的点数。

6.3.2.13 AA、A级GPS点的高程联测，应按GB 12897二等水准的方法进行；B级GPS点的高程联测，应按GB 12898三等水准或与其精度相当的方法进行；C、D、E级GPS点按GB 12898四等水准或与其精度相当的方法进行高程联测。

6.3.2.14 GPS快速静态定位网的布设，除应满足上述有关规定外，还应满足下列要求： a、相邻地区两个观测单元之间的流动站的重合点数：C、D级不应少于2点，E级不应少于1点；

b、相邻点的距离大于20km时，应采用GPS静态定位法施测；

c、当网中相邻点间距离小于该级别所要求的相邻点间最小距离时，两相邻点必须直接进行同步观测；

d、对于双参考站作业方式，不同观测单元的基准基线宜相互联结，以构成整个网的骨架； e、D、E级GPS网可采用单参考站作业方式，对相邻观测单元的一些流动测站点必须进行二次设站观测。

6.4 技术设计后应上交的资料： a、野外踏勘技术总结； b、测量任务与专业设计书（附技术设计图）。7 选点 7.1 选点准备

7.1.1 选点人员在实地选点前，应收集有关布网任务与测区的资料，包括测区1:50000或更大比例尺地形图，已有各类控制点、卫星跟踪站的资料等。

7.1.2 选点人员应充分了解和研究测区情况，特别是交通、通讯、供电、气象及大地点等情况。

7.2 点位基本要求

a、周围应便于安置接收设备和操作，视野开阔，视场内障碍物的高度角不宜超过15°； b、远离大功率无线电发射源（如电视台、电台、微波站等），其距离不小于200m；远离高压输电线和微波无线电信号传送通道，其距离不得小于50m； c、附近不应有强烈反射卫星信号的物件（如大型建筑物等）； d、交通方便，并有利于其他测量手段扩展和联测； e、地面基础稳定，易于点的保存；

f、AA、A、B级GPS点，应选在能长期保存的地点； g、充分利用符合要求的旧有控制点； h、选站时应尽可能使测站附近的小环境（地形、地貌、植被等）与周围的大环境保持一致，以减少气象元素的代表性误差。7.3 辅助点与方位点

7.3.1 非基岩的AA、A级GPS点的附近应埋没1~3个辅助点，并测定其与GPS点的距离和高差，精度应优于土5mm。

7.3.2 GPS点可视需要设立与其通视的方位点，该点应目标明显，观测方便，和GPS点的距离一般不小于300mm。7.4 选点作业

7.4.1 选点人员应按照技术设计书经过踏勘，在实地按7.2要求选定点位，并在实地加以标定。7.4.2 当利用旧点时，应检查旧点的稳定性、可靠性和完好性，符合要求方可利用。7.4.3 点名应取居民地名，C、D、E级GPS点名也可取山名、地名、单位名，应向当地政府部门或群众进行调查后确定。少数民族地区应使用准确的音译汉语名，在译音后可附上原文。新旧点重合时，应采用原有旧点名，不得更改，如确需更改应在新点名后括号内附上旧点名。如与水准点重合时，应在新点名后的括号内附上水准点等级、编号。在同一网区有相同点时，应在点名后附上

（一）、（二）加以区别。点名书写采用汉字，一律以国务院公布的简化字为准。点号编排应便于计算机管理。7.4.4 需要水准联测的GPS点，应实地踏勘水准路线情况，选择联测水准点和绘出联测路线图。

7.4.5 不论新选定的点或利用旧点（包括辅助点与方位点），应实地按附录B形式绘制点之记，其内容要求在现场详细记录，不得追记。

7.4.6 AA、A级GPS点，在其点之记中应填写地质概要、构造背景及地形地质构造略图。7.4.7 点位周围有高于10°的障碍物时，应绘制点的环视图，其形式见附录B。7.4.8 一个网区选点完成后，应绘制GPS网选点图，其形式见附录B。7.5 选点结束后应上交的资料 a、用黑墨水填写的道林纸点之记、环视图；

b、GPS网选点图（测区较小、选点、埋石与观测一期完成时，可以展点图代替）； c、选点工作总结 8 埋石 8.1 标石类型

8.1.1 GPS点的标石类型及其适用级别按表5规定执行。

C级以下临时性工程网点，可埋没简易标志。

8.1.2 各种类型的标石应设有中心标志。基岩和基本标石的中心标志应用铜或不锈钢制作。普通标石的中心标志可用铁或坚硬的复合材料制作。标志中心应刻有清晰、精细的十字线或嵌入不同颜色金属（不锈钢或铜）制作的直径小于0.5mm的中心点。并应在标志表面制有“GPS”及施测单位名称。

8.1.3 各种标石的规程，见附录B。8.1.4 各种天线墩必须附有强大对中装置。8.2 埋石作业 8.2.1 各级GPS点的标石应用混凝土灌制。在有条件的地区，也可用整块花岗石、青石等坚硬石料凿制，但其规格应不小于同类标石的规定。

8.2.2 埋没天线墩、基岩标石、基本标石时，应现场浇灌混凝土。普通标石可预先制做，然后运往各点埋没。

8.2.3 埋设标石，须使各层标志中心严格在同一铅垂线上，其偏差不得大于2mm。强制对中装置的对中精度不得大于1mm。

8.2.4 当利用旧点时，应首先确认该点标石完好，并符合同级GPS点埋石要求，且能长期保存。必要时需要挖开标石侧面查看标石情况。如遇上标石被破坏，可以下标石为准，重埋上标石。

8.2.5 方位点应埋设普通标石，并加适当标注，以便与GPS点相区分。

8.2.6 GPS点埋石所占土地，应经土地使用者或管理部门同意，并办理相应手续。新埋标石时应办理测量标志委托保管书，一式三份，交标石保管单位或个人，上交和存档各一份。利用旧点时需对委托保管书进行核实，若委托保管情况不落实应重新办理。8.2.7 AA、A和B级点标石埋设后，至少需经过一个雨季，冻土地区至少需经过一个冻解期，基岩或岩层标石至少需经一个月后，方可用于观测。8.3 标石外部整饰

8.3.1 各类GPS点混凝土标石灌制时，均应在基上压印GPS点的类级、埋设年代和国家设施勿动的字样。

8.3.2 B级GPS点标石埋设后，需在周围砌筑混凝土方井或圆井护框，其内径根据情况而定，但至少不小于0.6m，高为0.2m。

8.3.3 荒漠或平原不易寻找的GPS点还需在其近旁埋设指示碑，其规格参见GB 12898。8.4 埋石结束上交资料

a、填写了埋石情况的GPS点之记；

b、土地占用批准文件与测量标志委托保管书； c、埋石工作总结。9 仪器 9.1 接收机选用 GPS接收机的选用，根据需要按表6规定执行。9.2 接收设备检验 9.2.1 新购置的GPS接收机应按规定进行全面检验后使用。

9.2.2 GPS接收机全面检验包括：一般检视、通电检验、试测检验。9.2.2.1 一般检视应符合下列规定：

a、GPS接收机及天线的外观应良好，型号应正确； b、各种部件及其附件应匹配、齐全和完好； c、需紧固的部件应不得松动和脱落；

d、设备使用手册和后处理软件操作手册及磁（光）盘应齐全。

9.2.2.2 通电检验应符合下列规定： a、有关信号灯工作应正常； b、按键和显示系统工作应正常； c、利用自测试命令进行测试；

d、检验接收机锁定卫星时间的快慢，接收信号强弱及信号失锁情况。9.2.2.3 试测检验前，还应检验：

a、天线或基座圆水准器和光学对中器是否正确； b、天线高量尺是否完好，尺长精度是否正确；

c、数据传录设备及软件是否齐全，数据传输性能是否完好； d、通过实例计算，测试和评估数据后处理软件。

9.2.3 GPS接收设备一般检视和通电检验完成后，应在不同长度的标准基线（6.3.2.4规定的不同长度基线）上进行以下测试：

a、接收机内部噪声水平测试； b、接收机天线相位中心稳定性测试；

c、接收机野外作业性能及不同测程精度指标测试； d、接收机频标稳定性检验和数据质量的评价； e、接收机高低温性能测试； f、接收机综合性能评价等。9.2.4 GPS接收机测试检验的方法和技术要求，见CH 8016。

9.2.5 GPS接收设备每年应定期检验：第9.2.2.1、第9.2.2.2、第9.2.2.3。9.2.6 不同类型的接收机参加共同作业时，应在已知高差的基线上进行比对测试，超过相应等级限差时不得使用。

9.2.7 GPS接收机或天线受到强烈撞击后，或更新接收机部件，或更新天线与接收机匹配关系后，应按新购买仪器做全面检验。

9.2.8 天线或基座的圆水准泡、光学对中器，作业期间至少1个月检校一次。9.3 接收设备的维护

9.3.1 GPS接收机等仪器应指定专人保管，不论采用何种运输方式，均要求专人押运，并应采取防震措施，不得碰撞倒置和重压，软盘驱动器在运输中应插入保护片或废磁盘。

9.3.2 作业期间，必须严格遵守技术规定和操作要求，作业人员须经培训合格后方可上岗操作，未经允许非作业人员不得擅自操作仪器。

9.3.3 接收仪器应注意防震、防潮、防晒、防尘、防蚀、防辐射，定期分别用清洗盘和专用清洁剂清洗软盘驱动器或磁带机的磁头；电缆线不得扭折，不得在地面拖拉、辗砸，其接头和联接器要经常保持清洁。

9.3.4 作业结束后，应及时擦净接收机上的水汽和尘埃，及时存放在仪器箱内。仪器箱应置于通风、干燥阴凉处，箱内干燥剂呈粉红色时，应及时更换。

9.3.5 仪器交接时应按9.2.2.1规定的一般检视的项目进行检查，并填写交接情况记录。9.3.6 接收机在外接电源前，应检查电压是否正常，电池正负极切勿接反。9.3.7 当天线置于楼顶、高标及其他设施的顶端作业时，应采取加固措施，雷雨天气时应有避雷设施或停止观测。

9.3.8 接收机在室内存放期间，室内应定期通风，每隔1~2个月应通电检查一次，接收机内电池要保持充满电状态，外接电池应按电池要求按时充放电。9.3.9 严禁拆卸接收机各部件，天线电缆不得擅自切割改装、改换型号或接长。如发生故障，应记真记录并报告有关部门，请专业人员维修。9.4 辅助设备检验

GPS定位测量所用通风干湿表与空盒气压表应定期送计量检定部门检验，在有效期内使用。10 观测

10.1 观测区的划分

10.1.1 AA、A、B级网的布测视测区范围的大小，可实行分区观测。当实行分区观测时,相邻分区间至少有4个公共点。

10.1.2 任一个同步观测子区或观测单元子区参加观测的接收机台数应符合表6第三项的规定。

10.2 观测计划

作业调度者根据测区地形和交通状况、采用的GPS作业方法（静态或快速静态定位测量）设计的基线的最短观测时间等因素综合考虑，编制观测计划表，按该表对作业组下达相应阶段的作业调度命令。同时依照实际作业的进展情况，及时做出必要的调整。10.3 基本技术规定

10.3.1 各级GPS测量基本技术规定应符合表7要求。10.3.2 AA、A与B级观测时段的分布应尽可能日夜均匀，且夜间观测时段所占比例不得少于25%。夜间观测从日落后1小时开始起算至日出为止（以同步环最西部点为标准）。

10.3.3 AA、A、B级测量必须同时观测记录各项气象元素和天气状况。C、D与E级测量可不观测气象元素，而只记录天气状况。

10.3.4 GPS静态定位测量时，观察数据文件名中应包含测站名或测站号、观测单元、测站类型（是参考站还是流动站）、日期、时段号等信息，具体命名方法依采用的GPS静态定位软件而定。10.3.5 雷电、风暴天气时，不宜进行AA、A、B级GPS测量。10.4 观测准备

10.4.1 GPS接收机在开始观测前，应进行预热和静置，具体要求按接收机操作手册进行。10.4.2 天线安置应符合下列要求：

a、用三脚架安置天线时，其对中误差不应大于3mm；B级不应在高标上安置天线。b、需在觇标的基板上安置天线时，应先卸去觇标顶部，将标志中心投影至基板上，然后依投影点安置天线。投影点示误三角形的最长边或示误四边形的长对角线不得大于5mm，投影方法见GB/T 17942；

c、GPS点上建有寻常标时，应在安置天线前放倒觇标或采取其他措施；

d、B级及以上各级GPS测量，其定向标志线应指向正北，顾及当地磁偏角修正后，其定向误差应不大于土5°，对于定向标志不明显的接收机天线，可预先设置标记，每次按此标记安置仪器； e、天线集成体上的圆水准气泡必须居中，没有圆水准气泡的天线，可调整天线基座脚螺旋，使在天线互为120°方向上量取的天线高互差小于3mm。

注：

1、在时段中观测时间符合表7中第七项规定的卫星，为有效观测卫星；

2、计算有效观测卫星总数时，应将各时段的有效观测卫星数扣除其间的重复卫星数；

3、观测时段长度，应为开始记录数据到结束记录的时间段；

4、观测时段数≥1.6，指每站观测一时段，至少60%测站再观测一时段。10.5 观测作业的要求

10.5.1 观测组必须严格遵守调度命令，按规定的时间进行作业。10.5.2 经检查接收机电源电缆和天线等各项联结无误，方可开机。

10.5.3 开机后经检验有关指示灯与仪表显示正常后，方可进行自测试并输入测站、观测单元和时段等控制信息。

10.5.4 接收机启动前与作业过程中，应随时逐项填写测量手簿中的记录项目，测量手簿格式、记录内容及要求见附录D。

10.5.5 接收机开始记录数据后，观测员可使用专用功能键和选择菜单，查看测站信息、接收卫星数、卫星号、卫星健康状况、各通道信噪比、相位测量残差、实时定位的结果及其变化、存储介质记录和电源情况等，如发现异常情况或未预料到的情况，应记录在测量手簿的备注栏内，并及时报告调度组织者。

10.5.6 每时段观测开始及结束前各记录一次观测卫星号、天气状况、实时定位经纬度和大地高、PDOP值等。须观测记录气象元素的等级GPS网点，每时段气象观测应不少于2次。一次在时段开始时，一次在时段结束时。时段长度超过2h时，应每当UTC整点时增加观测记录上述内容一次，夜间放宽到4h。

10.5.7 气象观测所用通风干湿表需悬挂在测站附近，与天线相位中心大致等高度处。悬挂地点应通风良好，避开阳光直接照射，便于读数。空盒气压表可置于测站附近地面，其读数应顾及至天线相位中心高度，加入相应的高程修正。当测站附近的小环境与周围的大环境不一致时，可在合适的地方量测气象元素，然后加上高差修正化为天线相位中心处的气象元素。

10.5.8 每时段观测前后应各量取天线高一次，其测量方法及要求见附录D。两次量高之差不应大于3mm，取平均值作为最后天线高。若互差超限，应查明原因，提出处理意见记入测量手薄记事栏。

10.5.9 除特殊情况外，不宜进行偏心观测，若迫不得已进行时，应测定归心元素，其方法可参考附录F或GB/T 17942。

10.5.10 观测员要细心操作，观测期间防止接收设备震动，更不得移动，要防止人员和其他物体碰动天线或阻挡信号。

10.5.11 观测期间，不得在天线附近50m以内使用电台，10m以内使用对讲机。10.5.12 天气太冷时，接收机应适当保暖；天气很热时，接收机应避免阳光直接照晒，确保接收机正常工作。

10.5.13 一时段观测过程中不允许进行以下操作： a、接收机关闭又重新启动； b、进行自测试； c、改变卫星仰角限； d、改变数据采样间隔； e、改变天线位置； f、按动关闭文件和删除文件等功能键。

10.5.14 在GPS快速静态定位测量中，同一观测单元期间 a、参考站观测不能中断； b、参考站和流动站采样间隔要相同，不能变更。10.5.15 经认真检查，所有规定作业项目均已全面完成，并符合要求，记录与资料完整无误，且将点位和觇标恢复原状后，方可迁站。11 外业成果记录 11.1 记录类型

GPS测量作业所获取的成果记录应包括以下三类： a、观测记录（磁盘、光盘或磁带存储）； b、测量手簿；

c、其他记录，主要有观测计划、偏心观测资料等。11.2 记录内容

11.2.1 观测记录项目主要有：

a、载波相位观测值、C/A码伪距和P（Y）码伪距等； b、对应观测值的GPS时间； c、GPS卫星星历参数；

d、测站和接收机初始信息：测站名、测站号、观测单元号、参考站或流动站、时段号、近似坐标及高程、天线及接收机编号、天线高、观测日期、采样间隔、卫星截止高度角。11.2.2 测量手簿分为四种。AA、A与B级静态定位测量一种，C、D与E级静态定位测量一种，GPS快速静态定位参考站测量一种，及GPS快速静态定位流动站测量一种，格式见附录D。11.3 记录要求

11.3.1 观测前和观测过程中应按要求及时填写各项内容，书写要认真细致，字迹清晰、工整、美观。

11.3.2 各项观测记录一律使用铅笔，不得开刀和涂改，不得转抄和追记，如有读、记错误，可整齐划掉，将正确数据写在上面并注明原因。其中天线高，气象读数等原始记录不得连环涂改。

11.3.3 手簿整饰，存储介质注记和各种计算一律使用蓝黑墨水书写。

11.3.4 外业观测中接收机内存储介质上的数据文件应及时拷贝成一式两份，并在外存储介质外面适当外制贴标签，注明网区名、点名、点号、观测单元号、时段号、文件名、采集日期、测量手簿编号等。两份存储介质应分别保存在专人保管的防水、防静电的资料箱内。

11.3.5 接收机内存数据文件卸到外存介质上时，不得进行任何剔除、删改和编辑。11.3.6 测量手簿应事先连续编印页码并装订成册，不得缺损。11.3.7 其他记录，亦应分别装订成册。12 数据处理 12.1 基线向量解算 12.1.1 软件及要求

C级及以下各级GPS网基线解点及B级GPS网基线预处理可采用随接收机配备的商用软件，AA、A、B级GPS网基线精处理须采用专门的软件，计算结果中应包括相对定位坐标和协方差阵等平差所需的元素。新启用的软件需经有关部门的试验鉴定并以业务部门批准方能使用。

12.1.2 准备工作

a、基线解算前，应按规范、技术设计和CH 1002及时对外业全部资料全面检查和验收，其重点包括：

（1）成果是否符合调度命令和规范要求；（2）观测数据质量分析是否合理。

b、起算点坐标系，AA、A、B级应为ITRF YY国际地球参考框架，C级以下可分为WGS 84坐标系。

AA、A、B级起算点的瞬时历元坐标精度应分别不低于0.2m、1m、3m，C及以下各级起算点坐标精度应不低于20m。

c、外业观测的气象数据要换算成适合于处理软件所需要的单位； d、当采用不同类型接收机时，应将观测数据转换成同一格式；

e、高标点、偏心观测点，应根据天线高记录、投影手簿或归心用纸等计算归心改正数，计算公式可参见附录F或GB/T 17942。12.1.3 解算方案 a、根据外业施测的精度要求和实际情况、软件的功能和精度，可采用多基线解或单基线解； b、每个同步观测图形只能选定一个起算点；

c、快速静态定位测量以观测单元为单位制定解算方案。12.1.4 基线向量解算基本要求 a、AA、A、B级网基线精处理应采用精密星历；

B级GPS网基线外业预处理和C级以下各级网基线处理时，可采用广播星历。b、各级GPS观测值均应加入对流层延迟修正，对流层延迟修正模型中的气象元素可采用标准气象元素。c、基线解算，按同步观测时段为单位进行。按多基线解时，每个时段须提供一组独立基线向量及其完全的方差——协方差阵；按单基线解时，须提供每条基线分量及其方差——协方差阵。

d、B级以上各级GPS网，基线解算可采用双差解、单差解或非差解。

C级以下各级GPS网，根据基线长度允许采用不同的数据处理模型。但是15km内的基线，须采用双差固定解。15km以上的基线允许在双差固定解和双差浮点解中选择最优结果。e、对于所有同步观测时间短于35min的快速定位基线，必须采用合格的双差固定解作为基线解算的最终结果。12.2 外业数据质量检核

12.2.1 同一时段观测值的数据剔除率，其值宜小于10%。

12.2.2 B级基线外业预处理和C级以下各级GPS网基线处理，复测基线的长度较差ds，两相比较应满足下式的规定： ds≤2 2σ„„„„„„„„„„„„„„„„„.（2）

式中：σ——相应级别规定的精度（按实际平均边长计算）。12.2.3 各级GPS网同步环闭合差，不宜超过附录E规定。

12.2.4 C级以下各级网、及B级GPS网外业基线预处理结果，其独立闭合环或附合路线坐标闭合差应满足： Wx≤3nσ Wy≤3nσ

Wz≤3nσ„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„(3)Wz≤3n3σ

式中：n——闭合环边数；

σ——相应级别规定的精度（按实际平均边长计算）。Ws=222zyxwww 12.3 AA、A、B级基线精处理结果质量检核

12.3.1 AA、A、B级基线精处理后应计算基线的ΔX分量、ΔY分量、ΔZ分量及边长的重复性，重复性定义为：

Rc=

式中：n——同一基线的总观测时段数； Ci——一个时段的基线某一分量或边长； σ2ci——该时段i相应于Ci分量的方差； Cm——各时段的加权平均值。还应对各基线边长分量、北分量和东分量的重复性进行固定误差与比例误差的直线拟合，作为衡量基线精度的参考指标。

12.3.2 AA、A、B级GPS网，同一基线不同时段的较差，应满足下式规定： dΔx

式中R由（4）计算。

12.3.3 AA、A、B级基线精处理后，独立闭合环或附合路线坐标分量闭合差足： Wx

式中r为环线中的基线数，为环线中第i条基线C分量的方差，由基线处理时输出。环境全长闭合差应满足：

式中：

Dbi——环线中第i条基线方差——协方差阵。

12.3.4 AA、A、B级基线精处理结果，同一测站的坐标分量在不同的同步图形中互差，起算点松驰时应小于1m，在起算点固定时应小于0.2m。

12.3.5 AA、A、B级基线精处理结果，必须对基线方差——协方差阵是否符合实际精度予以检核并在平差中调整。12.4 重测和补测

12.4.1 未按施测方案要求，外业缺测、漏测，或数据处理后，观测数据不满足表7规定时，有关成果应及时补测。

12.4.2 允许舍弃在复测基线边长较差、同步环闭合差、独立环或附合路线闭合差检验中超限的基线，而不必进行该基线或与该基线有关的同步图形的重测，但必须保证舍弃基线后的独立环所含基线数，不得超过表3的规定，否则，应重测该基线有关的同步图形。

12.4.3 由于点位不满足GPS测量要求而造成一个测站多次重测仍不能满足各种限差检核要求时，经主管部门批准，可以布设新点重测或者舍弃该点。

12.4.4 对需补测或重测的观测时段或基线，要具体分析原因，在满足表7要求的前提下，尽量安排一起进行同步观测。

12.4.5 补测或重测的分析应写入数据处理报告。12.5 GPS网平差 12.5.1 软件及要求

AA、A、B级网整体平差应使用专门研制的软件，C级及以下各级GPS网可使用随机商用软件；

12.5.2 AA、A、B级GPS网无约束平差

12.5.2.1 无约束平差应选取一个相应于观测历元的ITRF国际地球参考框架的点作为起算基准。

12.5.2.2 无约束平差时，根据外业作业期的分期、及作业技术要求的不同，可以分成若干子区，分别进行无约束平差。若进行相邻子区间无约束联合平差时，可引入若干系统误差参数（尺度、定向等），并对每一系统误差参数进行显著性检验。

12.5.2.3 无约束平差应作以下参数统计检验： a、方差分量因子估值σ2检验； b、每个改正数粗差的检验。

12.5.2.4 无约束平差应输出在ITRF国际地球参考框架下各点的地心坐标和大地坐标、各基线的改正数和基线向量平差值、各基线的地心坐标分量、大地坐标分量及其精度信息。12.5.3 AA、A、B级GPS网整体平差。

12.5.3.1 整体平差应在相对于某一历元的ITRF YY国际地球参考框架下进行。各子网历元不同时，应利用板块运动模型和速度场做统一的归算。

12.5.3.2 整体平差中作为起算基准的点的坐标应作为加权基准平差，即引入起算点的全方差——协方差阵，并乘以适当的松驰因子来进行权的确定。

12.5.3.3 整体平差应作以下参数检验： a、验后单位权方差因子σ2 的检验； b、转换参数和变形参数的显著性检验。12.5.3.4 参数检验后，应从模型中消失不显著的转换权和变形参数，并重新平差。12.5.3.5 整体平差后，应提供在ITRF YY国际地球参数框架下各点的地心坐标和大地坐标、各基线的地心坐标分量和大地坐标分量、所有参予平差的基线的改正数及平差值及其精度信息。12.5.4 C级以下各级GPS网无约束平差

12.5.4.1 在基线向量检核符合要求后，以三维基线向量及其相应方差——协方差阵作为观测信息，以一个点的WGS-84系三维坐标作为起算依据，进行GPS网的无约束平差。无约束平差须提供各点在WGS-84系下的三维坐标、各基线向量及其改正数和其精度信息。

12.5.4.2 无约束平差中，基线分量的改正数绝对值（VΔχ、VΔy、VΔz）应满足下式：

式中：σ——为相应级别规定的基线的精度。否则，认为该基线或其附近的基线存在粗差，应在平差中采用软件提供的自动方法或人工方法剔除，直至上式满足。

12.5.5 C级以下各级GPS网约束平差

12.5.5.1 利用无约束平差后的可靠观测量，可选择在WGS—84坐标系（必要时）、国家坐标系或地方独立坐标系下进行三维约束平差或二维约束平差。平差中，对已知点坐标、已知距离和已知方位，可以强制约束，也可加权约束。

12.5.5.2平差结果应输出在相应坐标系中的三维或二维坐标、基线向量改正数、基线边长、方位、转换参数及其相应的精度信息。

12.5.5.3 约束平差中，基线分量的改正数与经过12.5.4.2粗差剔除后的无约束平差结果的同一基线相应改正数较差的绝对值（dVΔχ、dVΔy、dVΔz）应满足下式

式中：σ——为相应等级基线的规定精度。

否则，认为作为约束的已知坐标、已知距离、已知方位中存在一些误差较大的值应采用自动或人工的方法剔除这些误差较大的约束值，直至上式满足。12.6 数据处理成果整理和编写技术总结

12.6.1 基线解算、无约束平差和约束平差（或整体平差）的结构均要求拷贝到磁（光）盘和打印各一份文件，磁（光）盘要装盒，打印成果要装订成册，并要贴上标签，注明资料内容。12.6.2 外业技术总结内容应包括：

a、测区范围与位置，自然地理条件，气候特点，交通及电讯、供电等情况； b、任务来源，测区已有测量情况，项目名称，施测目的和基本精度要求； c、施测单位，施测起讫时间，作业人员数量，技术状况； d、作业技术依据； e、作业仪器类型、精度以及检验和使用情况； f、点位观测条件的评价，埋石与重合点情况； g、联测方法、完成各级点数与补测、重测情况，以及作业中发生与存在问题的说明； h、外业观测数据质量分析与野外数据检核情况。12.6.3 内业技术总结应包含以下内容：

a、数据处理方案、所采用的软件、所采用的星历、起算数据、坐标系统，以及无约束平差、约束平差情况；

b、误差检验及相关参数和平差结果的精度估计等； c、上交成果中尚存问题和需要说明的其他问题、建议或改进意见； d、各种附表与附图。13 成果验收与上交资料 13.1 成果验收 13.1.1 成果验收按CH 1002进行。交送验收的成果，包括观测记录的存储介质及其备份，内容与数量必须齐全、完整无损，各项注记、整饰应符合要求。13.1.2 验收重点包括：

a、实施方案是否符合规范和技术设计要求； b、补测、重测和数据剔除是否合理；

c、数据处理的软件是否符合要求，处理的项目是否齐全，起算数据是否正确； d、各项技术指标是否达到要求。

13.1.3 验收完成后，应写出成果验收报告。在验收报告中应按CH 1003对成果的质量做出评定。

13.2 上交资料

a、测量任务书（或合同书）、技术设计书；

b、点之记、环视图、测量标志委托保管书、选点资料和埋石资料； c、接收设备、气象及其他仪器的检验资料； d、外业观测记录、测量手簿及其他记录； e、数据处理中生成的文件、资料和成果表； f、GPS网展点图； g、技术总结和成果验收报告。

附录A（标准的附录）大地坐标系有关说明

A1 WGS—84大地坐标系的地球椭球基本参数及主要几何和物理常数 A1.1 地球椭球基本参数 长半径α=6 378 137m 地球引力常数（含大气层）GM=3 986 005×108m3s－2

正常化二阶常谐系数C2.0=－484.166 85×10－6 地球自转角速度ω=7 292 115×10－11rads－1 A1.2 主要几何和物理常数

短半径b=6 356 752.314 2m 偏率α=1/298.257 223 563 第一偏心率平方e2=0.006 694 379 990 13 第二偏心率平方e2=0.006 739 496 742 227 椭球正常重力位U0=62 636 860.849 7 m2s－2 赤道正常重力r0=9.970 326 771 4 ms－2 A1.3 WGS-84(C730)大地坐标系GM=3 986 004.418×108m3s－2，其他地球椭球基本参数及主要几何和物理常数同A1.1、A1.2规定。

A2 1980西安坐标系的参考椭球基本参数及主要几何和物理常数 A2.1 参考椭球基本参数 长半径：α=6 378 140m 地球引力常数（含大气层）GM=3 986 005× 108 m3 s－2 二阶带谐系数了J2=1 082.63×10－6 地球自转角速度ω=7 292 115×10－11rads－1 A2.2 主要几何和物理常数

短半径b=6 356 755.288 2m 偏率α=1/298.257 第一偏心率平方e2=0.006 694 384 999 59 第二偏心率平方e2=0.006 739 501 819 47 椭球正常重力位U0=6 263 683×10m2 s－2

赤道正常重力r0=9.780 318 ms－2 A3 1954年北京坐标系参考椭球的基本几何参数 长半径：α=6 378 245m 短半径b=6 356 863.018 8m 偏率α=1/298.3 第一偏心率平方e2 =0.006 693 421 622 966 第二偏心率平方e2=0.006 738 525 414 683 附 录 B（标准的附录）

选点与埋石资料及其说明 B1 GPS点之记（见表B1）

B2 GPS点环视图

B3 GPS网选点图

附 录 C（标准的附录）

气象仪表的主要技术要求

C1 通风干湿表的主要技术要求和使用 C1.1 主要技术要求

a.在温度－10～+45℃的范围内，可测10％～100％的相对湿度；

b.温度表的刻度应在－26～+51℃或－26～+41℃的范围内，其最小分度值应为0.2℃； c.通风器开动后，在第4分钟末，温度表球部周围的通风速度不得小于2.5m/s，在第6分钟末，不得小于2.2 m/s；

d.每分钟末通风速度的改变不应大于0.2 m/s。

C1.2 通风干湿表遇有下列情况之一时，应进行再检定。a.在同一海拔高度上，发条盒转动第二周的作用时间增长6s以上； b.检定或更换温度表；

c.修理及更换配件； d.对检定结果有怀疑时。

C2 空盒气压表的主要技术要求和使用 C2.1 主要技术要求 a.空盒气压表应能在大气压力53 329～106 658Pa，空气温度为-10～+40℃的条件下正常工作；

b.稳定系数的变化，每度不得超过±27Pa； c.示值修正值的最大差值不得超过绝对值400Pa；

d.空盒气压表的空盒组、传动系统和指示部分应连接牢固，无松脱和摩擦现象； e.当空盒气压表倾斜45°时，转击表身，指针位置的改变不得大于±53 Pa； f.当正、反方向转动调节螺丝时，指针的位移量不得小于4 000 Pa； g.空盒气压表的刻度盘表面应呈白色、刻线清晰，无划痕缺陷；

h.指针应平直，具有弹性，末端应扭转90°角，且与刻度盘表面垂直，指针与刻度盘表面的间距为0.3～1.0mm。

C2.2 空盒气压表遇有下列情况之一时，应进行再检验。a.气压表被剧烈震动过，或对示值有怀疑时；

b.气压表的读数与本站水银气压表的气压相比较，经过示值修正后，其差值超过±400 Pa。

附 录 D（标准的附录）

测量手薄记录及有关要求

D1 测量手薄 D1.1 测量手薄封面

GPS测量手薄No.类级 起止日期 项目名 测量模式 图幅

（测量单位）

D2 GPS测量手薄记录内容及要求

D2.1 AA、A、B级静态定位测量手薄记录内容及要求： a.点号、点名； b.图幅编号：填写1：50 000地形图图幅编号； c.观测员、记录员； d.观测日期：在填写的月、日下打一斜线填写年月日；

e.接收机名称及编号、天线类型及编号、存储介质及编号、数据文件名、通风干湿表编号、空盒气压表编号、备份存储介质及编号；

f.近似纬度、近似经度、近似高程：近似经纬度填至1′，近似高程填至100m； g.采样间隔、开始记录时间、结束记录时间； h.站时段号、日时段号；

i.天线高及其测定方法及略图：测定方法见D3，各项测定值取至0.001m； j.点位略图：按点附近地形地物绘制，应有3个标定点位的地物点，比例尺大小视点位具体情况确定；

k.气象元素及天气状况：其中气压读记至10Pa（0.1 mbar），气温读至0.1℃，天气状况按晴、多云、阴、小雨、小雪、雨、雪选一填写，同时记录云量及分布；

l.测站跟踪作业记录：记载卫星信噪比等；

m.记事：记载是否进行偏心观测，其记录在何手薄，以及整个观测过程中出现的重要问题，出现时间及其处理情况。

D2.2 C、D与E级静态定位测量手薄有关项目要求同D2.1。D2.3 GPS快速静态定位测量需填写观测单元号，其时段号应为观测单元内的时段序号，其他项目要求同D2.1。

D3 天线高测定方法及要求 D3.1 天线墩上天线高测定

用天线高量测杆或小钢卷尺从厂家规定的天线高量测基准面彼此相隔120°的三个位置，分别量取至天线墩中心标志面的垂直距离，互差应小于2ｍｍ，取平均值为天线高h。

D3.2 三角架上天线高测定

备有专用测高标尺的接收设备，将标尺插入天线的专用孔中，下端垂准中心标志，直接读出天线高（或需加一常数）。

其他接收设备，可采用倾斜测量方法。从脚架三个空档（互成120°），测量天线高量测基准面至中心标志面的距离，互差应小于3mm，取平均值为L，天线底盘半径为R，按天线高

求出。

D3.3 觇标仪器台上天线高测定

按D3.1方法量取天线高量测基准面至仪器台上表面的高差h′，再量取仪器台的厚度h″，再用钢卷尺不同部位，量取仪器台下表面至中心标志面的高差三次，其互差不应大于5mm，取平均值为最后结果h则天线高

D3.4 在GPS测量手薄中应绘出天线高量测方法略图

附 录 E（标准的附录）同步观测环检核

三边同步环中只有两个同步边成果可以视为独立的成果，第三边成果应为其余两边的代数和。由于模型误差和处理软件的内在缺陷，第三边处理结果与前两边的代数和常不为零，其差值应小于下列数值：

式中：σ——相应级别规定的精度（按网的实际平均边长计算）。对于四站以上同步观测时段，在处理完各边观测值后，应检查一切可能的三边环闭合差。

附 录 F（标准的附录）

归心元素测定与计算 F1 归心元素的测定 F1.1 GPS方法

如图F1所示，P为标志中心，A为已测GPS点，B为GPS方位点。

在A、B点上安置接收机，观测一时段后，交换天线，再观测一时段，共两时段，获得A、B点WGS-84坐标。用经纬仪以三等三角测量的要求观测水平角γ

1、γ 各4 测回，用红外测距仪，观测4测回，得到AP间的距离SAP与BP间的距离SBP，用水准测量或经纬仪高程方法分别测出PA间的高差hAP与PB间的hBP，即可计算出归心元素△XA、△YA、△hAP与α

AP。

F1.2 纯GPS方法

在A、P点上安置接收机，观测一时段后，交换天线再观测一时段，共两时段，获得A、P点间的WGS-84坐标系坐标差△XAP、△YAP、△ZAP。时段长度：双频接收机不得少于30min，单频接收机不得少于1h。F1.3 三角联测方法

若已知P点至某一方向的大地方位角，可通过P点上对该方向与PA方向间角度观测求出α

AP，进而得到

dAP，以代替F1.1通过测角求α AP 的方法。按三等三角测量要求，角度观测四测回。F2 归心元素计算

已知A、B两点WGS-84空间直角坐标分别为XA、YA、ZA与XB、YB、ZB以A点坐标为原点，求得B在A点站心坐标系中的站心地平坐标：

第二篇：《全球定位系统(GPS)测量规范》GB T 18314-2009 简介概要

GB/T 18314―2009《全球定位系统（GPS）测量规范》简介

GB/T 18314―2009《全球定位系统（GPS）测量规范》代替GB/T 18314―2001《全球定位系统（GPS）测量规范》。

本标准规定了利用全球定位系统（GPS）静态测量技术，建立GPS控制网的布设原则、测量方法、精度指标和技术要求。本标准适用于国家和局部GPS控制网的设计、布测和数据处理。

本标准的内容包括：范围、规范性引用文件、术语和定义、基本规定、级别划分和测量精度、布设的原则、选点、埋石、仪器、观测、外业成果记录、数据处理、成果验收与上交资料，以及附录A（资料性附录）大地坐标系有关说明、附录B（规范性附录）选点与埋石资料及其说明、附录C（规范性附录）气象仪表的主要技术要求、附录D（规范性附录）测量手簿记录及有关要求、附录E（资料性附录）归心元素测定与计算和附录F（规范性附录）同步观测环检核。

第三篇：使用全球定位系统的时间和频率测量（最终版）

使用全球定位系统的时间和频率测量

迈克尔A.Lombardi，丽莎。纳尔逊，安得烈，诺维克，张胜利S.美国国家标准与技术研究院的时间和频率划分

这篇文章介绍了全球定位系统（GPS）卫星信号是被用来进行时间和频率的计量的。文章讨论了GPS接收器能怎样为频率校准和实间同步提供一个参考信号。它也解释了利用了几种类型的GPS信号测量时间和频率。这些包括单向或直接接收测量，单和多通道共视的测量，和载波相位测量。讨论了ＧＰＳ信号可以提供国家的可追溯性和国际标准得可追溯性。介绍ＧＰＳ

GPS，众所周知的一种全球定位工具，也已经成为发布时间和频率的主要系统。GPS接收机是电信网络、校准和测试实验室中的固定装置。它们使时钟同步、校准和在任何设施中控制振荡器即可以用ＧＰＳ卫星视线安置一个室外天线接收装置。

ＧＰＳ卫星是被美国国防部（美国国防部）来控制和操作的。星座包括至少２４个卫星轨道在地球20200公里的高度在6个固定的飞机倾向于从赤道55°。轨道周期是11小时58分钟,这意味着一个卫星绕地球飞行每天两次。通过处理从卫星收到信号,GPS接收器可以确定其位置GPS卫星广播两个载波频率: 在1575.42 MHz L1,L2为1227.6 MHz。每颗卫星广播扩展频谱波形,称为伪随机噪声在L1和L2(打印)代码,并且每个卫星它是由打印标识代码传送。有两个类型的打印代码。第一个类是一个粗糙的收购(C / A)代码与芯片的1023芯片每毫秒。第二种类型是一个精密芯片的速(P)的代码10230芯片每毫秒。C / A码是广播在L1,广播L1和L2 P代码。GPS接收视线,这意味着天空的天线必须有一个明确的观点。如果一个晴朗的天空视图是可用的,可以收到近的信号地球上的任何地方每个卫星携带铷和铯振荡器,或两者的结合。车载的振荡器为载体和提供参考代码广播。他们带领USDOD地面站和引用协调世界时(UTC)由美国海军维护天文台(USNO)。经双方协议UTC(USNO)维护和UTC(NIST)在100 ns,这两个时间尺度之间的频率偏移是< 1 x 10-13年

GPS接收设备有几种类型的GPS接收器使用和频率计量。成本、大小和设计的从模型的GPS定时接收机有着显著的不同模型,但大多数都有个共同的特性。大多数接收器使用C /代码L1频率播出作为他们的时间和频率参考。最能同时从8到12卫星追踪,可以提供时间和频率信号来自一个平均的卫星视图。大多数提供time-ofday和日期信息在计算机可读的格式,通过rs11彼此。由于频率漂移和老龄化问题,这个需求不可能会见石英振荡器,和困难会见铷振荡器,因为他们需要定期调整。铯振荡器将很容易满足要求,但他们的高成本使它不切实际的购买多个单位。很容易看到GPSDO电信是一个很好的解决方案网络问题。两个其他类型的GPS接收器用于越多本文中描述的专业测量。Common-view GPS接收器实际上是集成结合标准GPS定时接收机的系统测量硬件和软件。这种硬件和软件使系统测量个人卫星和存储结果,这样他们就可以稍后处理。Carrier-phase GPS接收器是大地的设计和测量应用。通常更昂贵的比传统的时间和频率接收器,他们跟踪和衡量L1和L2载波频率。他们的潜力定位性能特殊,L1航空公司只是19厘米波长和定位的不确定性通常是用厘米来衡量甚至毫米。当用于时间和频率测量,收集的数据必须存储可以稍后处理。GPS天线使用大部分的接收器这里描述很小,通常直径< 100毫米。他们通常有内置放大器驱动天线电缆,用于获得多天线导航。使用高增益天线可以使用长天线电缆,只要100一些实例。与GPS接收器用于导航,时间和频率接收器是坐落在一个房间或实验室和一个很长的天线电缆通常是必要的。GPS测量技术所隐含的不同类型的接收器在最后一节中,有几种不同类型的GPS时间频率计量学测量中使用。这些测量可分为三个将军类别:单向、common-view carrier-phase。大多数的GPS测量校准和测试实验室单向测量。单向的测量很容易和他们不确定性是小到足以满足要求几乎所有的校准或测试实验室。Commonview和carrier-phase测量需要更多的努力,包括测量数据的后期处理。为这个原因,他们通常留给国际比较计量实验室的时候测量不确定性必须尽可能小。表1比较了GPS测量技术。表1。典型的GPS测量技术的不确定性技术时间频率不确定性不确定性24小时、2σ24 h,2σ

单向< 20 ns < 2 x 10 – 13 单通道10 ns≈≈1 x 10-13年Common-View多渠道< 5 ns < 5×1015Common-view单向GPS测量单向GPS技术使用的信号从GPS接收机作为标定参考。的GPS信号实时使用,没有后期处理测量结果是必需的。的目的测量通常是同步定时脉冲,或校准频率源。在接收机用于测量之前,它必须完信号采集过程。的一部分收购过程包括测量天线的位置。与GPS导航接收器计算位置修正而移动速度(通常更快位置修正每秒),GPS时间和频率接收器通常不会移动,不需要调查完成后计算位置修正一次。

因此,时间和频率接收器通常存储单一位置固定,使用同样的位置上。许多接收器时自动启动调查他们正在打开。在这个过程结束的时候,前面面板指示器告诉操作员,接收者是准备好了 使用。一旦完成信号采集,输出从接收机连接到测量信号系统。时间同步测量,1 pps信号从接收方通常是作为一个输入时间间隔计数器。频率测量的例如,频率输出(10 MHz)GPSDO作为一个相位比较器的输入,或用作吗外部时基频率计数器。单向性能自带领GPS卫星传输信号同意UTC,长期GPS精度接收方一直都是优秀的。的性能C /代码接收器成为更好的5月2日,2000年(51666年MJD)当USDOD集选择性的可用性(SA)为零。SA是一个USDOD指令,可用于有意引入GPS信号减少噪音它的定位和定时精度。图1是一个阶段情节显示典型的GPS接收器,数据记录在立即SA将之前和之后零。图1所示。相图显示之前和GPS性能 在SA被设置为0。

10分钟的数据点如图1所示 通过比较平均接收的信号 pps典型的GPS定时接收机的输出

UTC(NIST)使用时间间隔计数器。图2显示了 15天内立即收到阶段

2000年5月2日。在此期间,收到peak-topeak变化阶段数据< 50 ns。相图表明,GPS广播aretightly控制,自振幅相位测量一天比一天相似。这导致优秀的准确性和稳定性时平均1天或更长时间的使用。然而,信号的相位噪声限制短期稳定,艾伦偏差所示(σy(τ))图(图3)。

图2。GPS接收器和UTC(NIST)在SA后15天时间间隔设置为0。图3。频率稳定度(Allan偏差)的GPS接收机在SA被设置为0 图3显示的稳定性接收机是near1 x 10-1天,相位噪声持续平均下来直到稳定性达到十14部分。虽然不是如图3所示,这个接收器的相位噪声限制了短期稳定在1 s 10 9部分。如果你选择

发布频率从GPSDO获得,或使用它作为参考测量系统,确保其短期稳定满足您的需求。虽然GPSDOs可以校准几乎任何频率标准测量段1天或更长时间,他们通常不适合测量振荡器稳定< 1000年代的平均时间。

与单向GPS建立可追溯性可追溯性的定义告诉我们,可追踪的 测量需要一个“完整的链

比较所有规定的不确定性。“这链通常来源于与国际或国家标准。[1]为了显示跟踪通过GPS,NIST的链必须扩展从GPS测量NIST。我们提供两个例子(表2和图3)如何记录追溯链。两个链显示追溯回UTC(NIST),和回到国际单位制(SI)由局国际des重量等维护措施(BIPM)。记住,每一个环节的追溯链涉及比较引用和被测设备或信号。链接的不确定性A、B和C非常小,几乎没有对大多数测量结果。

然而,他们必须记录在建立追溯链。链接的不确定性A和B可以计算从BIPM Circular-T,发表双月刊,并可在www.bipm.fr /金星/ 5 _scientific / c_time / time.html 另一个网站建立链接可以找到 在NIST的时间和频率划分的网站: www.boulder.nist.gov timefreq /酒吧/公告/ nistusno.htm 从公布的数据可以建立链接C USNO:tycho.usno.navy.mil / gps_datafiles.html链接D的不确定性是依赖于接收器的。不 所有的GPS接收器都是平等的,一些模型介绍了比其他人更多的不确定性。两个因素,导致收机性能的质量接收机的本地振荡器和软件的质量从卫星获得的算法处理数据。建立链接D需要陈述的不确定性规范时,接收者将达到或超过正常运营。制造商的规范是一个

第四篇：GPS全球定位系统在地籍测量中的应用

GPS全球定位系统在地籍测量中的应用

摘要：GPS技术是当今信息社会发展最快的技术之一，己渗透到土地测绘中并得到广泛的应用，且GPS与GIS、RS的结合对地籍信息系统的建立将起到推动作用。

关键词：GPS地籍测量土地动态监测地籍信息系统 中图分类号：P271文献标识码：B l.概述

GPS是由美国研制，以空中卫星为基础的无线电导航系统，该系统能为全球提供全天侯、连续、实时、高精度的三维位置，可满足多方面的需求，目前GPS技术己广泛应用于地籍测绘、城镇规划、地球资源调查与管理等多领域井发挥巨大作用。

2.GPS在地籍测绘中的应用 2.1 GPS在地籍控制测量中的应用

位于太原市汾河西岸的西干渠上兰排洪沟段，全长约14km，为进行地籍调查，我们经实地踏勘，决定布设D级GPS控制网。2·1·1点位布设

控制网点由7个点组成，7个点全部位于视野开阔，有利于其它测量手段扩展和联测的地方，其中有3个点为1954年太原坐标系中的三等点，同时也作为本控制网的起算数据，7个控制点间最小间距 24km，最大间距 6．4km，具体点位如图一所示：

注： kz1 kz2 kz3为三等点

2·1·2观测方案

按GPSD级网的要求，对整个网进行了组织，观测之前做了星历预报，结合实际情况，选择合适观测时间以保证精度。观测主要技术要求

观测时间≥60分钟

卫星高度角≥15度 观测卫星≥4颗

观测时段数≥2 pdop≤10

2·l·3观测成果及精度分析

GPS基线解算和平差计算均在随机软件GpsurveyZ．35中进行，在基线全部合格后，分别在WGS84和北京54坐标系中进行平差计算，计算成果符合规范精度要求后，按数字模型转换为太原54坐标控制网，点位中误差最小为1．ZCM，最大为3CM，可达到四等网的精度要求。2·2把 GPS技术引入界址测定中

地籍测量的目的是测定每宗地的权属、界址、点、线、位置、形状、数量等基本情况，它的精度如何，直接影响地籍管理的准确性和权威性。所以山西省地籍调查实施细则》要求界址点对邻近图根点点位中误差为5—7．SCM，如此高的儿何精度，必须用高精度的仪器现场施测才能达到。利用GPS的RTK技术也能满足上述精度要求。RTK是载波相位实时动态差分定位，实时处理能达到厘米级精度，譬如Trimble4800的实时测量水平精度为±（13）cm＋2ppm。3.GPS技术在勘测定界和土地动态监测中的应用

建设用地勘测定界是确定建设用地的位置、面积等方面的测绘，它为政府部门审批用地提供基础数据。利用GPS的RTK技术迸行勘测定界，完全能满足建设用地勘测界址点坐标对邻近图根点点位中误差及界址线与邻近地物或邻近界线的距离中误差不超过10cm的精度要求，且效率高，受条件限制小，特别是对铁路、公路、河流等线状用地效果更为明显。

土地利用动态监测是对土地利用的变化状况迸行及时准确的调查，为合理利用土地资源，为政府和各级土地管理部门制定各项政策，落实各种管理措施提供依据。传统的野外测量受限于条件、地形等多方面因素的制约，并且不能及时反映土地利用的动态变化。使用手持式差分型GPS接收机，能快速和方便地测量点、线和面，井记录其所规定的属性信息。手持式差分型GPS接收机适用于各种情况的土地监测，差分改正后精度可以达到l——5m，加分米级处理器定位精度大于0.5m，其精度完全满足土地利用现状调查及土地动态监测的精度要求。有传统测量无法比拟的速度快、效率高的特点。4.GPS技术在建立地籍信息系统中的应用

地籍信息系统主要包括行政界线、宗地界线和宗地属性及地表覆盖物的几何位置、形状及倩况。地籍信息系统的精度受控制网精度的影响。地籍信息的时效性，决定了地籍信息必须具有动态更新功能。利用GPS定位技术来完成信息系统数据的采集。记录，建立控制网络数据库，将为信息系统向现代化、自动化、网络化发展奠定坚实的基础。使用最新的GPS PruXR和ProXRS系统，用户可以在短时间内采集到高精度的数据，可以构成成图及GIS应用的强大工具。5.结束语

随着GPS卫星全球定位技术的发展应用，将导致测绘行业一场深刻的技术革命，特别是3S技术的结合，GPS技术在土地测绘中的作用将更为重要，它缩短了时间，提高了精度，可产生巨大的经济效益。

第五篇：全球定位系统及其应用教案

1、全球定位系统

全球定位系统(gps)的概念、基本组成和工作过程(a)概念:全球定位系统(gps)是具有在陆、海、空进行全方位、实时三维导航与定位功能的新一代卫星导航与定位系统。它能够实时测量“四度”:经度、纬度、高度、速度。

基本组成:全球定位系统(gps)由空间星座、用户系统、地面控制系统三个部分组成。

工作过程:gps卫星发送导航定位信号,地面控制系统对卫星进行监测和调控,用户系统接收gps卫星发射的信号进行导航定位。

2、全球定位系统与定位导航 gps的主要应用领域(a)gps以其高技术的含量及全方位、实时三维导航与定位功能而广泛应用于众多的领域。主要应用领域有军事、导航、交通管理、农业、旅游娱乐、城市管理等方面。