五、GNSS测量控制网的建立（1）

1.GNSS控制测量的模式 2 GNSS控制网建立的流程

1 资料收集与踏勘 1、资料收集 在技术设计之前，收集与整理测区已有的测绘资料。主要包括：  各类图件（地形图、交通图、规划图等）；  测区及周边地区可利用的已知点成果资料；  有关的技术规范、规程等。 2、测区踏勘 资料收集完成后，还要实地踏勘了解情况，为技术设计书的编写提供依据。主要如下：  已知点的分布情况；  实际交通状况； 水系分布情况； 居民点分布情况等； 对点位分布有特殊要求的，还需重点勘察。 2 GPS网精度设计 国家现行的《全球定位系统（GPS）测量规范》（GB/T18314-2009）（以下简称《规范》）按照精度和用途将GPS网划分为A、B、C、D、E五个等级，其中A级GPS网由卫星连续运行基准站构成（相当于一等）， B、C、D、E相对应于二等、三等、四等、一级。《规范》中对每个等级的技术指标提出了明确要求。各部委也相应的制定了GPS测量规程，用来指导GPS网精度设计与等级选择。

随着经济和科技的发展，GPS测量应用范围越来越广，一些特殊工程测量精度也越来越高,设计人员应该充分理解测量任务的目的和精度要求，在此基础上根据规范进行相应的精度设计。 3.基准设计 GNSS控制网与已有国家控制网点可能存在不同的基准。因此建立GNSS控制网，在技术设计阶段就应明确GNSS成果所采用的坐标系统和起算数据，即网的基准设计。 GNSS基准设计包括：坐标系统基准和高程基准的确定。 为了将GNSS测量成果转化为国家坐标系成果，GNSS网必须联测地面网高等控制点： 平面控制点：不少于3个，具有较好的兼容性，且均匀分布于测区。用于起算、检核和坐标转换。 高程控制点：平原地区，不少于3个；丘陵地区，不少于6个；具有四等以上精度，且均匀分布于测区。用于起算、检核和高程转换。 检核基线边：由高精度测距仪或双频接收机测定，数量及分布无严格限定。 4 网形设计 设计准则：在保证GPS网精度和可靠性的前提下，尽可能地提高效率，降低成本，以体现优化设计的准则。 1、GPS网布设的主要特点：相邻点间无需通视，相邻边长不受严格限制，网形结构无严格要求。因而GPS网的布设具有很大的灵活性，主要取决于用户的要求与用途。 2、GPS网布设的基本概念：  观测时段：就是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。  同步观测→同步观测环：就是N台接收机，同时对同一组卫星进行的观测，由同步观测获得的基线向量，构成闭合环，就叫同步环。  异步观测→异步观测环→独立观测环：也就是是非同步观测，由非同步观测获得的基线向量，构成的闭合环称为异步环。  同步基线→复测基线→独立基线 布网设计实际上就是将不同时段独立基线连在一起即构成一些独立环或附合路线，从而形成一些几何检核条件。如构成三角形网、多边形网或附合路线网，以确保GPS成果的精度与可靠性，有效发现粗差。 根据规范规定，对于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网布设成多边形或附合路线。对于各级GPS网独立环或附合路线的边数应下表规定。 5 观测设计 6.技术设计书编写 主要包括以下内容： （1）任务概述； （2）测区自然地理情况 （3）已有资料情况； （4）引用文件； （5）主要技术指标； （6）选点和埋标； （7）布网方案； （8）仪器设备； （9）GPS网的观测； （10）观测数据处理。

1 外业选点 1、主要任务——根据技术设计的要求，在实地踏勘获取测区地理与已知点资料的基础上，将图上设计点位在实地确定下来。由于GNSS选点无需相互通视，而且网形结构比较灵活，因此外业选点工作较常规测量要简便得多。 2、选点要求——单个GNSS点应满足以下基本要求： （1）视野开阔，附近无明显障碍物； （2）周围无明显干扰源； （3）交通便利，提高作业效率； （4）最好具有某一地面通视方向； （5）点位稳固，有利于保存。 选点结束，应提交：选点图、点之记及点的环视图（两种可选形式）。

1、主要任务——根据技术设计中GNSS点的等级要求确定标石类型（天线墩、基本标石、普通标石），提前按照各种标石的规格要求进行预制；在实地所选点位进行标石埋设或现场浇灌，并进行的标石的外部整饰。 2、埋设要求——应满足以下基本要求： （1）埋设稳定，有利于长久保存； （2）有上下层时，各层标志中心应严格在同一铅垂线上，其偏差不大于2mm； （3）点名及中心标志清晰，标石附近有标注； （4）高等级点位标石应办理委托保管手续。

1、仪器选择——GNSS控制网测量必须选择测量型接收机。为了有效控制电离层误差，提高作业效率，《规范》中对各级GNSS网单频/双频接收机以及同步观测的接收机台数作出了相应的选用要求。 2、仪器检验——对于选定的接收机在参加作业之前，应到专业检定机构对其性能与可靠性进行检验，合格后方可使用。 《规范》规定： （1）新购置的GNSS接收机，以及当接收机天线受到强烈撞击，或更新接收机部件后，或更新接收机天线与接收机匹配关系后的接收机，应按规定进行全面检验后使用。 （2）不同类型的接收机参加共同作业时，应在已知基线上进行比对测试，超过相应等级限差时不得使用。 （3）天线或基座的圆水准器、光学对中器、天线高量尺，在作业期间至少1个月检校一次。对于必检项目，其检定周期一般不超过一年。

观测调度——根据测区地形和交通状况、GNSS仪器数量、控制网测量等级、作业车数量、有利观测时间等因素进行综合考虑，编制观测调度表。在作业过程中可以根据具体情况做必要调整。 有利观测时间——根据卫星星历、测区概略位置、兼顾测站周围障碍物情况进行卫星可见性预报确定（GDOP≤6）。

GNSS观测作业 1、人员要求：观测应熟悉GNSS接收机性能、硬件连接、软件操作等，作业前需进行专门培训，考核合格方可上岗操作。 2、作业流程： （1）天线安置 根据点位情况选择脚架安置、天线墩安置、觇标投影安置、偏心安置；对中整平、量取天线高、天线定向（C级以上）。 （2）数据采集 连接天线与接收机，检查各机参数设置是否一致；开机搜索卫星，输入或记录测站点号和天线高，等待开测；按测量键同步数据采集，查看有关信息。 （3）手簿记录 （4）收机迁站 达到预定时间，按停止键，数据存盘，退出关机。收机清点，装箱迁站（需连续时段观测时，不用收机）。对于自动化程度高的接收机，操作将更加简便。 3、观测要求： （1）观测组应严格执行调度命令，实施同步观测； （2）仪器使用应严格遵守操作规程，不得违规作业； （3）每一作业环节应精益求精，不得遗漏； （4）作业中保护仪器，避开雷电天气； （5）确保电量充足与数据安全，避免无效观测。

所有外业观测数据和测站信息都应妥善记录。GNSS测量的外业成果包括两部分：由接收机完成的观测记录与由人工完成的手簿记录。 1、观测记录 由接收机自动完成，并记录在存储介质上。主要包括：原始观测数据、对应观测值的GPS时间、测站和接收机信息等。 2、手簿记录 接收机在启动前与作业过程中，观测员应随时逐项填写测量手簿中的记录项目。 注意：参照常规测量手簿要求规范化记录，对于天线高、气象读数等原始记录不应连环涂改！

在外业观测中，有时会遇到测量觇标点，上基板观测台需要提前进行觇标投影，也会涉及安全因素；直接在标石上安置天线势必影响卫星信号的接收，规范允许采用偏心观测方式。

外业观测成果的检核，是在利用基线处理软件解算外业观测数据之后进行各种检核，发现不合格的数据需根据情况及时进行重测或补测。

1、单基线质量检核 同一时段观测值的数据剔除率≤10%； 固定解质量因子Ratio ≥2； 基线平差后单位权中误差≈10mm 2、同步环闭合差 由于模型误差和基线解算软件的内在缺陷而使同步观测环存在闭合差。 3、复测基线长度差 GNSS B级网基线外业预处理和C、D、E级网基线处理，任意两条重复基线长度之差 d S d_S dS​应满足： d S ≤ 2 2 σ d_S\le2\sqrt 2\sigma dS​≤22 ​σ

外业观测成果的检核，是在利用基线处理软件解算外业观测数据之后进行各种检核，发现不合格的数据需根据情况及时进行重测或补测。 （1）未按施测方案要求，观测数据又不满足基本技术规定的，应及时补测。 （2）舍弃超限基线后，导致独立环基线边数超出规定要求的，必须补测超限基线所在的同步图形。 （3）点位不满足选点要求导致成果不满足检核要求的，可以重新选点重测或者舍弃该点。 （4）需补测或重测的时段或基线，应尽量安排一起同步观测。