GPS控制网设计

E级GPS平面控制网技术设计书1、概述本次gps平面控制测量任务和作业容是位于北部松花江主航道北侧，为配合本次控制测量课程设计任务，需在江心岛开发区约4.2平方公里的测区围建立E级GPS平面控制网。

2、测区自然地理概况和已有资料2.１、测区自然地理概况测区位于省市北部松花江主航道北侧，是松花江泛洪区自然形成的梭形岛，为河漫滩湿地。

该岛地理位置优越,南北与市区相望,西隔宾洲铁路桥与太阳岛相望。

测区东西长约4.5公里，南北最宽约1.3公里，面积达4.2平方公里，平均海拔115米，位于松花江中游，属中温带大陆性季风气候，冬长夏短，全年平均降水量569.1毫米，降水主要集中在6-9月，夏季占全年降水量的60%。

四季分明，冬季1月平均气温约零下19度；夏季7月的平均气温约23度。

测区围：测区地理坐标为东经：126度37分—126度40分北纬：45度48分实测围呈不规则形状，围面积约4.2平方公里。

2.2、测区已有资料成果情况测区有google earth卫星遥感图一幅，该图可供图上选点。

此外，测区有校区控制三角点2个，其数据如下：3、测量技术设计依据（1）GB-T-18314-2009《全球定位系统(GPS)测量规》（2）CJJ 73-97《全球定位系统城市测量技术规程》（3）CH 1002-95《测绘产品检查验收规定》（4）CH 1003-95《测绘产品质量评定标准》（5）CH / T1004《测绘技术设计规定》（5）CJJ -8-99《城市测量规》4、使用仪器本次测量采用的GPS接收机型号是南方北极星GPS 9600，该GPS仪接受的信号是L1-C/A码。

其平面精度：5mm+1ppm ，高程精度：10mm+2ppm 。

5、布网方案5.1、布网要求GPS 网相邻点间基线中误差按下式计算：式中(mm)为固定误差；(ppm)为比例误差系数；(km)为相邻点间的距离。

GPS-E 级网的主要技术要求应符合表1规定。

卫星定位平面控制网的建立具有全球导航定位能力的卫星定位导航系统称为全球卫星导航系统，英文全称为Global Navigtion Satallite System，英文缩写GNSS。

目前已有的导航系统有：美国的全球卫星定位系统（GPS）：（24＋6）；俄罗斯的全球卫星导航系统（GLONASS）：（30）。

正在发展的有欧盟的伽利略全球卫星定位系统（GALILEO）：（27＋3）；中国的北斗卫星导航系统（COMPASS）：（30＋5）。

本任务主要认识全球卫星定位系统（GPS）的原理与完成工程建设平面控制网的建立。

一、GPS定位系统的组成GPS的整个系统由空间部分、地面监控部分、用户部分三大部分组成，如图1.2.1。

图1.2.1 GPS定位系统的组成1.空间部分如图1.2.2所示，GPS的空间部分由24颗工作卫星组成GPS卫星星座，其中21颗为可用于导航的卫星，3颗为可活动的备用卫星。

这24颗卫星分布在6个倾角为55°的轨道平面上绕地球运行，各轨道面之间夹角为60°，运行轨道平均高度为20 200 km，卫星运行周期11 h 58 min（12恒星时）。

这样的布局可以保证地球上任一点，任意时刻可以收到4颗以上卫星信号，实现实时定位。

图1.2.3为工作卫星外形，主要作用是向地面用户连续不断发射用于定位导航的卫星信号。

2.地面监控部分GPS的监控部分是由分布在全球的若干个跟踪站构成的监控系统组成，根据作用不同，监控系统由1个主控站、5个监控站、3个注入站组成。

图1.2.2 GPS卫星星座分布图1.2.3 GPS工作卫星（1）主控站设立在美国科罗拉多的法尔孔空军基地。

它的作用是根据各监控站对GPS卫星的观测数据，计算出各卫星的星历、卫星状态、钟差改正等参数，并将这些数据通过注入站注入卫星中；同时，它还对卫星进行控制，向卫星发布指令，当工作卫星出现故障时，调度备用卫星，替代失效的工作卫星工作。

D级GPS控制测量技术要求1、D级GPS控制网的网型设计GPS控制网的网型设计，是保证控制网精度的基础。

首先考虑起算点的位置和图形强度，遵循从整体到局部、分级布网的原则进行布设。

D级GPS控制网中不要求每点之间通视，整个控制网中应联测不少于3个高等级已知点，并根据需要联测一定数量的高程点。

D级GPS控制网最简独立闭合环或附合路线边数及相邻点之间的平均距离如下表：相邻点最小距离可为平均距离的1/3-1/2；最大距离可为平均距离的2-3倍。

2、D级GPS控制网选点埋石D级GPS控制网选点埋石必须遵守下列原则，并按下列规定进行。

1). 选点人员应收集测区地质资料，实地勘察选定点位。

同时考察卫星通视环境与电磁干扰环境，确定可用标石类型、记录点之记有关内容，实地树立标志牌等。

选点（埋石）所占用的土地，应得到土地使用者或管理者的同意。

2)．点位应选择在稳定坚实的基岩、岩石、土层、建筑物顶部等能长期保存、满足观测条件的地点，并做好选点标记。

点位尽可能位于地面，城区内应尽量选在楼顶上，以便于保存和通视。

点位应尽量选在交通便利，方便观测的位置。

3)．选点时应避开环境变化大，测量标志难以永久保存的地点，如易受水淹的河床、低地、靠近铁路、公路、已规划的易受施工影响有剧烈震动的地点。

点位离开铁路的距离应不小于100m。

4). 选点时应避开地质环境不稳定的地区，如断裂破碎带边缘、易发生洪水、滑坡、岩崩区、局部沉降区，有大量物质搬移的矿区、采石场、大量取土、地下水剧烈变化的地点。

5)．选点时应远离发射功率强大的无线发射源、微波信道、高压线等，距离不小于200米，应远离高压输电线和微波无线电传送通道，其距离不得小于50米。

并应实地了解发射源和电磁波影响状况，标注在点之记环视图上。

6)．选点时应避开多路径环境影响，避免靠近水面、树冠、高大建筑物、低洼潮湿等地点，应保证15°以上无遮挡。

50米以内的各种固定与变化反射体应标注在点之记环视图上。

GPS静态测量控制网设计一、概述GPS（全球定位系统）已经成为现代测量技术中不可或缺的重要工具，GPS静态测量控制网是GPS测量的基础。

设计一个合理的GPS静态测量控制网是确保测量精度和可靠性的关键。

二、控制网的选择在设计GPS静态测量控制网时，首先需要选择合适的控制网。

控制网的选择应考虑以下几个因素：1.网格密度：控制网的网格密度应根据测量任务的要求来确定。

一般情况下，密集网络可以提高测量精度，但也会增加测量成本。

2.控制点的分布：控制点的分布应考虑地形地貌的特点和监测要求，避免林木、建筑物等对测量结果的影响。

3.控制网形状：控制网形状的选择应根据工程特点和测量任务来确定，一般情况下选择长方形或正方形网格。

三、测量基线的设置测量基线是控制网的基础，其合理设置对测量结果的精度和可靠性有重要影响。

在设置测量基线时，应考虑以下几点：1.基线长度：基线长度应根据地质地形条件、测量精度要求等因素选择合适的长度。

一般情况下，短基线适用于地形平坦、视线通畅的地区，长基线适用于山区、密林等复杂地形。

2.基线方向：基线方向应考虑测量任务的要求和地形地貌特点，避免遮挡物对测量结果的影响。

3.基线标记：基线标记应清晰明确，便于测量人员进行测量操作。

四、控制点的设置控制点是控制网的关键，其合理设置对测量结果的精度和可靠性起着决定性作用。

在设置控制点时，应考虑以下几点：1.控制点的选取：控制点的选取应根据测量任务的要求和地形地貌条件来确定，避免地形高低起伏、建筑物等对测量结果的影响。

2.控制点的标记：控制点的标记应清晰明确，确保测量人员可以准确找到控制点进行测量操作。

3.控制点的互测：控制点应进行互测，以验证控制点的准确性和可靠性。

五、数据处理数据处理是GPS测量的重要环节，其正确性和高效性对测量结果的精度和可靠性有着至关重要的影响。

在数据处理过程中，应注意以下几点：1.数据的准确性：数据的准确性是保证测量结果准确的前提，应根据实际情况采取合适的方法和工具确保数据的准确性。

GPS测量误差的来源和GPS控制网设计刁芹元(新疆维吾尔自治区有色地质勘查局地球物理探矿队　乌鲁木齐830011)摘　要　介绍了GPS测量的各种主要误差源及其影响。

对于精度控制问题,主要讨论的是小型控制网(基线长10～20km),局部地区应用的动态和准动态的差分测量。

关键词　GPS　误差　精度控制 GPS测量误差按其生产源可分3大部分:GPS 信号的自身误差(轨道误差(星历误差)和SA,AS影响);GPS信号的传输误差(太阳光压、电离层延迟、对流层延迟、多路径传播和由它们影响或其他原因产生的周跳);GPS接收机的误差(钟误差、通道间的偏差、锁相环延、码跟踪环偏差、天线相位中心偏差等)。

1　轨道误差(星历误差)和SA,AS影响1.1　轨道误差有关部门提供一定精度的卫星轨道,以广播星历形式传播给用户,从而已知观测瞬间所观测卫星的位置,因而卫星轨道误差与星历误差是一个含义。

卫星星历误差又等效为伪距误差。

由于卫星轨道受地球和日、月引力场、太阳光压、潮汐等摄动力及大气阻力的影响,而其中有的是随机影响,而不能精密确定,使卫星轨道产生误差。

1.2　美国的SA技术与AS影响SA技术是选择可用性(Selective Availability)的简称,它是由两种技术使用户的定位精度降低,即δ(dith2 er)技术和ε(epsilon)技术。

δ技术是人为地施加周期为几分钟的呈随机特征的高频抖动信号,使GPS卫星频率10.23M Hz加以改变,最后导致定位产生干扰误差,ε技术是降低卫星星历精度,呈无规则的随机变化,使得卫星的真实位置增加了人为的误差。

AS技术(Anti-Spoofing)叫反电子欺骗技术,其目的是为了在和平时期保护其P码,不让非授权用户使用;战时防止敌方对精密导航定位作用的P 码进行电子干扰。

1.3　减少星历误差和消除ε技术影响的根本方法利用区域性GPS跟踪网可以确定GPS卫星轨道。

跟踪站地心坐标的误差对卫星轨道的影响是10倍或更大,因此,要提供优于2m精度的卫星轨道要求跟踪站地心坐标的精度优于0.1m。

D级GPS控制网的布设与精度分析摘要：本文全面介绍了永年-肥乡测区GPS平面控制网的布设方案,包括GPS 控制网技术设计、外业观测、数据处理、控制网平差及精度分析和可靠性检验等，同时对永年-肥乡测区GPS平面控制网建立的有关问题提出一些建议。

关键词：基线解算网平差精度分析可靠性检验全球定位系统（Global Positioning System，缩写GPS）是美国第二代卫星导航定位系统。

该系统以其全能性（陆地、海洋、航空和航天）、全球性、全天候、连续性和实时性的导航定位功能，已被广泛地应用于各种等级精度的城市控制测量中。

本文以永年-肥乡测区为例，进行GPS控制网布设与精度分析。

1.测区概况永年-肥乡测区位于河北省南部，中心坐标为东经114°15′18″，北纬36°52′25″。

京珠和京广高速公路横贯测区，测区交通较为方便。

测区位于冀南平原地区，地势平坦。

海拔标高一般在30～50m，地形条件较好，居民地较多。

2.控制网的布设（1）已有资料及利用1）平面控制资料：测区附近有张西堡镇M1（B级GPS点）、M2（C级GPS点），两点坐标系统为北京54坐标系，中央子午线为117，属6度带。

该两点标石保存完好，经检验精度能够满足要求，作为本测区平面控制的起算点。

2）高程控制资料：测区附近有水准点N1（Ⅱ等）、N2（Ⅱ等），其高程属1985年高程基准，该测区水准点标石保存完好，能够作为本测区高程控制网的起算点。

（2）控制网的布设以张西堡镇M1（B级GPS点）、M2（C级GPS点）为平面起算点，N1（Ⅱ等）、N2（Ⅱ等）为高程起算点，布设D级GPS控制网点15个，其编号采用流水编号GPS01、GPS02…，所布设的GPS点其高程是由高程起算点进行高程拟合所得，经检测满足精度要求。

3.GPS控制网的观测本次测量使用六台套中海达V8接收机测，标称精度为m基=±5mm+1ppm×D（式中D为水平距离，以km为单位），仪器经鉴定中心进行鉴定，鉴定结果合格。

GPS静态控制网布设GPS网形设计的一般原则：1、GPS网中不应该存在自由基线。

2、GPS网中的闭合条件中基线不可过多。

3、GPS网中应以“每个点至少独立设站观测两次”的原则布网。

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。

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。

下图是我国全球定位系统测量规范中有关GPS网等级的有关内容：GPS基线向量网的布网形式：GPS网常用的布网形式有以下几种：跟踪站式、会战式、多基准站式（枢纽点式）、同步图形扩展式、单基准站式1、跟踪站式：布网形式：若干台接收机长期固定安放在测站上，进行常年、不间断的观测，即一年观测365天，一天观测24小时，这种观测方式很象是跟踪站，因此，这种布网形式被称为跟踪站式。

2、会战式：布网形式：在布设GPS网时，一次组织多台GPS接收机，集中在一段不太长的时间内，共同作业。

在作业时，所有接收机在若干天的时间里分别在同一批点上进行多天、长时段的同步观测，在完成一批点的测量后，所有接收机又都迁移到另外一批点上进行相同方式的观测，直至所有的点观测完毕，这就是所谓的会战式的布网。

3、多基准站式布网形式：所谓多基准站式的布网形式就是有若干台接收机在一段时间里长期固定在某几个点上进行长时间的观测，这些测站称为基准站，在基准站进行观测的同时，另外一些接收机则在这些基准站周围相互之间进行同步观测。

4、同步图形扩展式布网形式：同步图形扩展式就是多台接收机在不同测站上进行同步观测，在完成一个样时段的同步观测后，迁移到其它的测站上进行同步观测，每次同步观测都可以形成一个同步图形，在测量过程中，不同的同步图形间一般有若干个公共点相连，整个GPS网由这些同步图形构成。

采用同步图形扩展式布设GPS基线向量网时的观测作业方式主要以下几种式：点连式、边连式、网连式、混连式。

（1）点连式：观测作业方式：所谓点连式就是在观测作业时，相邻的同步图形间只通过一个公共点相连。

神华国能伊犁热电联产2×350MW燃煤发电工程厂区控制网施工技术措施批准审核编制中国能源建设集团山西国源电力检测有限公司二〇一六年五月目录一、工程概况 (1)二、测量依据 (1)三、组织机构 (1)四、相关要求 (1)五、作业程序及步骤 (2)六、作业所需要的工具、材料 (8)七、施测人员资格及要求： (9)八、质量检查： (9)九、安全文明施工保证措施： (10)十、控制网的保护管理措施： (10)十一、环境保护措施： (10)附图表 (10)厂区控制网施工技术措施一、工程概况1、目的任务国网能源伊犁煤电有限公司2×350MW热电联产项目现因厂区2009年11月所布设的九个控制点被破坏（现存一个控制点K9，精度未知），需要厂区平面控制网及高程控制网在原厂区控制点基础上进行控制网的重建。

厂区2009年所设平面控制网等级为GPS网E级，高程控制网等级为一级。

采用坐标系为1954北京坐标系 (高斯投影3度27带,中央子午线81°),1956黄海高程系。

重建的控制网采用与厂区原有控制网一致的坐标高程系统。

平面控制等级为四等（GPS 网D级），高程控制等级为水准三等。

2、人员组织二、测量依据1、《电力建设施工质量验收及评定标准（第一部分：土建工程）》（DL/T5210.1-2012）；2、《工程测量规范》（GB50026-2007）；3、《全球定位系统(GPS)测量规范》（GBT 18314-2009）；4、厂区原设控制点资料；5、厂区总平面及竖向布置图。

2.根据总平面图和有关施工图纸，结合测量控制网及现场条件确定定位放线和高程控制方法。

3.根据建筑物的平控制，按建筑物、构筑物特点，布置成三角网。

4.测量过程中要加强复核工作并做好外业数据记录。

测量工作结束后，及时做好资料整理。

5.施测仪器须具有合格检定证书，施测前要进行校核，满足精度要求方可使用。

6.厂区控制网施测过程应联测原有控制点，并对原有控制点的数据进行改正。

GPS控制网的布设及分析摘要：通过对岳口镇地籍调查中gps控制测量的实例的分析，对数据进行系统的整理和对比，得出了重要结论：在d级gps工程网中，观测时间越长，基线和点位精度越高，但当所延长的测量时间段内影响基线解算的误差因素较大时，基线精度反而可能会降低。

1、引言2、控制网的布网方式及原则2.1控制网的布网方式（1）跟踪站式，（2）会战式，（3）多基准站式，（4）同步图形扩展式，（5）星形布网方式。

2.2控制网的布设原则（1）效率优先原则:在进行gps 网的设计时，应采用效率指标来衡量设计方案的效率，以及在采用布网方案作业中所需要的时间、消耗等问题。

(2)高精度性原则:gps 控制网的高精度性是工程测量的基石，也是其最明显的优势之一。

在布设时，要做到高精度性原则：先确定gps 网的网形，再根据gps 网的网形，得到gps 网的设计矩阵b，从而得到gps 网的协因数阵q，由此做到gps 控制网的高精度性原则。

(3)可靠性原则:可靠性原则是gps 控制网布设的重要原则之一。

在进行实际gps 网的设计时，一般采用一种反映gps 网可靠性的数量指标，以达到改善网的质量的目的。

（4）低经费性原则：gps 的布设是一项重要的前期工程，应着重考虑实现较低的经费支出和较高的测量效果的问题。

经费的多少取决于网中点的总数和重复设站率。

3、实例岳口镇实测的gps网共有9个点,用3台trimble 5700接收机进行观测,共观测了8个时段,每个时段长度为60min。

该网的最长边为6788m,最短边为1911m，平均边长为3797m。

gps外业实施方案制定时，主要考虑两个方面，一是技术方面，二是测区环境方面。

技术方面决定了控制网的精度，测区环境方面决定了控制网的作业时间长度、进度和经费。

分一下几个步骤实施：（1）进行技术设计：在大比例尺地形上进行设计，因为控制测量的任务就是布设作为图根控制依据的测图控制网，以保证地形图的精度和各幅地形图之间的准确拼接。

1.1.1 GPS 测量按精度应划分为AA、A、B、C、D、E 级，布网时可以根据控制测量的精度要求逐级布网。

B 级主要用于局部变形监测和各种精密工程测量，也可以作为建立国家空间大地测量控制网的基础。

1.1.2 各级网相邻点间弦长精度应按公式1.1.1 计算σ= a2 +(b.d) 2 (1.1.1)式中σ——基线弦长标准差(mm)a——固定误差(mm)b ——比例误差(mm/km)d ——相邻点距离(km)1.1.3 各等级网的精度指标应满足表4.1.3 的规定。

精度分级表1.1.1 等级固定误差a (㎜) 比例误差系数AA ≤3 ≤0.01A ≤5 ≤0.1B ≤8 ≤1C ≤10 ≤5D ≤10 ≤10E ≤10 ≤201.2.1 控制网设计应视其目的，预期达到的精度，作业时卫星的可见性，成果的可靠性，以及参加作业的接收机台数，交通等后勤条件，按照优化设计的原则进行。

1.2.2 控制网的设计应满足下列准则：(1) 精度设计应满足表1.1.1 中相应等级的指标；(2) 按下式计算的网的平均可靠率r 应大于0.25~ rr (1.2.2)n式中 r ——控制网中多余观测数；n ——控制网中的总观测数。

(3) 基准设计应满足投影变形限值的要求。

1.2.3 控制网应由一个或者若干个独立观测环构成。

当网的可靠性和精度要求较高时，宜采用三角形网或者大地四边形网；当精度要求较低时,可采用四边形网、导线环、附合路线或者包括这些布网形式的混合网。

普通不得用单基线定点。

1.2.4 AA、A、B 级控制网普通应布设成连续网，除边缘点外，每点的连接点应不少于3 个。

1.2.5 控制网同步图形之间的连接应采用边联式或者网联式。

当精度要求不高时，也可采用点联式布网，但应加强全网定位结果的检核，防止粗差浮现。

1.2.6 控制网最简独立闭合环或者附合路线边数应符合表 1.2.6 的规定。

最简独立环或者附合路线边数的规定表 1.2.6等级闭合环或者附合路线边数E≦10D≦8A≦5C≦6B≦61.2.7 各级 GPS 控制网相邻点间平均距离应符合表 1.2.7 的规定。

GPS控制网技术设计方案课程设计说明书设计题目：鞍山市及周边E级GPS操纵网技术设计书学院、系：资源与土木工程学院专业班级：测绘工程2020-2学生姓名：张贺指导教师：宁殿民杨凤芸成绩：2010年12 月31 日名目一、作业目的及任务............................................................................ - 1 -二、测区概况........................................................................................ - 1 -三、测量依据、原那么........................................................................ - 4 -四、技术指标........................................................................................ - 4 -五、技术设计内容步骤........................................................................ - 8 -六、高程操纵的布设...........................................................................- 11 -七、1:500测区地势图测绘................................................................ - 12 -八、工作进程、时刻安排.................................................................. - 12 -九、检查验收...................................................................................... - 13 -十、上交资料...................................................................................... - 13 - 十一、经费预算............................................................................ - 14 -一、作业目的及任务为满足鞍山市及周边的规划设计用图的需要，受鞍山市委市政府〔甲方〕托付，辽宁科技大学资源与土木工程学院测绘工程08级学生〔乙方〕承揽1：500、1：2000数字化地势图测量任务。

第三节GPS控制网的建立与技术设计一、GPS控制网的建立通常将应用GPS卫星定位技术建立的控制网称为GPS网。

与常规方法相比，应用GPS卫星定位技术建立控制网的主要特点是：1．采用相对定位方法，即若干台GPS接收机同步观测，确定各点之间的相对位置，并采用载波相位测量，从而得到高精度的测量结果。

2．GPS测量不要求各点之间互相通视，使得控制点的点位选定灵活方便。

3．GPS测量可以全天候进行，不论白天黑夜或晴天雨天，均能正常工作，使得测量工作更具有计划性。

4．观测时间短，当测站之间的距离小于30km时，同步观测1～2h便可得到较好的观测成果；当测站之间的距离小于10km时，还可采用快速定位方法，观测时间可以缩短为10—20min，甚至更短。

5．GPS测量的观测数据是自动记录的，GPS基线向量的计算和GPS网的平差计算的自动化程度很高。

目前大致可以将GPS控制网分为两大类：一类是国家或区域性的高精度的GPS控制网。

（相邻点的距离通常是从数千公里至数百公里），其主要任务是作为高精度三维国家大地测量控制网，以求定国家大地坐标系与世界大地坐标系的转换参数，为地学和空间科学等方面的科学研究工作服务；或者是对GPS网进行重复观测，用以研究地区性的板块运动或地壳形变规律等问题。

另一类是局部性的GPS控制网，包括城市或矿区GPS控制网，或其它工程GPS控制网。

一般来说，这类GPS网中相邻点间的距离为几公里至几十公里，其主要任务是直接为城市建设或工程建设服务。

GPS控制网的建立按其工作性质可以分为外业工作和内业工作两大部分。

外业工作主要包括选点、建立测站标志、野外观测作业等；内业工作主要包括GPS控制网的技术设计、数据处理和技术总结等。

也可以按工作程序大体分为GPS网的技术设计、仪器检验、选点与建造标志、外业观测与成果检核、GPS网的平差计算以及技术总结等若干个阶段。

尽管GPS测量具有一些优越性，但为了得到可靠的观测成果，也必须有科学的技术设计，严谨的作业管理和工作作风，且GPS测量也应遵循统一的规范。