GPS静态测量项目设计方案
一、任务概述
1.任务情况
根据实习要求，本次GPS控制测量任务和作业内容是以重庆交通大学为整个测区，对其进行静态GPS控制测量。通过为期两周的实习在测区范围内建立等级为E级的GPS网，根据已知的控制点坐标，平差计算出待定控制点的坐标。2.测区概况
测区覆盖这个重庆交通大学，东面临学府大道，北接雅园小区C栋，西至重庆交通大学驾校练车场，南抵第三教学楼。测区内人口密集，活动频繁，车辆众多，且区内以建筑物为主，各种新老建筑错乱交织，地形复杂，建筑物和树木较多，使得GPS接收机接收信号困难，测量难度较大。
测区内光照充足，积温较高，雨量充沛，常年平均降水量1000毫米，冬冷夏热。
3.测量技术设计依据
（1）CH 2001-92《全球定位系统（GPS）测量规范》
（2）CJJ 73-97《全球定位系统城市测量技术规程》
（3）本项目GPS测量任务书
4.测区已有资料成果情况
测区有两个GPS控制点，且精度可靠，可做为测区首级网基线起算数据。
二、GPS控制网设计方案
1.在实际布网设计时遵循以下几个原则：
Ⅰ、GPS网一般最长基线边不得大于平均基线长的3倍，最短基线边不得小于平均基线长的1／3。
Ⅱ、GPS网作为测量控制网，要防止短边控制长边的现象，不能用两个很近的控制点去控制远处的作业区，控制点应分布均匀。
Ⅲ、GPS网基线最好均匀，网图以三角网构成为主，不能构成小锐角和大锐角。
Ⅳ、GPS网点应考虑与水准点重合，而非重合点，一般应根据要求以水准测量（或相当精度的测量方法）进行联测，或在网中布设一定密度的水准联测点。
Ⅴ、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。
Ⅵ、为了便于用经典方法联测或扩展，可在GPS网点附近布设一通视良好的方位点以建立联测方向，方向点与观测站距离一般应大于300米。
Ⅶ、GPS网必须由非同步独立观测边构成若干个闭合环或附和线路。
2.GPS网的精度设计
根据中华人民共和国测绘行业标准《全球定位系统城市测量技术规程》和实习的具体情况，确定该测区可建立E级GPS网。
GPS
()2
2b
σ
a D
=
+
*
式中a(mm)为固定误差；b(ppm)为比例误差系数；D(km)为相邻点间的距离。3.GPS网的基准设计
测区有两个GPS控制点，且精度可靠，两个GPS控制点数据如下：三号门门口ER20：（60834.8044，64155.7222，251.6920）
知园球场：（60818.3107，64189.0706，255.1008）可以根据以上数据确定GPS网的位置基准、方位基准和尺度基准，得到必要的起算数据，完成GPS网的基准设计。
4.GPS网的网形设计
综合考虑实习要求、时间、人力以及所投入的接收机类型和数量，我们最终决定采用边连式的布网方式。
边连式是指同步图形之间有一条公共基线连接，此布网方案，网的几何强度较高有较多的复测边和非同步图形闭合条件，在相同的仪器台数条件下，观测时段数将比点连式大大增加。
三、外业实施
GPS外业测量实施包括：GPS点的选埋、观测、数据传输及数据项预处理等工作。
1.选点
由于GPS测量观测站之间不一定要求通视，而且网的图形布设比较灵活，所以选点工作比常规控制测量的选点要简便。但由于点位的选择对于保证观测工作的顺利进行和保证测量成果的可靠性有着重要的意义，所以选点工作开始之前，除收集资料和了解测区得的地理情况和原来控制点分布及标架、标石完好状况，决定其适宜的点外，选点工作还应遵守以下原则：
(1) 点位应设在易于安装接收设备，视野开阔的较高点上。视场内障碍物的高度角应小15度，以减少GPS信号被遮挡或被障碍物吸收。
(2) 点位附近不应有大面积水域或强烈干扰卫星信号接收物体，以减弱多路经效应影响。
(3) 点位应远离大功率无线电发射源（如电视台，微波站等），其距离不小于200m；远高压输电线和微波无线电传送通道，其距离不得小于50m。
(4) 点位应选在交通便利，有利于其他观测手段扩展与联测的地方，地面基础稳固，便于点的保存。
2.点之记
07 知园操场
08 知园宿舍楼顶
3.GPS 网的选点网图
4.GPS 接收机选型及检验
选用四台南方北极星9600型单频GPS 接收机，其的技术指标如下： L1，C/A 码、12通道、平面精度：5mm+1ppm 、高程精度：10mm+2ppm 观测前必须对所选用的接收机的性能和可靠性进行检验。我们分别对接收机进行了一般性检验和通电检验。
5.观测工作依据的主要技术指标
项 目
技术要求
E 级GPS
卫星高度角 ≥15° 有效卫星观测总数 ≥4 卫星有效观测时间
≥60分钟
知园宿舍
08
07
足球场
6. GPS 观测要求
（1）观测人员严格遵守观测计划和调度命令,按规定的时间进行同步观测作业,测站之间密切配合。
（2）到达点位以后，按要求架设好接收机天线，做到精确对中、严格整平，并做好仪器、天线、电源的正确连接。天线高量取两次取平均值，取位到1mm 。
（3）接收机开始记录数据后，观测员密切关注测站信息及其变化情况，做到了发现异常情况及时通报给其他作业人员。
（4）观测人员操作细心，在静置和观测期间，防止了接收设备震动、移动和其它物品碰动天线或阻挡信号。
（5）观测时段结束后进行了认真的检查。当测量记录项目齐全，符合要求后才迁站。
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
基线解算采用华测GPS 随机提供的软件在计算机上进行。以已知的高等级点的WGS-84坐标系坐标作为基线解算依据，在根据软件包说明按缺省参数进行解算。
所组成的异闭合环基线要符合以下精度限差：
σn W X 3≤，σn W Y 3≤，σn W Z 3≤，W ≤异
式中：δ为标准差（相应级别规定的精度—按实际平均边长计算）(mm)；
Wx 、Wy 、Wz 为坐标差分量闭合差； n 为异步环中基线边的个数；
3.GPS 网平差
GPS 网的平差计算应用HDS2003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西安坐标系中，采用HDS2003软件进行二维约束平差。
（1）三维无约束平差 各项检验符合要求后，应以所有独立基线组成闭合图形，以三维基线向量及其相应方差协方差阵作为观测信息，进行三维无约束平差，发现和剔除GPS 观测值中可能存在的粗差；得到GPS 网中各个点在WGS-84系下经过了平差处理的三
