GB T 18314-2009 全球定位系统(GPS)测量规范.pdf
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1、ICS 07040A 76 圆图中华人民共和国国家标准GBT 183142009代替GBT 18314 2001全球定位系统(GPS)测量规范Specifications for global positioning system(GPS)surveys2009-02-06发布 2009060 1实施宰瞀鹃紫瓣警糌瞥星发布中国国家标准化管理委员会“1”前言1范围一2规范性引用文件3术语和定义4基本规定5级别划分和测量精度51级别划分52测量精度-53用途-6布设的原则61基本原则-62 GPS点命名63技术设计7选点71选点准备-72点位基本要求73辅助点与方位点74选点作业75选点后应上交的
2、资料8埋石81标石82埋石作业83标石外部整饰84关键工序的控制-85埋石后上交的资料9仪器-91接收机选用9。2仪器检验93仪器维护10观测101基本技术规定102观测区的划分103观测计划一104观测前的准备105观测作业的要求11外业成果记录111 A级GPS网外业成果记录112 B、C、D、E级GPS网外业成果记录目 次GBT 1831420091112222333444444555556666667777888999GBT 18314200912数据处理121基本要求122外业数据质量检核-123基线向量解算t124 A、B级GPS网基线处理结果质量检核一125重测和补测126 GP
3、S网平差-127数据处理成果整理和技术总结编写13成果验收与上交资料131成果验收132上交资料附录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-附录F(规范性附录) 同步观测环检核000mun他n”nM”加孙撕刖 吾GBT 183142009本标准代替GBT 18314 2001全球定位系统(GPS)测量规范。本标准与GBT 18314-2001相比主要变化如下:增加了基本规定;修改了级别划分和精度指标;修改了选点、埋石、仪器、
4、外业成果记录的部分内容;修改了部分观测技术要求;修改了部分数据处理的内容。本标准的附录B、附录c、附录D、附录F为规范性附录,附录A、附录E为资料性附录。本标准由国家测绘局提出。本标准由全国地理信息标准化技术委员会归口。本标准由国家测绘局测绘标准化研究所、国家测绘局第一大地测量队、国家基础地理信息中心负责起草。本标准主要起草人:肖学年、岳建利、张鹏、宋耀东。本标准所代替标准的历次版本发布情况为:GBT 18314 2001。全球定位系统(GPS)测量规范GBT 1831420091范围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。
5、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。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。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(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。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。GBT 12897 国家一、二等水准测量规范GBT 12898国家三、四等水准测量规范GBT 17942 国家三角测量规范CH 1002测绘产品检查验收规定CH 1003测绘产品质量评定标准cHT 1004测绘技术设计规定cHT 2008全球导航卫星系统连续运行参考站网建
6、设规范cHT 8016 全球定位系统(GPs)测量型接收机检定规程3术语和定义下列术语和定义适用于本标准。31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,简称时段。32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。33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。34异步观测环 independent observation loop由非同步观测获得的基线向量构成的闭合环。35数据剔除率percent
7、age of data 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。36GPS静态定位static GPS positioning通过在多个测站上进行同步观测,确定测站之间相对位置的GPS定位测量。1GBT 18314200937卫星定位连续运行基准站continuously operating reference station;CORS由卫星定位系统接收机(含天线)、计算机、气象设备、通讯设备及电源设备、观测墩等构成的观测系统。它长期连续跟踪观测卫星信号,通过数据通信网络定时、实时或按数据中心的要求将观测数据传输到数据中心。它可独立或组网提供实时、快速或事后的数
8、据服务。38单基线解single 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。39多基线解multi-baseline solution从m(rn3)台GPS接收机同步观测值中,由m一1条独立基线构成观测方程,统一解算出ml条基线向量。310国际导航卫星系统服务international GNSS service;IGS提供全球导航卫星系统,包括GPS、GLONAss、GALILEO等卫星星历,卫星钟差以及相应卫星系统的地面基准站坐标等方面信息的国际组织。4基本规定41 GPS测量采用2000国家大地坐标系统,其定义和参
9、考椭球参数见附录A。GPS测量采用GPS时间系统。手簿记录宜采用世界协调时(UTC)。42用于各级GPS网测量的仪器应经法定计量检定合格,并在其检验有效期内使用。43各级GPS网测量采用中误差作为精度的技术指标,以2倍中误差作为极限误差。44当需要提供1980西安坐标系、1954年北京坐标系或其他坐标系成果时,应按坐标转换方法求得这些坐标系中的坐标。1980西安坐标系及1954年北京坐标系的参考椭球基本参数见附录A。5级别划分和测量精度51级别划分GPS测量按照精度和用途分为A、B、C、D、E级。52测量精度521 A级GPS网由卫星定位连续运行基准站构成,其精度应不低于表1的要求。表1f 级
10、别 坐标年变化率中误差 地心坐标各分量水平分量 垂直分量 相对精度 年平均中误差(rama) (mma)l A 2 3 1108 05522 B、C、D和E级的精度应不低于表2的要求。表2相邻点基线分量中误差 相邻点间平均距离级别 水平分量 垂直分量 kmB 5 10 50C 10 20 20D 20 40 5E 20 40 32GBT 183142009523用于建立国家二等大地控制网和三、四等大地控制网的GPS测量,在满足522规定的B、C和D级精度要求的基础上,其相对精度应分别不低于110、110“和110一。524各级GPS网点相邻点的GPS测量大地高差的精度,应不低于表2规定的各级相
11、邻点基线垂直分量的要求。53用途531用于建立国家一等大地控制网,进行全球性的地球动力学研究、地壳形变测量和精密定轨等的GPS测量,应满足A级GPS测量的精度要求。532用于建立国家二等大地控制网,建立地方或城市坐标基准框架、区域性的地球动力学研究、地壳形变测量、局部形变监测和各种精密工程测量等的GPS测量,应满足B级GPS测量的精度要求。533用于建立三等大地控制网,以及建立区域、城市及工程测量的基本控制网等的GPS测量,应满足c级GPS测量的精度要求。534用于建立四等大地控制网的GPS测量应满足D级GPS测量的精度要求。535用于中小城市、城镇以及测图、地籍、土地信息、房产、物探、勘测、
12、建筑施工等的控制测量等的GPS测量,应满足D、E级GPS测量的精度要求。6布设的原则61基本原则611各级GPS网一般逐级布设,在保证精度、密度等技术要求时可跨级布设。612各级GPS网的布设应根据其布设目的、精度要求、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等因素综合考虑,按照优化设计原则进行。613各级GPS网最简异步观测环或附合路线的边数应不大于表3的规定。表3级别 B C D E闭合环或附合路线的边数条 6 6 8 10614各级GPS网点位应均匀分布,相邻点间距离最大不宜超过该网平均点间距的2倍。615新布设的GPS网应与附近已有的国家高等级GPS点
13、进行联测,联测点数不应少于3点。616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,联测的总点数不应少于3点。在需用常规测量方法加密控制网的地区,D、E级网点应有12方向通视。617 A、B级网应逐点联测高程,c级网应根据区域似大地水准面精化要求联测高程,D、E级网可依具体情况联测高程。618 A、B级网点的高程联测精度应不低于二等水准测量精度,c级网点的高程联测精度应不低于三等水准测量精度,D、E级网点按四等水准测量或与其精度相当的方法进行高程联测。各级网高程联测的测量方法和技术要求应按GBT 12897或GBT 12898规定执行。619 B、c、D、E级网布设
14、时,测区内高于施测级别的GPS网点均应作为本级别GPS网的控制点(或框架点),并在观测时纳入相应级别的GPS网中一并施测。6110在局部补充、加密低等级的GPS网点时,采用的高等级GPS网点点数应不少于4个。6111各级GPS网按观测方法可采用基于A级点、区域卫星连续运行基准站网、临时连续运行基准站网等的点观测模式,或以多个同步观测环为基本组成的网观测模式。网观测模式中的同步环之间,应以边连接或点连接的方式进行网的构建。6112采用GPS测量建立各等级大地控制网时,其布设还应遵循以下原则:a)用于国家一等大地控制网时,其点位应均匀分布,覆盖我国国土。在满足条件的情况下,点位宜布设在国家一等水准
15、路线附近或国家一等水准网的结点处。3GBT 183142009b)用于国家二等大地控制网时,应综合考虑应用服务和对国家一、二等水准网的大尺度稳定性监测等因素,统一设计,布设成连续网。点位应在均匀分布的基础上,尽可能与国家一、二等水准网的结点、已有国家高等级GPS点、地壳形变监测网点、基本验潮站等重合。c)用于三等大地控制网布测时,应满足国家基本比例尺测图的基本需求,并结合水准测量、重力测量技术,精化区域似大地水准面。62 GPS点命名621 GPS点名应以该点位所在地命名,无法区分时可在点名后加注(一)、(二)等予以区别。少数民族地区应使用规范的音译汉语名,在译音后可附上原文。622新旧点重合
16、时,应采用旧点名,不得更改。如原点位所在地名称已变更,应在新点名后以括号注明旧点名。如与水准点重合时,应在新点名后以括号注明水准点等级和编号。623点名书写应准确、正规,一律以国务院公布的简化汉字为准。624当对GPS点编制点号时,应整体考虑,统一编号,点号应唯一,且适于计算机管理。63技术设计631 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cHT 1004执行。632技术设计前应搜集以下资料,并应对资料进行分析研究,必要时应进行实地勘察。a)测区范围既有的国家三角点、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
17、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。b)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、验潮站等相关资料。633技术设计后应上交以下资料:a)技术设计书与专业设计书(附GPS点位设计图);b) 野外踏勘技术总结等。7选点71选点准备711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1:50 000或更大比例尺地形图,已有各类控制点、卫星定位连续运行基准站的资料等。712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、地质及大地点等情况。72点位基本要求721各级GPS点
18、点位的基本要求如下:a)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200“;远离高压输电线和微波无线电信号传送通道,其距离不应小于50 m。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,易于标石的长期保存。f) 充分利用符合要求的已有控制点。g)选站时应尽可能使测站附近的局部环境(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。722 A级GPS点点位还应符合CHT 2008的有关规定。73辅助点与方
19、位点731 非基岩的A、B级GPS点的附近宜埋设辅助点,并测定其与该点的距离和高差,精度应优于5 mn2。4GBT 183142009732各级GPS网点可视需要设立与其通视的方位点,方位点应目标明显,观测方便,方位点距网点的距离一般不小于300 m。74选点作业741选点人员应按照技术设计书经过踏勘,在实地按72的要求选定点位,并在实地加以标定。742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。743需要水准联测的GPS点,应实地踏勘水准路线情况,选择联测水准点并绘出联测路线图。744不论新选定的点或利用旧点(包括辅助点与方位点),均应实地按附录B的要求绘制点之记,其
20、内容要求在现场详细记录,不得追记。745 A、B级GPS网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。746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。747一个网区选点完成后,应绘制GPS网选点图。75选点后应上交的资料选点结束后应上交下列资料:a)GPS网点点之记、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81标石811各级GPS点均应埋设固定的标石或标志。812 GPS点标石类型分为天线墩、基本标石和普通标石(各种标石的规格见附录B)。A级GPS点标石与相关设施的技术要求按CHT 200
21、8的有关规定执行。B级GPS点应埋设天线墩,C、D、E级GPS点在满足标石稳定、易于长期保存的前提下,可根据具体情况选用。813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05 mm的中心点。用于区域似大地水准面精化的GPS点,其标志还应满足水准测量的要求。814各种天线墩应安置强制对中装置。强制对中装置的对中误差不应大于1 mm。82埋石作业821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
22、标石的规定。822埋设天线墩、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,然后运往各点埋设。823埋设标石,须使各层标志中心严格在同一铅垂线上,其偏差不应大于2 mm。824当利用旧点时,应首先确认该点标石完好,并符合相应规格和埋石要求,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。825方位点应埋设普通标石,并加适当标注,以便与控制点相区分。826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,交标石的保管单位或个人,上交和存档各一份。利用旧点时需对委托保管书进行核实,
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