§1.4衛(wèi)星大地控制網(wǎng)

復(fù)習(xí)重點(diǎn)：

控制網(wǎng)分級(jí)及其應(yīng)用

選點(diǎn)原則

外業(yè)觀測(cè)技術(shù)指標(biāo) 重點(diǎn)是b級(jí) d級(jí) e級(jí)

外業(yè)數(shù)據(jù)質(zhì)量檢驗(yàn) 同步環(huán) 異步環(huán)

內(nèi)業(yè)平差各步驟及其作用

1.4.1gnss控制網(wǎng)等級(jí)

1.4.1.1  控制網(wǎng)等級(jí)及其用途

全球?qū)Ш叫l(wèi)星(gnss)采用全球?qū)Ш叫l(wèi)星無(wú)線電導(dǎo)航技術(shù)確定時(shí)間和目標(biāo)空間位置的系統(tǒng)，主要包括gps、glonass、<jalileo、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)

按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《全球定位系統(tǒng)(gps)測(cè)量規(guī)范》(gb/t18314-2009)，gps測(cè)量按其精度分為a、b、c、d、e五級(jí)。

(1)a級(jí)gps網(wǎng)由衛(wèi)星定位連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站構(gòu)成，用于建立國(guó)家一等大地控制網(wǎng)，進(jìn)行全球性的地球動(dòng)力學(xué)研究、地殼形變測(cè)量和衛(wèi)星精密定軌測(cè)量；

(2)b級(jí)gps測(cè)量主要用于建立國(guó)家二等大地控制網(wǎng)，建立地方或城市坐標(biāo)基準(zhǔn)框架、區(qū)域性的地球動(dòng)力學(xué)研究、地殼形變測(cè)量和各種精密工程測(cè)量等；

(3)c級(jí)gps測(cè)量用于建立三等大地控制網(wǎng)，以及區(qū)域、城市及工程測(cè)量的基本控制網(wǎng)等；

(4)d級(jí)gps測(cè)量用于建立四等大地控制網(wǎng)；

(5)e級(jí)gps測(cè)量用于測(cè)圖、施工等控制測(cè)量。

1.4.1.2精度要求

各等級(jí)邊長(zhǎng)和精度見(jiàn)表1-4-1和表1-4-2。

1.4.2gnss網(wǎng)布設(shè)

1.4.2.1gnss網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)

根據(jù)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《全球定位系統(tǒng)(gps)測(cè)量規(guī)范》(gb/t18314-2009)，a級(jí)網(wǎng)是衛(wèi)星定位連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站，

gpsb、c、e級(jí)網(wǎng)主要是為建立國(guó)家二、三、四等大地控制網(wǎng)，以及測(cè)圖控制點(diǎn)。

1.4.2.2gnss網(wǎng)點(diǎn)選址與埋石

1．gps網(wǎng)選點(diǎn)基本原則

(1)gpsb級(jí)點(diǎn)必須選在一等水準(zhǔn)路線結(jié)點(diǎn)或一等與二等水準(zhǔn)路線結(jié)點(diǎn)處，并建在基巖上，如原有水準(zhǔn)結(jié)點(diǎn)附近3km處無(wú)基巖，可選在土層上。

(2)gpsc級(jí)點(diǎn)作為水準(zhǔn)路線的結(jié)點(diǎn)時(shí)應(yīng)選建在基巖上，如結(jié)點(diǎn)處無(wú)基巖或不利于今后水準(zhǔn)聯(lián)測(cè)，可選在土層上。

(3)點(diǎn)位應(yīng)均勻布設(shè)，所選點(diǎn)位應(yīng)滿足gps觀測(cè)和水準(zhǔn)聯(lián)測(cè)條件。

(4)點(diǎn)位所占用的土地，應(yīng)得到土地使用者或管理者的同意。

2．選點(diǎn)基本要求

(1)選點(diǎn)人員應(yīng)由熟悉gps、水準(zhǔn)觀測(cè)的測(cè)繪工程師和地質(zhì)師組成。選點(diǎn)前充分了解測(cè)區(qū)的地理、地質(zhì)、水文、氣象、驗(yàn)潮、交通，通信、水電等信息。

(2)實(shí)地勘察選定點(diǎn)位。

(3)點(diǎn)位應(yīng)選擇在穩(wěn)定堅(jiān)實(shí)的基巖、巖石、土層、建筑物頂部等能長(zhǎng)期保存及滿足觀測(cè)、擴(kuò)展、使用條件的地點(diǎn)，并做好選點(diǎn)標(biāo)記。

(4)選點(diǎn)時(shí)應(yīng)避開(kāi)環(huán)境變化大、地質(zhì)環(huán)境不穩(wěn)定的地區(qū)。應(yīng)遠(yuǎn)離發(fā)射功率強(qiáng)大的無(wú)線發(fā)射源、微波信道、高壓線（電壓高于20萬(wàn)伏）等，距離不小于200m。

(5)選點(diǎn)時(shí)應(yīng)避開(kāi)多路徑影響，點(diǎn)位周?chē)鷳?yīng)保證高度角15。以上無(wú)遮擋，困難地區(qū)高度角大于15°的遮擋物在水平投影范圍總和不應(yīng)超過(guò)30°。50m以?xún)?nèi)的各種固定與變化反射體應(yīng)標(biāo)注在點(diǎn)之記環(huán)視圖上。

(6)選點(diǎn)時(shí)必須繪制水準(zhǔn)聯(lián)測(cè)示意圖。

(7)選點(diǎn)完成后提交選點(diǎn)圖、點(diǎn)之記信息、實(shí)地選點(diǎn)情況說(shuō)明、對(duì)埋石工作的建議等。

3．gps點(diǎn)建造

標(biāo)石類(lèi)型與適用等級(jí)見(jiàn)表1—4-3。具體標(biāo)石建造要求見(jiàn)相應(yīng)規(guī)范的規(guī)定。

表1-4-3gps控制網(wǎng)標(biāo)石類(lèi)型

作業(yè)所用的gps接收機(jī)及天線都必須送國(guó)家計(jì)量部門(mén)認(rèn)可的儀器檢定單位檢定，檢定合格后在有效期限內(nèi)使用。

1.4.2.4gps觀測(cè)實(shí)施

gps土層點(diǎn)埋石結(jié)束后，一般地區(qū)應(yīng)經(jīng)過(guò)一個(gè)雨季，凍土深度大于0.8m的地區(qū)還應(yīng)經(jīng)過(guò)一個(gè)凍、解期，巖層上埋設(shè)的標(biāo)石應(yīng)經(jīng)一個(gè)月，方可進(jìn)行觀測(cè)。

1．基本技術(shù)要求

(1)最少觀測(cè)衛(wèi)星數(shù)4顆；

(2)采樣間隔30s；

(3)觀測(cè)模式：靜態(tài)觀測(cè)；

(4)觀測(cè)衛(wèi)星截止高度角10°；

(5)坐標(biāo)和時(shí)間系統(tǒng)：wgs-84，utc；

(6)觀測(cè)時(shí)段及時(shí)長(zhǎng)：b級(jí)點(diǎn)連續(xù)觀測(cè)3個(gè)時(shí)段，每個(gè)時(shí)段長(zhǎng)度大于等于23h；c級(jí)點(diǎn)觀測(cè)大于等于2個(gè)時(shí)段，每個(gè)時(shí)段長(zhǎng)度大于等于4h；d級(jí)點(diǎn)觀測(cè)大于等于1.6個(gè)時(shí)段，每個(gè)時(shí)段長(zhǎng)度大于等于1h；e級(jí)點(diǎn)觀測(cè)大于等于1.6個(gè)時(shí)段，每個(gè)時(shí)段長(zhǎng)度大于等于40min。

2．觀測(cè)設(shè)備

各等級(jí)大地控制網(wǎng)觀測(cè)均應(yīng)采用雙頻大地型gps接收機(jī)。

3．觀測(cè)方案

gps觀測(cè)可以采用以下兩種方案：

(1)基于gps連續(xù)運(yùn)行站的觀測(cè)模式；

(2)同步環(huán)邊連接gps靜態(tài)相對(duì)定位觀測(cè)模式：

同步觀測(cè)儀器臺(tái)數(shù)大于等于5臺(tái)，異步環(huán)邊數(shù)小于等于6條，環(huán)長(zhǎng)應(yīng)小于等于1500km。

4．作業(yè)要求

(1)架設(shè)天線時(shí)要嚴(yán)格整平、對(duì)中，天線定向線應(yīng)指向磁北，定向誤差不得大于±5°。根據(jù)天線電纜的長(zhǎng)度在合適的地方平穩(wěn)安放儀器，將天線與接收機(jī)用電纜連接并固緊。

(2)認(rèn)真檢查儀器、天線及電源的連接情況，確認(rèn)無(wú)誤后方可開(kāi)機(jī)觀測(cè)。

(3)開(kāi)機(jī)后應(yīng)輸入測(cè)站編號(hào)（或代碼）、天線高等測(cè)站信息。

(4)在每時(shí)段的觀測(cè)前后各量測(cè)一次天線高，讀數(shù)精確至1mm。

(5)觀測(cè)手簿必須在觀測(cè)現(xiàn)場(chǎng)填寫(xiě)，嚴(yán)禁事后補(bǔ)記和涂改編造數(shù)據(jù)。

(6)觀測(cè)員應(yīng)定時(shí)檢查接收機(jī)的各種信息，并在手簿中記錄需填寫(xiě)的信息，有特殊情況時(shí)，應(yīng)在備注欄中注明。

(7)觀測(cè)員要認(rèn)真、細(xì)心地操作儀器，嚴(yán)防人或牲畜碰動(dòng)儀器、天線和遮擋衛(wèi)星信號(hào)。

(8)雷雨季節(jié)觀測(cè)時(shí)，儀器、天線要注意防雷擊，雷雨過(guò)境時(shí)應(yīng)關(guān)閉接收機(jī)并卸下天線。

5．?dāng)?shù)據(jù)下載與存儲(chǔ)

(1)觀測(cè)時(shí)段結(jié)束后，應(yīng)及時(shí)將觀測(cè)數(shù)據(jù)下載。同時(shí)應(yīng)立即將觀測(cè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為rinex格式文件，以檢查原始數(shù)據(jù)下載是否正確。

(2)每天的原始數(shù)據(jù)使用一個(gè)子目錄，每天的rinex數(shù)據(jù)使用另一個(gè)子目錄。子目錄命名方式可采用“測(cè)站編號(hào)十年代十該天的年積日+d”和“測(cè)站編號(hào)十年代十該天的年積日+r”的形式（其中，d表示原始觀測(cè)數(shù)據(jù)，r表示rinex格式數(shù)據(jù)）。

(3)原始數(shù)據(jù)與rinex數(shù)據(jù),無(wú)論原始觀測(cè)數(shù)據(jù)，還是rinex格式數(shù)據(jù)均應(yīng)做備份。

1.4.2.5外業(yè)數(shù)據(jù)檢查與技術(shù)總結(jié)

1．?dāng)?shù)據(jù)質(zhì)量檢查

數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查宜采用專(zhuān)門(mén)的軟件進(jìn)行。檢查內(nèi)容包括：

(1)觀測(cè)衛(wèi)星總數(shù)；

(2)數(shù)據(jù)可利用率(≥80%)；

(3)11、l2頻率的多路徑效應(yīng)影響mp1、mp2應(yīng)小于0.5m；

(4)gps接收機(jī)鐘的日頻穩(wěn)定性不低于10^-8等。

2．技術(shù)總結(jié)

外業(yè)技術(shù)總結(jié)編寫(xiě)執(zhí)行ch/t1001-2005，應(yīng)包括：任務(wù)來(lái)源、任務(wù)內(nèi)容、完成情況、測(cè)區(qū)概況、作業(yè)依據(jù)、采用基準(zhǔn)及已有資料利用情況，作業(yè)組織實(shí)施、儀器檢驗(yàn)、質(zhì)量控制、技術(shù)問(wèn)題的處理、存在問(wèn)題和建議、提交成果內(nèi)容等。

1.4.3gps測(cè)量數(shù)據(jù)處理

1.4.3.1外業(yè)數(shù)據(jù)質(zhì)量檢核

外業(yè)觀測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量檢核主要有以下內(nèi)容。

1．?dāng)?shù)據(jù)剔除率

同一時(shí)段內(nèi)觀測(cè)值的數(shù)據(jù)剔除率，不應(yīng)超過(guò)10%。

2．復(fù)測(cè)基線的長(zhǎng)度差

c、d級(jí)網(wǎng)基線處理和b級(jí)網(wǎng)外業(yè)預(yù)處理后，若某基線向量被多次重復(fù)，則任意兩個(gè)基線長(zhǎng)度之差ds應(yīng)滿足下式：

式中，δ為相應(yīng)級(jí)別規(guī)定的基線中誤差，計(jì)算時(shí)邊長(zhǎng)按實(shí)際平均邊長(zhǎng)計(jì)算。

3．同步觀測(cè)環(huán)閉合差

三邊同步環(huán)中只有兩個(gè)同步邊成果可以視為獨(dú)立的成果，第三邊成果應(yīng)為其余兩邊的代數(shù)和。由于模型誤差和處理軟件的內(nèi)在缺陷，第三邊處理結(jié)果與前兩邊的代數(shù)和常不為零，其差值應(yīng)小于下列數(shù)值：

4．獨(dú)立環(huán)閉合差及附合路線坐標(biāo)閉合差

c、d級(jí)網(wǎng)及b級(jí)網(wǎng)外業(yè)基線預(yù)處j里的結(jié)果，其獨(dú)立閉合環(huán)或附合路線坐標(biāo)閉合差應(yīng)滿足下列公式：

式中，n為閉合邊數(shù)；ε為基線測(cè)量中誤差；

1.4.3.2gps網(wǎng)基線精處理結(jié)果質(zhì)量檢核

gps網(wǎng)基線精處理結(jié)果質(zhì)量檢核包括以下內(nèi)容：

(1精處理后基線分量及邊長(zhǎng)的重復(fù)性。

(2)各時(shí)間段的較差。

(3)獨(dú)立環(huán)閉合差或附合路線的坐標(biāo)閉合差。gpsb、c級(jí)網(wǎng)基線精處理后，獨(dú)立環(huán)閉合差或附合路線的坐標(biāo)閉合差、環(huán)線全長(zhǎng)閉合差均應(yīng)滿足規(guī)范的相應(yīng)規(guī)定。

1.4.3.3gps網(wǎng)平差

使用gps數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行gps網(wǎng)平差，首先提取基線向量；其次進(jìn)行三維無(wú)約束平差；再次進(jìn)行約束平差和聯(lián)合平差；最后進(jìn)行質(zhì)量分析與控制。其平差流程見(jiàn)圖1-4-1。

1．基線向量提取

進(jìn)行gps網(wǎng)平差，首先提取基線向量，構(gòu)建gps基線向量網(wǎng)。提取基線向量時(shí)需要遵循以下原則：

(1)必須選取相對(duì)獨(dú)立的基線，否則平差結(jié)果會(huì)與真實(shí)的情況不相符合。

(2)所選取的基線應(yīng)構(gòu)成閉合的幾何圖形。

(3)選取質(zhì)量好的基線向量?；€質(zhì)量的好壞可以依據(jù)rms、rdop、ratio、同步環(huán)閉合差、異步環(huán)閉合差及重復(fù)基線較差來(lái)判定。

(4)選取能構(gòu)成邊數(shù)較少的異步環(huán)的基線向量。

(5)選取邊長(zhǎng)較短的基線向量。

2．三維無(wú)約束平差

在構(gòu)成了gps基線向量網(wǎng)后，需要進(jìn)行gps網(wǎng)的三維無(wú)約束平差。通過(guò)無(wú)約束平差，主要達(dá)到以下兩個(gè)目的：

(1)根據(jù)無(wú)約束平差結(jié)果，判別在所構(gòu)成的gps網(wǎng)中是否有粗差基線，如發(fā)現(xiàn)含有粗差的基線，必須進(jìn)行處理，以使構(gòu)網(wǎng)的所有基線向量均滿足質(zhì)量要求；

(2)調(diào)整各基線向量觀測(cè)值的權(quán)數(shù)，使得它們相互匹配。

3．約束平差和聯(lián)合平差

三維無(wú)約束平差后，需要進(jìn)行約束平差或聯(lián)合平差。平差可根據(jù)需要在三維空間或二維空間中進(jìn)行。約束平差的具體步驟是：

(1)指定進(jìn)行平差的基準(zhǔn)和坐標(biāo)系統(tǒng)；

(2)指定起算數(shù)據(jù)；

(3)檢驗(yàn)約束條件的質(zhì)量；

(4)進(jìn)行平差解算。

4．質(zhì)量分析與控制

進(jìn)行gps網(wǎng)質(zhì)量的評(píng)定。在評(píng)定時(shí)可以采用下面的指標(biāo)：

(1)基線向量改正數(shù)。根據(jù)基線向量改正數(shù)的大小，可以判斷出基線向量中是否含有粗差。

(2)相鄰點(diǎn)的中誤差和相對(duì)中誤差。

1、若某gnss網(wǎng)由n個(gè)點(diǎn)組成，要求每點(diǎn)重復(fù)設(shè)站觀測(cè)m次，采用k臺(tái)接收機(jī)來(lái)進(jìn)行觀測(cè)，該網(wǎng)必要基線數(shù)為( b )。

a.k－1

b.n－1

c.m－1

d.m×k－1

2、使用k臺(tái)(k>3)gnss接收機(jī)進(jìn)行同步觀測(cè)獲取的所有基線的數(shù)量是(   d )。

a.k－1                    b.k

c.k(k－1)                d.k(k－1)／2

 解析：使用k臺(tái)gnss接收機(jī)進(jìn)行同步觀測(cè)所獲得的gnss邊中，每2臺(tái)接收機(jī)觀測(cè)形成一條基線，所有同步觀測(cè)基線數(shù)量為k（k－1）／2，其中最多可以選出k－1條相互獨(dú)立的同步觀測(cè)基線。故選d。

3、下列選擇關(guān)于控制網(wǎng)的敘述不正確的是（   ）。

a．國(guó)家控制網(wǎng)從高級(jí)到低級(jí)布設(shè)

b．國(guó)家控制網(wǎng)按精度可分為a、b、c、d、e五級(jí)

c．直接以測(cè)圖為目的建立的控制網(wǎng)，稱(chēng)為圖根控制網(wǎng)

d．國(guó)家一等大地控制網(wǎng)由衛(wèi)星定位連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站構(gòu)成

解析：國(guó)家控制網(wǎng)分級(jí)布網(wǎng)、逐級(jí)控制；gps控制網(wǎng)按精度可分為a、b、c、d、e五級(jí)，國(guó)家大地控制網(wǎng)按照精度和用途劃分為一、二、三、四等。故選b。

4、 gps網(wǎng)平差的約束平差與聯(lián)合平差的主要區(qū)別是（）。

a．平差準(zhǔn)則不同

b．觀測(cè)值不同

c．坐標(biāo)系統(tǒng)不同

d．約束條件不同

解析：gps網(wǎng)約束平差時(shí)觀測(cè)量完全都是gps基線向量；而聯(lián)合平差時(shí)觀測(cè)量不僅包括gps基線向量，還包括地面常規(guī)測(cè)量的觀測(cè)量，如邊長(zhǎng)、角度、方向和高差等。兩種平差主要不同點(diǎn)是所采用的觀測(cè)值不同。故選b。

5、大地測(cè)量的主要任務(wù)是建立國(guó)家或大范圍的精密控制測(cè)量網(wǎng)，內(nèi)容有（   ）。

a．三角測(cè)量                   b．水文測(cè)量

c．重力測(cè)量                   d．水準(zhǔn)測(cè)量

e．慣性測(cè)量

6、按《全球定位系統(tǒng)(gps)測(cè)量規(guī)范》(gb/t 18314-2009)，隨gps接收機(jī)配備的商業(yè)軟件能用于（   ）。

a．a級(jí)gps網(wǎng)基線精處理

b．a級(jí)gps網(wǎng)基線預(yù)處理

c．b級(jí)gps網(wǎng)基線精處理

d．c級(jí)及c級(jí)以下各級(jí)gps網(wǎng)基線解算

e．d級(jí)gps網(wǎng)基線解算

解析：《全球定位系統(tǒng)(gps)測(cè)量規(guī)范》(gb/t 18314-2009)規(guī)定：a、b級(jí)gps網(wǎng)基線數(shù)據(jù)處理應(yīng)采用高精度數(shù)據(jù)處理專(zhuān)用的軟件，c、d、e級(jí)gps網(wǎng)基線解算可隨gps接收機(jī)配備的商業(yè)軟件。故選de。

7、gps網(wǎng)數(shù)據(jù)處理包括（   ）。

a．相對(duì)定位                   b．精密單點(diǎn)定位

c．gps星歷檢校           d．gps網(wǎng)基線處理

e．gps網(wǎng)平差

解析：gps網(wǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)處理有：①外業(yè)數(shù)據(jù)質(zhì)量檢核；②gps網(wǎng)基線處理；③gps網(wǎng)平差。故選de。

8、“2000國(guó)家gps控制網(wǎng)”的組成包括（   ）。

a．國(guó)家測(cè)繪局gps a、b級(jí)網(wǎng)

b．中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)

c．總參測(cè)繪局gps一-、二級(jí)網(wǎng)

d．中國(guó)地殼運(yùn)動(dòng)觀測(cè)網(wǎng)

e．中國(guó)重力觀測(cè)網(wǎng)

解析： 2000國(guó)家gps控制網(wǎng)是由國(guó)家測(cè)繪局gps a、b級(jí)網(wǎng)，總參測(cè)繪局gps一、二級(jí)網(wǎng)以及由中國(guó)地震局、總參測(cè)繪局、中國(guó)科學(xué)院、國(guó)家測(cè)繪局共建中國(guó)地殼運(yùn)動(dòng)觀測(cè)網(wǎng)，還有其他地殼形變gps監(jiān)測(cè)網(wǎng)中除了cors站以外的所有站點(diǎn)。故選acd。