GB/T 18314-2001 全球定位系统(GPS)测量规范

GB/"r18314--2001

前台

本标准是根据我国现阶段和今后一定时期内我国所采用或将采用的全球定位系统(GPS)测量技术而制定的内容涉及GPS静态定位测量和GPS快速静态定位测量，待条件成熟时，再纳入其他GPs测量模式的内容本标准的附录A、附录B、附录C、附录D、附录E为标准的附录本标准的附录F为提示的附录。本标准由国家测绘局提出并归口。本标准由国家测绘局测绘标准化研究所负责起草本标准主要起草人:王忠良、朱达成。本标准由国家测绘局负责解释。

中华人民共和国国家标准

全球定位系统(GPS)测量规范GB/T18314一2001

Specificationsforglobalpositioningsystem(CPS)surveys

1范围

本标准规定利用全球定位系统(GPS)按静态、快速静态定位原理，建立测量控制网(简称(GPS)控制网)的原则、等级划分和作业方法。本标准适用于国家和局部GPS控制网的设计、布测与数据处理。

2引用标准

下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GB12897-1991国家一、二等水准测量规范GB12898-1991国家三、四等水准匆量规范GB/T17942-2000国家三角测量规范CH1002-1995测绘产品检查验收规定CH1003-1995测绘产品质量评定标准CH/T1004-1999测绘技术设计规定CH8016--1995全球定位系统(GPS)测量型接收机检定规程

3术语

3.1观测时段observationsession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称为观测时段，简称时段。3.2同步观测simultaneousobservation两台或两台以上接收机同时对同一组卫星进行的观测。3.3同步观测环，imultaneousobservationloop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。3.4独立观测环independentobservationloop由非同步观测获得的基线向量构成的闭合环。3.5数据剔除率percentageofdatarejection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。3.6天线高antennaheight观测时接收机天线相位中心至测站中心标志面的高度。3.7参考站Referencestation在一定的观测时间内，一台或几台接收机分别固定在一个或几个测站上，一直保持跟踪观测卫星.其余接收机在这些测站的一定范围内流动设站作业，这些固定测站就称为参考站国家质，技术监督局2001一03一05批准2001一09一01实施

GB/'r18314-2001

3.8流动站rovingstation在参考站的一定范围内流动作业的接收机所设立的测站3.9观测单元observationunit快速静态定位测量时，参考站从开始至停止接收卫星信号连续观测的时间段3.10世界大地坐标系1984(WGS84)WorldGeodeticSystem1984由美国国防部在与WGS72相应的精密星历NSWC-9Z-2基础上，采用198。大地参考数和BIH1984.。系统定向所建立的一种地心坐标系3-11国际地球参考框架ITRFYY,InternationalTerrestrialReferenceFrame由国际地球自转服务局推荐的以国际参考子午面和国际参考极为定向基准，以IERSYY夭文常数为基础所定义的一种地球参考系和地心(地球)坐标系3.12GPs静态定位测量staticGPSpositioning通过在多个测站上进行若干时段同步观测，确定测站之间相对位置的GPS定位测量3.13GPS快速静态定位测量rapidstaticGPSpositioning利用快速整周模糊度解算法原理所进行的GPS静态定位测量。3.14永久性跟踪站permanenttrackingstation长期连续跟踪接收卫星信号的永久性地面观测站3.15单基线解singlebaselinesolution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3.16多基线解multi-baselinesolution从M(M妻3)台GPS接收机同步观测值中，由。一1条独立基线构成观测方程，统一解算出。:一I条基线向量

4坐标系和时间系统

4卜，坐标系4.1.1GPS测量采用广播星历时，其相应坐标系为世界大地坐标系WGS84。该坐标系的地球椭球基本参数以及主要几何和物理常数见附录A(标准的附录)GPS测量采用精密星历时，其坐标系为相应历元的国际地球参考框架ITRFYY,当换算为大地坐标时，可采用与WGS84相同的地球椭球基本参数以及主要几何和物理常数。4.1.2当要求提供198。西安坐标系或其他参考坐标系时，可按坐标转换等方法求得这些坐标系的坐标。当要求提供〕985国家高程基准或其他高程系高程时，可按高程拟合、大地水准面精化等方法求得这些高程系统的高程。1980西安坐标系及1954年北京坐标系的参考椭球基本参数以及主要几何和物理常数见附录A(标准的附录)4.2时间系统GPS测量采用GPS时间系统，手簿记录宜采用世界协调时(UTC)

5精度分级

5.1GPs测量按其精度划分为AA,A,B,C,D,E级GPS快速静态定位测量可用于C,D,E级GPS控制网的布设5.2各级GPS测量的用途:AA级主要用于全球性的地球动力学研究、地壳形变测量和精密定轨八级主要用于区域性的地球动力学研究和地壳形变测量;

GB/T18314-2001

B级主要用于局部形变监测和各种精密工程测量;C级主要用于大、中城市及工程测量的基本控制网;D,E级主要用于中、小城市、城镇及测图、地籍、土地信息、房产、物探、勘测、建筑施工等的控制

AA,A级可作为建立地心参考框架的基础。AA,A,B级可作为建立国家空问大地测量控制网的基础各级GPS网相邻点间基线长度精度用下式表示，并按表a=了矿十(b·d·101规定执行。A)2.........·...·.。·?(1)一标准差,mm;固定误差.mm;

量

3

中

测

5

式

b—比例误差系数;1一相邻点间距离，mm表1精度分级

级别固定误差(3G5蕊8

倪.mm比例误差系数

毛10镇10C10

AABcDE;;GPS测量大地高差的精度，固定误差a和比例误差系数b按表1可放宽1倍执行。AA,A级站平差后在ITRFYY地心参考框架中的点位精度及对连续观测站经多次观测后计算的相邻站间基线长度年变化率测定精度，按表2规定执行。表2点位精度和基线长度年变化率精度规定

级别点位地心坐标精度，m基线长度年变化率精度,mm/年

AA

A

G0.05乓0.1<2乓3

6网的技术设计

6门技术设计的基本要求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CH/T1004进行。6.2技术设计准备6.2.1根据任务的需要，收集测区范围既有的国家三角网、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。62.2搜集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、地质资料等。6.2.3技术设计前，应对上述资料分析研究，必要时进行实地勘察，然后进行图上设计6.3技术设计的原则6.3.1在设计图上应标出新设计的GPS点的点位、点名、点号和级别，还应标出相关的各类测量站点、水准路线及主要的交通路线、水系和居民地等。6.3.2GPS网布设原则6.3-2.1GPS网的布设应视其目的、要求的精度、卫星状况、接收机类型和数量、侧区已有的资料、测

GB/'r18314-2001

区地形和交通状况以及作业效率综合考虑，按照优化设计原则进行。6.3.2.2AA,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,n,E级GPS网可布设成多边形或附合路线6.3.2.3A级及A级以下各级GPS网中，最简独立闭合环或附合路线的边数应符合表3的规定。表3最简独立闭合环或附合路线边数的规定仲一闭合环或附合路线的边数镇5墓6<6<8毛吮106.3-2.4各级GPS网相邻点间平均距离应符合表4N求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2一3倍。表4GPS网中相邻点之间的平均距离km级别1项目\

平均距离1__100010--155--100.2~6.3.2.5AAA,B级(GPS网点，应与GPS永久性跟踪站联测;其联测的站数，AA级不得少于4站.A级不得少于3站,B级不得少于2站。63.2.6A,B级GPS网，应尽量与周围的GPS地壳形变监测网、基本验潮站联测。6.3.2.7AA,A,B级GPS网点宜与参加过全国天文大地网整体平差的三角点、导线点和一、二等水准点并置或重合6.3.2.8新布设的GPs网应与附近已有的国家高等级GPS点进行联测，联测点数不得少于2点。6.3.2.9B级GPS网，在高程异常变化剧烈地区，其点间的距离不宜超过100km;在地壳断裂带或地震频发地区，其点间距离应适当缩短。6.3.2.10大陆、岛、礁之间的A,B级GPS网的边长可视实际情况变通，重要岛、礁与大陆之间的联测，其连接的点数不应少于3个6.3.2.11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，联测的总点数不得少于3点。在需用常规测量方法加密控制网的地区，C,D,E级GPS网点应有1-2方向通视。6.3-2-12为求得GPS网点的正常高，应根据需要适当进行高程联测。AAA级网应逐点联测高程,B级网至少每隔2-3点，C级网每隔3-6点联测一个高程点，D级与E级网可依具体情况确定联测高程的点数。6.3-2门3AA,A级GPS点的高程联测，应按GB12897二等水准的方法进行;B级GPS点的高程联测，应按GB12898三等水准或与其精度相当的方法进行;C,D,E级GPS点按GB12898四等水准或与其精度相当的方法进行高程联测。6.3-2-14GPS快速静态定位网的布设，除应满足上述有关规定外，还应满足下列要求:a)相邻地区两个观测单元之间的流动站的重合点数:C,D级不应少于2点，E级不应少于1点;b)相邻点的距离大于20km时，应采用GPS静态定位法施测;。)当网中相邻点间距离小于该级别所要隶的相邻点间最小距离时，两相邻点必须直接进行同步观测;d)对于双参考站作业方式，不同观测单元的基准基线宜相互联结，以构成整个网的骨架;e)D,E级GPS网可采用单参考站作业方式，对相邻观测单元的一些流动测站点必须进行二次设站观测。64技术没计后应仁交的资料:a)野外踏勘技术总结;

GB/T18314--2001

b)测量任务书与专业设计书(附技术设计图)

7选点

了门选点准备7.1.1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;50000或更大比例尺地形图，已有各类控制点、卫星跟踪站的资料等7.1.2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、气象及大地点等情况7.2点位墓本要求a)周围应便于安置接收设各和操作，视野开阔，视场内障碍物的高度角不宜超过150;b)远离大功率无线电发射源(如电视台、电台、微波站等)，其距离不小干200m;远离高压输电线和微波无线电信号传送通道，其距离不得小于50m;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，易于点的保存;f)AA,A,B级GPS点，应选在能长期保存的地点;g)充分利用符合要求的旧有控制点;h)选站时应尽可能使测站附近的小环境(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7.3辅助点与方位点7.11非基岩的AA,A级GPS点的附近应埋设1-3个辅助点，并测定其与GPS点的距离和高差.精度应优于士smm7.3.2GPS点可视需要设立与其通视的方位点，该点应[;]标明显，观测方便，和GPS点的距离一般不小于300ma7.4选点作业了.41选点人员应按照技术设计书经过踏勘，在实地按7.2要求选定点位，并在实地加以标定7.4.2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。7.4.3点名应取居民地名，C,D,E级GPS点名也可取}1名、地名、单位名，应向当地政府部门或群众进行调查后确定。少数民族地区应使用准确的音译汉语名，在译音后可附上原文。新旧点重合时，应采用原有旧点名，不得更改，如确需更改应在新点名后括号内附上旧点名。如与水准点重合时，应在新点名后的括号内附上水准点等级编号在同一网区有相同点时.应在点名后附上(一)、(二)加以区别。点名书写采用汉字，一律以国务院公布的简化字为准。点号编排应便于计算机管理7.4.4需要水准联测的GPs点，应实地踏勘水准路线情况，选择联测水准点和绘出联测路线图7.4.5不论新选定的点或利用旧点(包括辅助点与方位点)，应实地按附录B形式绘制点之记，其内容要求在现场详细记录，不得追记。7.4.6AA,A级GPS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7.4.7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B7.4.8一个网区选点完成后，应绘制GPS网选点图，其形式见附录Bo了.5选点结束后应上交的资料a)用黑墨水填写的道林纸点之记、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。

GB/T18314-2001

8埋石

B门标石类型8.1.1GPs点的标石类型及其适用级别按表5规定执行表5GPS点标石类型

标石类型适用级别a一基岩天线墩b.岩层天线墩.基岩标石d.岩层普通标石。土层天线墩f，普通基本标石9.冻上基本标石h.固定沙丘基本标石1一普通标石I建筑物上的标石

AA.A

AA,A

B

B-E

AA,A

B~E

B

B

B~E

B-Ec级以下临时性工程网点，可埋设简易标志8.1.2各种类型的标石应设有中心标志。基岩和纂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、精细的卜字线或嵌人不同颜色金属(不锈钢或铜)制作的直径小于。.5mm的中心点并应在标志表面制有“GPS”及施测单位名称8.1.3各种标石的规格，见附录B8.1.4各种天线墩必须附有强制对中装置8.2埋石作业8.2.1各级GPs点的标石应用混凝」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标石的规定8.2.2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8-2.3埋设标石，须使各层标志中心严格在同一铅垂线上，其偏差不得大于2mm。强制对中装置的对中精度不得大于1mm8.2.4当利J川日点时，应首先确认该点标石完好，并符合同级GPS点埋石要求，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。8.2.5方位点应埋设普通标石，并加适当标注，以便与GPS点相区分8.2.6GPS点埋石所占土地，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，若委托保管情况不落实应重新办理8.2.7AA,A和B级点标石埋设后，至少需经过一个雨季，冻土地运至少需经过一个冻解期，基岩或岩层标石至少需经一个月后，方可用于观测。8.3标石外部整饰8.3.T各类GPS点棍凝土标石灌制时，均应在基上压印〔:PS点的类级、埋设年代和国家设施勿动的字样8.3.2B级GPs点标石埋设后，需在周围砌筑混凝土方井或圆井护框，其内径根据情况而定，但至少不小一于0.6m,高为。.2m8.3.3荒漠或平原不易寻找的GPs点还需在其近旁埋设指示碑.其规格参见GB1289&

d另6

GB/T18314-2001

8.4埋石结束上交资料a)填写了埋石情况的GPS点之记;b)土地占用批准文件与测量标志委托保管书;c)埋石工作总结

9仪器

9.1接收机选用GPS接收机的选用，根据需要按表6规定执行9.2接收设备检验9.2.1新购置的GPS接收机应按规定进行全面检验后使用。9.2.2GPs接收机全面检验包括:一般检视、通电检验、试测检验9.2-2.1一般检视应符合下列规定;a)GPS接收机及天线的外观应良好，型号应正确;b)各种部件及其附件应匹配、齐全和完好;c)需紧固的部件应不得松动和脱落;d)设备使用手册和后处理软件操作手册及磁(光)盘应齐全表6接收机选用

级别

单频产双频巨AA__{双频/全波长AIB一~.一一--—-一--一-双频/全波长}双0CD、E双频或单频双频或单频观测量至少有{L曰2载波相位，i_L2载波相位{，一:、;:载。相位’r，份一Ll载波相位1.1载波相位同步观测接收机数〕5)生一}>4〕