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§1.4衛(wèi)星大地控制網(wǎng)

復習重點:

控制網(wǎng)分級及其應用

選點原則

外業(yè)觀測技術指標 重點是b d e

外業(yè)數(shù)據(jù)質量檢驗 同步環(huán) 異步環(huán)

內業(yè)平差各步驟及其作用

1.4.1gnss控制網(wǎng)等級

1.4.1.1  控制網(wǎng)等級及其用途

全球導航衛(wèi)星(gnss)采用全球導航衛(wèi)星無線電導航技術確定時間和目標空間位置的系統(tǒng),主要包括gps、glonass、<jalileo、北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)

按照國家標準《全球定位系統(tǒng)(gps)測量規(guī)范》(gb/t18314-2009),gps測量按其精度分為ab、c、d、e五級。

(1)agps網(wǎng)由衛(wèi)星定位連續(xù)運行基準站構成,用于建立國家一等大地控制網(wǎng),進行全球性的地球動力學研究、地殼形變測量和衛(wèi)星精密定軌測量;

(2)bgps測量主要用于建立國家二等大地控制網(wǎng),建立地方或城市坐標基準框架、區(qū)域性的地球動力學研究、地殼形變測量和各種精密工程測量等;

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

(4)dgps測量用于建立四等大地控制網(wǎng);

(5)egps測量用于測圖、施工等控制測量。

1.4.1.2精度要求

各等級邊長和精度見表1-4-1和表1-4-2。

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1.4.2gnss網(wǎng)布設

1.4.2.1gnss網(wǎng)技術設計

根據(jù)現(xiàn)行國家標準《全球定位系統(tǒng)(gps)測量規(guī)范》(gb/t18314-2009),a級網(wǎng)是衛(wèi)星定位連續(xù)運行基準站,

gpsbc、e級網(wǎng)主要是為建立國家二、三、四等大地控制網(wǎng),以及測圖控制點。

1.4.2.2gnss網(wǎng)點選址與埋石

1gps網(wǎng)選點基本原則

(1)gpsb級點必須選在一等水準路線結點或一等與二等水準路線結點處,并建在基巖上,如原有水準結點附近3km處無基巖,可選在土層上。

(2)gpsc級點作為水準路線的結點時應選建在基巖上,如結點處無基巖或不利于今后水準聯(lián)測,可選在土層上。

(3)點位應均勻布設,所選點位應滿足gps觀測和水準聯(lián)測條件。

(4)點位所占用的土地,應得到土地使用者或管理者的同意。

2.選點基本要求

(1)選點人員應由熟悉gps、水準觀測的測繪工程師和地質師組成。選點前充分了解測區(qū)的地理、地質、水文、氣象、驗潮、交通,通信、水電等信息。

(2)實地勘察選定點位。

(3)點位應選擇在穩(wěn)定堅實的基巖、巖石、土層、建筑物頂部等能長期保存及滿足觀測、擴展、使用條件的地點,并做好選點標記。

(4)選點時應避開環(huán)境變化大、地質環(huán)境不穩(wěn)定的地區(qū)。應遠離發(fā)射功率強大的無線發(fā)射源、微波信道、高壓線(電壓高于20萬伏)等,距離不小于200m。

(5)選點時應避開多路徑影響,點位周圍應保證高度角15。以上無遮擋,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超過30°。50m以內的各種固定與變化反射體應標注在點之記環(huán)視圖上。

(6)選點時必須繪制水準聯(lián)測示意圖。

(7)選點完成后提交選點圖、點之記信息、實地選點情況說明、對埋石工作的建議等。

3gps點建造

標石類型與適用等級見表1—4-3。具體標石建造要求見相應規(guī)范的規(guī)定。

1-4-3gps控制網(wǎng)標石類型

k(p@@2a4c1cna$[bw(a$lpy

作業(yè)所用的gps接收機及天線都必須送國家計量部門認可的儀器檢定單位檢定,檢定合格后在有效期限內使用。

1.4.2.4gps觀測實施

gps土層點埋石結束后,一般地區(qū)應經(jīng)過一個雨季,凍土深度大于0.8m的地區(qū)還應經(jīng)過一個凍、解期,巖層上埋設的標石應經(jīng)一個月,方可進行觀測。

1.基本技術要求

(1)最少觀測衛(wèi)星數(shù)4顆;

(2)采樣間隔30s;

(3)觀測模式:靜態(tài)觀測;

(4)觀測衛(wèi)星截止高度角10°;

(5)坐標和時間系統(tǒng):wgs-84,utc;

(6)觀測時段及時長:b級點連續(xù)觀測3個時段,每個時段長度大于等于23hc級點觀測大于等于2個時段,每個時段長度大于等于4h;d級點觀測大于等于1.6個時段,每個時段長度大于等于1he級點觀測大于等于1.6個時段,每個時段長度大于等于40min。

2.觀測設備

各等級大地控制網(wǎng)觀測均應采用雙頻大地型gps接收機。

3.觀測方案

gps觀測可以采用以下兩種方案:

(1)基于gps連續(xù)運行站的觀測模式;

(2)同步環(huán)邊連接gps靜態(tài)相對定位觀測模式:

同步觀測儀器臺數(shù)大于等于5臺,異步環(huán)邊數(shù)小于等于6條,環(huán)長應小于等于1500km。

4.作業(yè)要求

(1)架設天線時要嚴格整平、對中,天線定向線應指向磁北,定向誤差不得大于±5°。根據(jù)天線電纜的長度在合適的地方平穩(wěn)安放儀器,將天線與接收機用電纜連接并固緊。

(2)認真檢查儀器、天線及電源的連接情況,確認無誤后方可開機觀測。

(3)開機后應輸入測站編號(或代碼)、天線高等測站信息。

(4)在每時段的觀測前后各量測一次天線高,讀數(shù)精確至1mm。

(5)觀測手簿必須在觀測現(xiàn)場填寫,嚴禁事后補記和涂改編造數(shù)據(jù)。

(6)觀測員應定時檢查接收機的各種信息,并在手簿中記錄需填寫的信息,有特殊情況時,應在備注欄中注明。

(7)觀測員要認真、細心地操作儀器,嚴防人或牲畜碰動儀器、天線和遮擋衛(wèi)星信號。

(8)雷雨季節(jié)觀測時,儀器、天線要注意防雷擊,雷雨過境時應關閉接收機并卸下天線。

5.數(shù)據(jù)下載與存儲

(1)觀測時段結束后,應及時將觀測數(shù)據(jù)下載。同時應立即將觀測數(shù)據(jù)轉換為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)使用一個子目錄,每天的rinex數(shù)據(jù)使用另一個子目錄。子目錄命名方式可采用測站編號十年代十該天的年積日+d”測站編號十年代十該天的年積日+r”的形式(其中,d表示原始觀測數(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),無論原始觀測數(shù)據(jù),還是rinex格式數(shù)據(jù)均應做備份。

1.4.2.5外業(yè)數(shù)據(jù)檢查與技術總結

1.數(shù)據(jù)質量檢查

數(shù)據(jù)質量檢查宜采用專門的軟件進行。檢查內容包括:

(1)觀測衛(wèi)星總數(shù);

(2)數(shù)據(jù)可利用率(≥80%);

(3)11、l2頻率的多路徑效應影響mp1、mp2應小于0.5m;

(4)gps接收機鐘的日頻穩(wěn)定性不低于10-8等。

2.技術總結

外業(yè)技術總結編寫執(zhí)行ch/t1001-2005,應包括:任務來源、任務內容、完成情況、測區(qū)概況、作業(yè)依據(jù)、采用基準及已有資料利用情況,作業(yè)組織實施、儀器檢驗、質量控制、技術問題的處理、存在問題和建議、提交成果內容等。

1.4.3gps測量數(shù)據(jù)處理

1.4.3.1外業(yè)數(shù)據(jù)質量檢核

外業(yè)觀測數(shù)據(jù)質量檢核主要有以下內容。

1.數(shù)據(jù)剔除率

同一時段內觀測值的數(shù)據(jù)剔除率,不應超過10%。

2.復測基線的長度差

c、d級網(wǎng)基線處理和b級網(wǎng)外業(yè)預處理后,若某基線向量被多次重復,則任意兩個基線長度之差ds應滿足下式:

式中,δ為相應級別規(guī)定的基線中誤差,計算時邊長按實際平均邊長計算。

3.同步觀測環(huán)閉合差

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

4.獨立環(huán)閉合差及附合路線坐標閉合差

c、d級網(wǎng)及b級網(wǎng)外業(yè)基線預處j里的結果,其獨立閉合環(huán)或附合路線坐標閉合差應滿足下列公式:

式中,n為閉合邊數(shù);ε為基線測量中誤差;

1.4.3.2gps網(wǎng)基線精處理結果質量檢核

gps網(wǎng)基線精處理結果質量檢核包括以下內容:

(1精處理后基線分量及邊長的重復性。

(2)各時間段的較差。

(3)獨立環(huán)閉合差或附合路線的坐標閉合差。gpsb、c級網(wǎng)基線精處理后,獨立環(huán)閉合差或附合路線的坐標閉合差、環(huán)線全長閉合差均應滿足規(guī)范的相應規(guī)定。

1.4.3.3gps網(wǎng)平差

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

1.基線向量提取

進行gps網(wǎng)平差,首先提取基線向量,構建gps基線向量網(wǎng)。提取基線向量時需要遵循以下原則:

(1)必須選取相對獨立的基線,否則平差結果會與真實的情況不相符合。

(2)所選取的基線應構成閉合的幾何圖形。

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

(4)選取能構成邊數(shù)較少的異步環(huán)的基線向量。

(5)選取邊長較短的基線向量。

2.三維無約束平差

在構成了gps基線向量網(wǎng)后,需要進行gps網(wǎng)的三維無約束平差。通過無約束平差,主要達到以下兩個目的:

(1)根據(jù)無約束平差結果,判別在所構成的gps網(wǎng)中是否有粗差基線,如發(fā)現(xiàn)含有粗差的基線,必須進行處理,以使構網(wǎng)的所有基線向量均滿足質量要求;

(2)調整各基線向量觀測值的權數(shù),使得它們相互匹配。

3.約束平差和聯(lián)合平差

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

(1)指定進行平差的基準和坐標系統(tǒng);

(2)指定起算數(shù)據(jù);

(3)檢驗約束條件的質量;

(4)進行平差解算。

4.質量分析與控制

進行gps網(wǎng)質量的評定。在評定時可以采用下面的指標:

(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)相鄰點的中誤差和相對中誤差。

1、若某gnss網(wǎng)由n個點組成,要求每點重復設站觀測m次,采用k臺接收機來進行觀測,該網(wǎng)必要基線數(shù)為( b )。

a.k1

b.n1

c.m1

d.m×k1

2、使用k(k>3)gnss接收機進行同步觀測獲取的所有基線的數(shù)量是(   d )

a.k1                    b.k

c.k(k1)                d.k(k1)2

 解析:使用kgnss接收機進行同步觀測所獲得的gnss邊中,每2臺接收機觀測形成一條基線,所有同步觀測基線數(shù)量為kk1)/2,其中最多可以選出k1條相互獨立的同步觀測基線。故選d。

3、下列選擇關于控制網(wǎng)的敘述不正確的是(   )。

a.國家控制網(wǎng)從高級到低級布設

b.國家控制網(wǎng)按精度可分為a、b、c、d、e五級

c.直接以測圖為目的建立的控制網(wǎng),稱為圖根控制網(wǎng)

d.國家一等大地控制網(wǎng)由衛(wèi)星定位連續(xù)運行基準站構成

解析:國家控制網(wǎng)分級布網(wǎng)、逐級控制;gps控制網(wǎng)按精度可分為a、b、cde五級,國家大地控制網(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.平差準則不同

b.觀測值不同

c.坐標系統(tǒng)不同

d.約束條件不同

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

5、大地測量的主要任務是建立國家或大范圍的精密控制測量網(wǎng),內容有(   )。

a.三角測量                   b.水文測量

c.重力測量                   d.水準測量

e.慣性測量

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

aagps網(wǎng)基線精處理

bagps網(wǎng)基線預處理

cbgps網(wǎng)基線精處理

dc級及c級以下各級gps網(wǎng)基線解算

edgps網(wǎng)基線解算

解析:《全球定位系統(tǒng)(gps)測量規(guī)范》(gb/t 18314-2009)規(guī)定:abgps網(wǎng)基線數(shù)據(jù)處理應采用高精度數(shù)據(jù)處理專用的軟件,cd、egps網(wǎng)基線解算可隨gps接收機配備的商業(yè)軟件。故選de

7、gps網(wǎng)數(shù)據(jù)處理包括(   )。

a.相對定位                   b.精密單點定位

cgps星歷檢校           dgps網(wǎng)基線處理

egps網(wǎng)平差

解析:gps網(wǎng)測量數(shù)據(jù)處理有:外業(yè)數(shù)據(jù)質量檢核;②gps網(wǎng)基線處理;③gps網(wǎng)平差。故選de

8、“2000國家gps控制網(wǎng)的組成包括(   )。

a.國家測繪局gps ab級網(wǎng)

b.中國環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)

c.總參測繪局gps-、二級網(wǎng)

d.中國地殼運動觀測網(wǎng)

e.中國重力觀測網(wǎng)

解析: 2000國家gps控制網(wǎng)是由國家測繪局gps ab級網(wǎng),總參測繪局gps一、二級網(wǎng)以及由中國地震局、總參測繪局、中國科學院、國家測繪局共建中國地殼運動觀測網(wǎng),還有其他地殼形變gps監(jiān)測網(wǎng)中除了cors站以外的所有站點。故選acd。