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摘要 本文介绍了常用规范中有关卫星定位静态测量的技术要求，并对各规范的不同技术要求进行了比较与分析。
关键词 GNSS静态测量 GNSS测量常用规范 GNSS技术要求比较与分析
卫星定位技术具有全球性、高效率、多功能、高精度的特点。卫星定位静态测量其定位精度高达10-6～10-7，广泛应用于各种类型和等级的控制网的建立。有关卫星定位测量（以下简称GNSS测量）常用的规范较多，各个规范分别从相应的专业标准制定了详细的GNSS测量技术要求，使GNSS测量的应用具有良好的可操作性，发挥了巨大的作用。下面就常用规范中有关GNSS静态测量的技术要求作一些比较与分析：
1、坐标系统
满足测区内投影所引起的长度变形值不大于2.5cm/km，是建立或选择平面坐标系的前提条件和基本准则；而确定控制网的位置基准则是GNSS网基准设计的主要问题，可根据测区的地理位置、平均高程来选择适宜的坐标系统。GNSS测量所获得的是空间基线向量或三维坐标向量，属于其相应的空间坐标系（WGS-84坐标系）。规范要求应将其转换至国家统一的高斯正形投影分带平面直角坐标系（2000国家大地坐标系、1954年北京坐标系、1980西安坐标系）或建筑施工坐标系等其他独立的坐标系的坐标。转换时通常应具备坐标系统相对应的参考椭球及基本参数、坐标系的中央子午线经度、坐标系的投影面高程及测区平均高程异常值、起算点的坐标和起始方位角以及纵、横坐标加常数等。
2、精度分级和技术设计
GNSS网精度指标通常采用相邻点的基线长度中误差公式： 来衡量，GNSS网的全中误差不应超过其理论值。按照精度和用途，《全球卫星定位系统（GPS）测量规范》（以下简称《GNSS国标》）把GNSS测量的等级划分为A、B、C、D、E五个等级，并按相邻点基线向量中误差的水平分量、垂直分量来衡量相应级别的精度。而其它规范则是采用传统的三角形网按边长和精度来划分等级，用最弱间接边的相对中误差来衡量精度。相比较而言，前者较抽象，后者虽然较直观，但是遗憾的是，大多数的GPS随机软件中给出的却是直接观测边的精度。技术设计是为了得到最优化的布测方案，应根据项目的实际情况、GNSS网的目的、精度要求、控制点的密度、卫星状况、接收机的类型和数量、道路交通状况以及测区已有测量资料等，依据国家有关规范（规程），并按照优化设计的原则进行综合设计。
规范要求：GNSS网应由一个或若干个独立观测环构成，各同步图形之间采用边连式或网连式，避免出现自由基线。因为自由基线不参与构成几何闭合图形，不具备检查和发现观测成果中粗差的能力。限制最简独立环的边数是为了避免基线误差互相掩盖，含较大误差的边不能被有效地捡出，从而导致网的可靠性降低。要求对独立观测边构成的同步环和异步环进行闭合差检查，是为了检查观测质量、评定精度。
3、选点、埋石
如果点位不符合GNSS测量要求，将引起失锁、周跳、多路径效应误差，GNSS观测中的粗差及劣质观测值就增多。首先要求测站点的顶空开阔。由于GNSS卫星信号本身很微弱，所以GNSS测量选点时还应注意：避开周围的电磁波干扰源以保证GNSS接收机能正常工作；限制卫星高度角以减弱对流层的影响；远离强烈反射卫星信号的物体以减弱多路径效应的影响。规范要求应先进行图上技术设计和优化，并进行精度估算，最后再按技术设计的要求进行现场踏勘落实，对符合要求的旧有的控制点要充分利用。对GNSS点的标石和标志的埋设要求稳固，以易于长期保存、利用。
4、GNSS观测
GNSS接收机应在检定合格的有效期内使用，其标称精度应高于相应等级GNSS网的规范要求。由于双频接收机采用双频改正技术，可以很好地消除电离层折射误差的影响，所以基线边较长或等级较高的GNSS网采用双频接收机观测，精度提高尤为显著。为保证GNSS网中各相邻点具有较高的相对精度，网中距离较近的点一定要进行同步观测，以获得它们之间的直接观测基线。
各规范还对卫星截止高度角、同时观测的有效卫星数、时段长度、数据采样间隔率、PDOP值以及同步观测的接收机数目作了具体的规定。
随着卫星高度的降低，卫星信号接收的信噪比随之减小，对流层影响加大，测量误差也随之增大。各规范一般都要求卫星高度角不低于15°，这样可以在简化模型条件下保证所需的测量精度。
规定有效卫星数是因为同步观测的卫星越多，多余观测量就越多，成果精度也相应地提高。
观测时段长度和数据采样间隔率的限制是为了获得足够的数据量，从而有利于整周模糊度的解算和载波相位观测值周跳的探测。
PDOP值的大小与观测卫星在空间的几何分布有关，限制PDOP值是为了选择最佳的观测时间段，从而获得高精度的观测值。
有别于其他规范的重复设站数的规定，《工程测量规范》（以下简称《工规》）则提出了“独立基线的观测总数不少于必要观测基线数的1.5倍”的规定。笔者认为：这两种提法的根本都在于增加多余的观测基线。通常作业中，按仪器的标称精度约有3% ～5%左右的闭合差不合格，有了多余基线，那么就可以舍去不合格的基线，从而保证网的观测质量。对于GNSS观测时间的确定，笔者在作业中发现，GNSS卫星信号良好的时候，采用双频接收机进行城市四等和一级GNSS测量时，由于其边长相对较短，观测时段分别采用30～40分钟和20～30分钟是可行的，从而提高工作效率。
5、数据处理
数据处理包括基线解算、数据检验、无约束平差、约束平差和测量成果的数据输出。基线解算方案可采用多基线解或单基线解，长度小于15km的基线应采用双差固定解。观测数据要求进行数据删除率、同步环、异步环以及复测基线等的检核。为了考察GNSS网有无残余的粗差基线向量和其内符合精度以及提供全网平差后的地心系三维坐标要进行无约束平差。约束平差的目的是为了获取GNSS网在国家或地方坐标系的控制点坐标数据。规范要求无约束平差中基线分量的改正数绝对值应满足：VΔX、ΔY、ΔZ≤3δ；约束平差中基线分量的改正数与经过剔除粗差后的无约束平差结果的同一基线的相应改正数较差应满足：dVΔX、ΔY、ΔZ≤2δ；复测基线的长度较差应满足：dS≤2 δ。而《公路勘测规范》则分别采用：VΔX、ΔY、ΔZ≤ δ；dVΔX、ΔY、ΔZ≤ δ。各规范还规定了平差成果的输出信息内容。
对于同一时段观测值的数据删除率，《GNSS国标》、《公路勘测规范》和《铁路工程卫星定位测量规范》（以下简称《GNSS铁规》）要求不大于10%；而《卫星定位城市测量技术规范》（以下简称《GNSS城规》）则要求不大于20%。对于GNSS网中的同步环闭合差，《工规》、《GNSS铁规》和《公路勘测规范》要求：WX、Y、Z≤ ；Ws≤ ；Ws≤ （《公路勘测规范》）。而《GNSS国标》和《GNSS城规》则要求：WX、Y、Z≤ ；Ws≤ 。因为《GNSS国标》和《GNSS城规》认为：超过三条边的多边形同步环，都可以由三边同步环组合得到，可以不重复检核。对于GNSS网中的异步环闭合差，《GNSS国标》和《GNSS铁规》要求：WX、Y、Z≤ ；Ws≤ 。《GNSS城规》和《工规》要求：WX、Y、Z≤ ；Ws≤ 。而《公路勘测规范》则要求：WX、Y、Z≤ ；Ws≤ 。
一般的GNSS接收机都配有相应的基线解算和平差软件，自动化程度较高，虽然其数据处理方法和精度稍有区别，基本能满足二等以下GNSS网的基线解算和平差计算要求。对于二等及以上等级的GNSS网，则应采用精密星历和高精度的软件进行。
6、成果资料
GNSS测量是基础性的测量成果，应长期保存，工作完成后，应提交完整的成果资料。包括：任务或合同书、技术设计书、已有成果资料的利用情况、仪器检校记录资料、点之记、外业原始观测记录、平差计算手簿、技术总结、检查报告、设计网图、观测网图、数据处理用图、成果图、坐标等成果资料及说明以及以上资料的电子文件光盘。
以上仅就常用规范中有关GNSS静态测量的技术要求作了一些浅显的比较与分析，在进行GNSS静态测量时，我们应根据项目的特点、精度和密度等要求，依据合适的规范进行设计、施测，以充分发挥GNSS技术的先进性、优越性。
参考文献
［1］ 全球定位系统（GPS）测量规范（GB/T18314-2009），测绘出版社，2009。
［2］ 卫星定位城市测量技术规范（CJJ/T73-2010），中国建筑工业出版社，2010。
［3］ 铁路工程卫星定位测量规范（TB10054-2010），中国铁道出版社，2010。
［4］ 工程测量规范（GB50026-2007），中国计划出版社，2008。
［5］ 李征航、黄劲松 GPS测量与数据处理 武汉大学出版社，2010。
摘要 本文介绍了在测绘生产对常用规范中有关卫星定位静态测量的技术要求的执行过程中技术总结，并对各规范的不同技术要求进行了比较与分析。
关键词 GNSS静态测量 GNSS测量常用规范 GNSS技术要求比较与分析
卫星定位技术具有全球性、高效率、多功能、高精度的特点。卫星定位静态测量其定位精度高达10-6～10-7，广泛应用于各种类型和等级的控制网的建立。有关卫星定位测量（以下简称GNSS测量）常用的规范较多，各个规范分别从相应的专业标准制定了详细的GNSS测量技术要求，使GNSS测量的应用具有良好的可操作性，发挥了巨大的作用。下面就常用规范中有关GNSS静态测量的技术要求作一些比较与分析：
1、坐标系统
满足测区内投影所引起的长度变形值不大于2.5cm/km，是建立或选择平面坐标系的前提条件和基本准则；而确定控制网的位置基准则是GNSS网基准设计的主要问题，可根据测区的地理位置、平均高程来选择适宜的坐标系统。GNSS测量所获得的是空间基线向量或三维坐标向量，属于其相应的空间坐标系（WGS-84坐标系）。规范要求应将其转换至国家统一的高斯正形投影分带平面直角坐标系（2000国家大地坐标系、1954年北京坐标系、1980西安坐标系）或建筑施工坐标系等其他独立的坐标系的坐标。转换时通常应具备坐标系统相对应的参考椭球及基本参数、坐标系的中央子午线经度、坐标系的投影面高程及测区平均高程异常值、起算点的坐标和起始方位角以及纵、横坐标加常数等。
2、精度分级和技术设计
GNSS网精度指标通常采用相邻点的基线长度中误差公式： 来衡量，GNSS网的全中误差不应超过其理论值。按照精度和用途，《全球卫星定位系统（GPS）测量规范》（以下简称《GNSS国标》）把GNSS测量的等级划分为A、B、C、D、E五个等级，并按相邻点基线向量中误差的水平分量、垂直分量来衡量相应级别的精度。而其它规范则是采用传统的三角形网按边长和精度来划分等级，用最弱间接边的相对中误差来衡量精度。相比较而言，前者较抽象，后者虽然较直观，但是遗憾的是，大多数的GPS随机软件中给出的却是直接观测边的精度。技术设计是为了得到最优化的布测方案，应根据项目的实际情况、GNSS网的目的、精度要求、控制点的密度、卫星状况、接收机的类型和数量、道路交通状况以及测区已有测量资料等，依据国家有关规范（规程），并按照优化设计的原则进行综合设计。
规范要求：GNSS网应由一个或若干个独立观测环构成，各同步图形之间采用边连式或网连式，避免出现自由基线。因为自由基线不参与构成几何闭合图形，不具备检查和发现观测成果中粗差的能力。限制最简独立环的边数是为了避免基线误差互相掩盖，含较大误差的边不能被有效地捡出，从而导致网的可靠性降低。要求对独立观测边构成的同步环和异步环进行闭合差检查，是为了检查观测质量、评定精度。
3、选点、埋石
如果点位不符合GNSS测量要求，将引起失锁、周跳、多路径效应误差，GNSS观测中的粗差及劣质观测值就增多。首先要求测站点的顶空开阔。由于GNSS卫星信号本身很微弱，所以GNSS测量选点时还应注意：避开周围的电磁波干扰源以保证GNSS接收机能正常工作；限制卫星高度角以减弱对流层的影响；远离强烈反射卫星信号的物体以减弱多路径效应的影响。规范要求应先进行图上技术设计和优化，并进行精度估算，最后再按技术设计的要求进行现场踏勘落实，对符合要求的旧有的控制点要充分利用。对GNSS点的标石和标志的埋设要求稳固，以易于长期保存、利用。
4、GNSS观测
GNSS接收机应在检定合格的有效期内使用，其标称精度应高于相应等级GNSS网的规范要求。由于双频接收机采用双频改正技术，可以很好地消除电离层折射误差的影响，所以基线边较长或等级较高的GNSS网采用双频接收机观测，精度提高尤为显著。为保证GNSS网中各相邻点具有较高的相对精度，网中距离较近的点一定要进行同步观测，以获得它们之间的直接观测基线。
随着卫星高度的降低，卫星信号接收的信噪比随之减小，对流层影响加大，测量误差也随之增大。各规范一般都要求卫星高度角不低于15°，这样可以在简化模型条件下保证所需的测量精度。
规定有效卫星数是因为同步观测的卫星越多，多余观测量就越多，成果精度也相应地提高。
PDOP值的大小与观测卫星在空间的几何分布有关，限制PDOP值是为了选择最佳的观测时间段，从而获得高精度的观测值。
有别于其他规范的重复设站数的规定，《工程测量规范》（以下简称《工规》）则提出了“独立基线的观测总数不少于必要观测基线数的1.5倍”的规定。笔者认为：这两种提法的根本都在于增加多余的观测基线。通常作业中，按仪器的标称精度约有3% ～5%左右的闭合差不合格，有了多余基线，那么就可以舍去不合格的基线，从而保证网的观测质量。对于GNSS观测时间的确定，笔者在作业中发现，GNSS卫星信号良好的时候，采用双频接收机进行城市四等和一级GNSS测量时，由于其边长相对较短，观测时段分别采用30～40分钟和20～30分钟是可行的，从而提高工作效率。
5、数据处理
数据处理包括基线解算、数据检验、无约束平差、约束平差和测量成果的数据输出。基线解算方案可采用多基线解或单基线解，长度小于15km的基线应采用双差固定解。观测数据要求进行数据删除率、同步环、异步环以及复测基线等的检核。为了考察GNSS网有无残余的粗差基线向量和其内符合精度以及提供全网平差后的地心系三维坐标要进行无约束平差。约束平差的目的是为了获取GNSS网在国家或地方坐标系的控制点坐标数据。需要特别注意的是，约束平差时必须保证作为基准的已知点的精度及其它们之间的兼容性，否则会导致平差后的GNSS网产生严重变形，精度大大降低。规范要求无约束平差中基线分量的改正数绝对值应满足：VΔX、ΔY、ΔZ≤3δ；约束平差中基线分量的改正数与经过剔除粗差后的无约束平差结果的同一基线的相应改正数较差应满足：dVΔX、ΔY、ΔZ≤2δ；复测基线的长度较差应满足：dS≤2 δ。而《公路勘测规范》则分别采用：VΔX、ΔY、ΔZ≤ δ；dVΔX、ΔY、ΔZ≤ δ。各规范还规定了平差成果的输出信息内容。
对于同一时段观测值的数据删除率，《GNSS国标》、《公路勘测规范》和《铁路工程卫星定位测量规范》（以下简称《GNSS铁规》）要求不大于10%；而《卫星定位城市测量技术规范》（以下简称《GNSS城规》）则要求不大于20%。对于GNSS网中的同步环闭合差，《工规》、《GNSS铁规》和《公路勘测规范》要求：WX、Y、Z≤ ；Ws≤ ；Ws≤ （《公路勘测规范》）。而《GNSS国标》和《GNSS城规》则要求：WX、Y、Z≤ ；Ws≤ 。因为《GNSS国标》和《GNSS城规》认为：超过三条边的多边形同步环，都可以由三边同步环组合得到，可以不重复检核。对于GNSS网中的异步环闭合差，《GNSS国标》和《GNSS铁规》要求：WX、Y、Z≤ ；Ws≤ 。《GNSS城规》和《工规》要求：WX、Y、Z≤ ；Ws≤ 。而《公路勘测规范》则要求：WX、Y、Z≤ ；Ws≤ 。
一般的GNSS接收机都配有相应的基线解算和平差软件，自动化程度较高，虽然其数据处理方法和精度稍有区别，基本能满足二等以下GNSS网的基线解算和平差计算要求。对于二等及以上等级的GNSS网，则应采用精密星历和高精度的软件进行。
6、成果资料
GNSS测量是基础性的测量成果，应长期保存，工作完成后，应提交完整的成果资料。包括：任务或合同书、技术设计书、已有成果资料的利用情况、仪器检校记录资料、点之记、外业原始观测记录、平差计算手簿、技术总结、检查报告、设计网图、观测网图、数据处理用图、成果图、坐标等成果资料及说明以及以上资料的电子文件光盘。
以上仅就常用规范中有关GNSS静态测量的技术要求作了一些浅显的比较与分析，在进行GNSS静态测量时，我们应根据项目的特点、精度和密度等要求，依据合适的规范进行设计、施测，以充分发挥GNSS技术的先进性、优越性。
参考文献
［1］ 全球定位系统（GPS）测量规范（GB/T18314-2009），测绘出版社，2009。
［2］ 卫星定位城市测量技术规范（CJJ/T73-2010），中国建筑工业出版社，2010。
［3］ 铁路工程卫星定位测量规范（TB10054-2010），中国铁道出版社，2010。
［4］ 工程测量规范（GB50026-2007），中国计划出版社，2008。
摘要：众所周知，雷电对仪器仪表的威胁非常大，如果处理不当的话，往往会造成无法挽回的损失。雷电虽然只是一种常见的自然现象，但其对仪器仪表的损害却屡见不鲜。基于此，本文对仪器仪表的防雷设计技术展开了探讨，首先介绍了雷电入侵仪器仪表的途径，其次对防雷器件进行简述，最后运用具体的例子展开了仪器仪表防雷设计的探讨。
关键词：仪器仪表 防雷设计 防雷器件
雷电是夏日频发的自然现象之一，它往往会造成一些无法避免的危害，尤其是在暴雨天气里，除了会对自然界的生物造成影响之外，甚至会对人身财产安全造成威胁。我们在夏日雷雨天气中，往往会发现一些仪器仪表总是出现故障，通过检查分析，大多数判断出其主要故障在于防雷设施上，要么设计有问题，要么安装方面存有缺陷。
一、雷电入侵仪器仪表的途径
从目前来看，对仪器仪表的防雷设计而言，主要根据雷电的入侵途径，一般采用的是短路或开路的防雷设计。短路设计指的是防雷器在遇到了瞬间过大的电压时可以对地短路，将电流引入大地，从而对仪器仪表产生保护作用；而开路设计指的是当防雷器遇到了瞬间高电压时利用开路来隔离设备。对这两种设计而言，前者得到了广泛的应用，因为短路设计中的防雷器承受的反压较低，并且设备比较简单与经济。
根据近几年的研究与经验发现，当前雷电入侵仪器仪表的主要途径有：1）接地电压过高，雷电反击之后进入设备；2）仪器仪表的天线遇到了感应或者直接雷击；3）仪器仪表的电源供电线路在远端遇到了感应或者直接雷击，并沿着供电的线路进入了设备中；4）在建筑物之内的各种线路，由于受到了感应电磁脉冲的辐射，从而进入了设备；5）某些有线通讯的线路在远端遇到了感应或者直接雷击，沿着通讯的线路进入了设备；6）网路数据线路在远端收到了感应或者直接雷击，并沿着网络线路进入了设备。
二、仪器仪表防雷器件概述
防雷器件的主要参数包括了：启动电压、关断电压、最大钳位电压、漏电流、通流容量及响应时间。对于启动电压、关断电压与最大钳位电压的选择而言，应根据设备正常工作的电压来选择，而防雷器件的漏电流越小、容留容量越大及响应时间越小对于防雷效果而言会更好。从当前来看，主要的防雷器件有压敏电阻、火花放电管与瞬变抑制二极管。为了更加清晰地了解这三种防雷器件，下文将分别展开三者之间的优缺点探讨。
（一）压敏电阻
压敏电阻有一些非常突出的特点，比如抗雷击能力非常强、响应的时间也非常快、无续流等，但压敏电压寿命长且范围广，加之极间的电容很大，因此很容易在高频电路中受到限制，此外若残压过高，则会加速自身的老化。
（二）火花放电管
对于火花放电管而言，主要包括了两类：二极放电管与三极放电管，其优点在于抗雷击能力强，且极间的电容很小，因此无需特殊的维护；它的主要缺点在于响应时间太慢，并且存有残压高与工频续流等问题。此外，在具体的使用中，如果将两只二极放电管放在了同一个回路中，由于两者可能不能同时放电，从而引发导线之间出现电位差，而放置的是三极放电管的话则不会出现这种情况。
（三）瞬变抑制二极管
对于瞬变抑制二极管而言，其分为了单极与双极，主要特点在于响应的时间非常短，残压较低，钳位电压相当准确，它的缺点在于抗雷击能力不强，极间的电容也较大。
通过对三种防雷器件的分析，我们知道了三者的优缺点，因此在实际的防雷操作中，我们应该合理利用三者的优点，将它们进行有机组合，达到扬长避短的目的。大量实践证明，在三者的组合中，最佳的组合方式为：压敏电压与火花放电管作为防雷的第一级装置，瞬变抑制二极管则往往放在最后一级，而级间一般使用的电感或者小电阻连接加以隔离。
三、仪器仪表防雷设计案例探析
本文以安装在某市的排水泵站检测仪器作为案例进行仪器仪表防雷设计的说明，此设备的实时检测泵站排水设备的工作情况，主要通过无线与电话线通讯系统进行，将检测到的详细数据传输给中央控制系统。该检测仪器在往年经常遇到雷击事件，为了改善与提高其防雷效果，对其增加了相应的防雷设计。
首先，应分析雷电可能进入该检测仪器的途径：1）利用电源电路进入。2）利用串行口进入；3）利用天线进入；4）利用电话线进入。
其次，根据以上的途径分析，进行相应的防雷设计：1）在检测仪器的电源入口处利用高能压敏电阻与瞬变抑制二极管加以保护；2）在串行口利用三端平衡对称的瞬变抑制二极管加以保护；3）在天线处利用高能瞬变抑制二极管加以保护；4）在电话线处利用火花放电管与瞬变二极管加以保护。
最后，为了防止雷击产生的感应电磁过于强大，从而干扰仪器，对于所有的设备而言，都需要采用金属外壳加以保护，并且外壳应接地处理。
为了防雷效果达到最好，除了需要选择合适的防雷器件之外，还应该合理组合防雷器件，尤其是要做好安装之后的接地处理，保障接地电阻尽量小。只有接地良好，接地电阻也较小，才可以保证出现雷电时，防雷器件能迅速将其电能释放掉，从而起到保护整个仪器安全的作用。此外，避雷器的信号与接地线的连接务必保证简洁，要将能减除的部分减除掉，尤其是对于接地线而言，必须减少其绕环布线，这样能避免其泄放电流而形成电磁场影响整个线路。
四、结语
从目前来看，我国大部分仪器仪表在防雷设计上都有着一定的举措，并取得了一定的成效，但是还需要不断探索与创新。总之，仪器仪表的防雷设计是一项必须务实的工程，只有做好了防雷工作，才能减少雷雨天气中雷电对仪器仪表的损害。但在实际的生活中，防雷效果的好坏还受到了建筑物的防雷设计、安装工艺及仪器仪表本身决定。但作为仪器仪表的防雷设计而言，应该分析雷电入侵的途径，然后选择较为合适的防雷器件与组合方式，从而设计出合理的防雷电路，以此实现仪器仪表的防雷效果。
参考文献：
[1] 电子式智能多功能电能表的过电压（防雷）保护措施设计[C].//2010中国·北京全国电工仪器仪表标准化技术委员会第四届三次全体委员会议暨2010第二十一届“电磁测量技术、标准、产品国际研讨及展会”论文集.2010：81-85.
[2] 周开颜.浅谈仪器仪表雷电防护的必要性[J].甘肃科技，2009，25（24）：74-76.
[3] 吕俊霞.电力系统的防雷保护方法[C].//中国仪器仪表学会2008年学术年会暨第二届智能检测控制技术及仪表装置发展研讨会论文集.2008：285-290.
[4] 王贵博.仪表防雷系统[C].//中国仪器仪表学会东北过程自动化设计专业委员会第19届年会论文集.2009：66-67.
GPS静态测量实习报告
姓 名： 姚佩超
专 业： 测绘工程
学 号： 20101350022
实 习 内 容： GPS静态测量实习
实 习 时 间： 2013.06.09——2013.06.30gnss静态测量
指 导 老 师： 赵好好 王永弟 孙景领
组 别： 2010级测绘工程（1）班2组
南京信息工程大学遥感学院
2013年7月1日星期一
目录
一、实习目的 ................................................................................................................................... 3
二、实习准备和组织安排 ............................................................................................................... 3
实习地点： ............................................................................................................................... 3
实习仪器： ............................................................................................................................... 3
实习分组： ............................................................................................................................... 4
三、测区概况 ................................................................................................................................... 4
四、施测过程 ................................................................................................................................... 5
测前........................................................................................................................................... 5
测中........................................................................................................................................... 5
测后........................................................................................................................................... 6
六、实习成果 ................................................................................................................................... 6
1 项目属性 ............................................................................................................................... 7
1.1 坐标系统 .................................................................................................................... 7
1.2 解算数据 .................................................................................................................... 7
2 观测文件 ............................................................................................................................... 8
3 基线解算 ............................................................................................................................... 9
3.1 基线成果 .................................................................................................................... 9
3.2 重复基线检查 .......................................................................................................... 14
3.3 同步环检查 .............................................................................................................. 15
3.4 异步环检查 .............................................................................................................. 16
4 平差结果 ............................................................................................................................. 17
4.1 WGS84自由网平差结果 .......................................................................................... 17
七、实习心得 ................................................................................................................................. 20
八、附录......................................................................................................................................... 20
技术规范： ............................................................................................................................. 20
一、实习目的
（1）、运用所学习的基础理论知识与课内实验已掌握的基本技能，利用现有仪器设备及资料进行综合训练，对GPS静态作业流程进行熟悉，巩固课堂教学知识，加深对GPS静态测量基本理论的理解，能够用有关理论指导作业实践，做到理论与实践相统一，提高学生分析问题、解决问题的能力，从而对GPS测量的基本内容得到一次实际的应用，使所学知识进一步巩固、深化。gnss静态测量
（2）、通过实际的操作掌握和熟练GPS测量的操作流程，数据处理过程，掌握GPS机静态处理过程。对学生进行GPS测量的基本技能训练，提高动手能力和独立工作能力。通过实习，熟悉并掌握GPS的作业程序及施测方法。
（3）、在校区范围内建立一个独立的GPS网用于校区范围内的地形测量任务。通过完成GPS静态测量实际任务的锻炼，提高学生独立从事测绘工作的计划、组织与管理能力，培养学生良好的专业品质和职业道德，达到综合素质培养的教学目的。
二、实习准备和组织安排
实习地点：
南京信息工程大学校园内
实习仪器：
海星达H32系列GNSS（共4台）如图 1；
海星达H32系列GNSS接收机特点
◇ 强大的Linux系统
◇ 1G大容量主机内存
◇ 采用多星多系统内核
◇ 内置收发一体电台，基准站与移动站能完全互换
◇ 1+X多模通信单元
◇ 长距离外挂电台随心选配
◇ WCDMA 3G通信功能
◇ 智能化的故障自我诊断功能
◇ 更大的电池容量，单电池达到5000mAh
◇ 支持GNSS、GLONASS和GALILEO全球卫星导航系统中的一个或多个系统进行导航定位。
◇ 静态数据双格式存储（*.GNS / RINEX数据）
◇ 向导式语音提示辅助快速完成工作模式设置
◇ 支持多种语音播报，可定制各地特色方言
◇ 批量设置工作参数，组内通用
◇ 远程控制，自动远程升级和注册
◇ 多样化的数据采集及控制终端（iHand 28G手簿/PC主机/平板电脑
图1海星达H32系列GNSS接收机
实习分组：
为便于实习和平行作业，本次实习分为若干个实习小组，各组设组长1人，（本组共12名成员：周伟，钱辉，张振秋，甄旋，韩京，王亮，柯立，姚佩超，董燕，顾望清，周珊珊，张晓雅）协助指导教师负责组织本小组的各项实习、仪器的借用与保管、资料的收集与整理等各项具体工作，并处理好与其它实习小组的协调工作。
全部实习由指导教师统一指挥，班干部及各组组长应积极配合教师做好本班、本组的各项工作。
三、测区概况
南京信息工程大学坐落于古城南京浦口区，整个测区位于北纬32°12′到北纬32°13′之间，东经118°42′到118°44′之间。地属平原，地形平坦，属于校园地区，人口密集，交通方便，气候宜人，属于亚热带季风气候，建筑物
多而林立有序，多为低层建筑物，建筑物之间间距较大，不致影响GPS信号接收。
四、施测过程
测前
（1）点之记的制作
整个测区共有10个GPS控制点，均匀地分布在校区内，东苑5个，中苑2个，西苑3个。通过翻阅资料我们自己制作了一张表格，用于记录个GPS点的位置和周边情况（见附录）。
（2）网型设计
GPS网设计的出发点是在保证质量的前提下，尽可能地提高效率，努力降低成本。因此，在进行GPS的设计和测量时，既不能脱离实际的应用需求，盲目地最求不必要的高精度和高可靠性；也不能为追求高效率和低成本，而放弃对质量的要求。
由于我们组有4台GPS仪考虑到效率和精度，我们组决定使用4边网的形式，网型设计草图如图所示（图 1）测量顺序按照如图的（1）——（2）——（3）——（4）——（5）顺序进行，连接方式采用网连式，搬站方式采取。这样保证了有8个点有2——4次的重复设站，保证了网的稳定性和精确度，同时按照这样的设站顺序也提高了效率，降低了时间。
图1 网形设计草图
测中
外业测量时间定为6 月10日。
12个人再分为4个小组，周伟、董燕、顾望清为一组，钱辉，韩京，周珊
GPS控制测量外业作业要求及技术指南
一：外业观测作业人员操作内容
安置接收机天线（严格对中整平、定向、量取仪器高）、设置接收机中的参数（如观测模式、截止高度角、和采样间隔等；如不设参数，接收机一般就采用缺省值），以及开机、关机等工作，其他工作由接收机自动完成。
二：操作流程：【选点与埋石——GPS接收机的检查——观测方案设计——观测作业——外业观测成果质量检核】
1. 选点准备：
根据收集的测区内及周边现有平面和高程控制点以及测区地形图等，依据项目任务书或合同书以及相关规范的要求在图上进行设计，标绘处计划设站的区域。
1.1 选点的基本要求
基本要符合规范（全球定位系统GPS测量规范GB/T18314-2009）的相关要求：
A） 测站四周视野开阔，高度角15°以上不允许存在成片的障碍物
B） 远离大功率无线电发射源，以免损坏接收机天线，高压
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电线50米至少，大功率无线发射源至少200米。
C） 测站远离房屋、围墙、广告牌、山坡及大面积平静水面（湖泊、池塘）等信号反射物，以免出现严重的多路径
效应。
D） 点位应位于地质条件良好、点位稳定、易于保护的地方，
并尽可能顾及交通条件。
1.2 选点作业
A） 测量人员应按照在图上选择的初步位置以及对点位的基本
要求，在实地最终选定点位，并做好相应的标记。
B） 利用旧点时，应对旧点的稳定性、可靠性和完好性进行检
查，符合要求时方可利用。
C） 点名以该点位所在地命名，无法区分时，可在点名后加注
（一）、（二）。
D） 新旧点重合时，应沿用旧点名，一般不应更改。gnss静态测量
E） 选点工作完成后，应按规范要求的形式绘制GPS网选点
图，可以用相机或手机拍照片。
提交的资料：①点之记 ②GPS网选点图
1.3 埋石
C、D、E及GPS点在满足标石稳定、易于长期保存的前提下，均可根据具体情况选用。
提交的资料：标石建造的照片
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2. 仪器的验检：
2.1 一般视检
GPS接收机及其天线的外观是否良好，是否有挤压摩擦造成的伤痕，仪器、天线等设备的型号是否正确。
各种零部件及附件、配件等是否齐全完好，是否与主体匹配。 需紧固的部件是否有松动。
2.2 通电检验
有关的信号灯工作是否正常、按键及显示系统工作是否正常、仪器自测试结果是否正常等
2.3 实测检验
测试检验是GPS接收机检验的主要内容，起检验方法有：用标准基线检验；已知坐标、边长检验；零基线检验；相位中心偏移量检验等。
2.4 附件检验
电池、电缆、电源是否完好；天线或基座上的圆水准器和光学对中期工作是否正常。
补充：
不同类型的接收机参加共同作业时，应在已知基线上进行比对测试，超过相应等级限差时不得使用。
3. 观测方案的设计
3.1基本技术要求gnss静态测量
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说明:1）有效卫星指连续观测不短于一定时间的卫星，对于B、C、D和E及GPS网测量，该时间为15分钟。
2）时段长度为从开始记录数据至结束记录之间的时间段。 3）观测时段数大于等于1.6是指采用网观测模式时，每测站至少观测一时段，其中至少60%的测站至少观测两个时段。
4）B、C、D、E级可不观测气象元素，而只记录天气状况
5）实行分区观测时，相邻分区至少应有4个公共点。
3.2 接收机数量的配置要求
静态控制测量中，应尽可能采用双频接收机，这样有利于周跳探测、电离层折射影响的消除以及观测值质量的保证。
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理论上：接收机数量越多，网中直接联测点的数量就越多，网的结构就越好。
3.3 接受机参数的设置
在进行外业观测期间，接收机必须设置统一的卫星截止高度角和采样间隔参数，规范中的都是上限值，实际作业时，可适当减小它们的设置值，如卫星截止高度角可低至10°，采样间隔可短至5s.
3.3 设站及观测记录
对中、整平、量取仪器高（对中误差不大于1mm，用钢卷尺在互为120°的三处量取天线高，当互差不大于3mm时（否则应重新架设仪器），取平均数。
天线高量取方法： 天线高公式：（天线底盘半径R，三次量取斜高平均值L）
观测记录：每个时段始末各记录一次观测卫星号、天气状况、实时定位的PDOP值，即一次在时段开始时，一次在时段结束时。但当时段超过2小时时候，应在UTC整点时记录一次。每时段观测前后应量取天线高，两次差不应大于3mm。
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