8.1.1GPS網(wǎng)技術設計的依據(jù)
1.GPS測量規(guī)范（規(guī)程）
（1）《全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范》
（2）《全球定位系統(tǒng)城市測量技術規(guī)程》
（3）各行業(yè)部門的其他GPS測量規(guī)程或細則
2．測量任務書
8.1.2GPS網(wǎng)的精度, 密度設計
1．GPS測量精度標準及分類
（1）GPS測量精度分類
對于各類GPS網(wǎng)的精度設計主要取決于網(wǎng)的用途。用于地殼形變及國家基本大地測量的GPS控制網(wǎng)可按表8-1分級。
表8-1 GPS測量精度分級（一）
|
級別 |
主要用途 |
固定誤差a（mm） |
比例誤差b（mm） |
|
A |
地殼形變測量或國家高精度GPS網(wǎng)建立 |
≤5 |
≤0.1 |
|
B |
國家基本控制測 量 |
≤8 |
≤1 |
用于城市或工程的GPS控制網(wǎng)可按表8-2分級。
表8-2 GPS測量精度分級（二）
|
等級 |
平均距離（km） |
a（mm） |
b（mm） |
最弱邊相對中誤差 |
|
二 |
9 |
≤10 |
≤2 |
1/12萬 |
|
三 |
5 |
≤10 |
≤5 |
1/8萬 |
|
四 |
2 |
≤10 |
≤10 |
1/4.5萬 |
|
一級 |
1 |
≤10 |
≤10 |
1/2萬 |
|
二級 |
1 |
≤15 |
≤20 |
1/1萬 |
（2）GPS測量的精度標準
GPS測量的精度標準通常用網(wǎng)中相鄰點之間的距離中誤差表示，其形式為：
式中：σ——距離中誤差（毫米）；
ɑ——固定誤差（mm）；
b——比例誤差系數(shù)（ppm）；
d——相鄰點之間的距離（km）。
實際生產(chǎn)中，應根據(jù)測區(qū)大小、GPS網(wǎng)的用途，來設計網(wǎng)的等級和精度標準。
2．GPS點的密度標準
制定GPS網(wǎng)的密度標準，主要考慮任務要求和服務對象。密度可參照表8-3的規(guī)定執(zhí)行。
表8-3 GPS網(wǎng)中相鄰點間距離 (單位：km)
|
級別 項目 |
A |
B |
C |
D |
E |
|
相鄰點最小距 |
100 |
15 |
5 |
2 |
1 |
|
相鄰點最大距 |
2000 |
250 |
40 |
15 |
10 |
|
相鄰點平均距 |
300 |
70 |
15～10 |
10～5 |
5～2 |
8.1.3GPS網(wǎng)的基準設計
1．基準設計的定義：
在GPS網(wǎng)的技術設計中，必須明確GPS網(wǎng)的成果所采用的
坐標系統(tǒng)和起算數(shù)據(jù)的工作，稱為GPS網(wǎng)的基準設計。GPS網(wǎng)的基準包括位置基準、方位基準和尺度基準。
2．基準設計應考慮的幾個問題：
（1）應在地面坐標系中選定起算數(shù)據(jù)和聯(lián)測原有地方控制點若干個，用以轉換坐標。
（2）對GPS網(wǎng)內(nèi)重合的高等級國家點或原城市等級控制點，除未知點連結圖形觀測外，對它們也要適當?shù)貥嫵砷L邊圖形。
（3）聯(lián)測的高程點需均勻分布于網(wǎng)中，對丘陵或山區(qū)聯(lián)測高程點應按高程擬合曲面的要求進行布設。
（4）新建GPS網(wǎng)的坐標應盡可能與測區(qū)過去采用的坐標一致。
8．1.4 GPS網(wǎng)構成的幾個基本概念及網(wǎng)特征條件
1．GPS網(wǎng)圖形構成的幾個基本概念
觀測時斷：測站上開始接收衛(wèi)星信號到觀測停止，連續(xù)工作的時間段，簡稱時段。
同步觀測：兩臺或兩臺以上接收機同時對同一組衛(wèi)星進行的觀測。
同步觀測環(huán)：三臺或三臺以上接收機同步觀測獲得的基線向量所構成的閉合環(huán)，簡稱同步環(huán)。
獨立觀測環(huán)：由獨立觀測所獲得的基線向量構成的閉合環(huán)，簡稱獨立環(huán)。
異步觀測環(huán)：在構成多邊形環(huán)路的所有基線向量中，只要有非同步觀測基線向量，則該多邊形環(huán)路叫異步觀測環(huán)，簡稱異步環(huán)。
獨立基線：對于N臺GPS接收機的同步觀測環(huán)，有J條同步觀測基線，其中獨立基線數(shù)為N-1。
非獨立基線：除獨立基線外的其它基線叫非獨立基線，總基線數(shù)與獨立基線之差即為非獨立基線數(shù)。
2．GPS網(wǎng)特征條件的計算
3．GPS網(wǎng)同步圖形構成及獨立邊的選擇
根據(jù)（8-3）式， 對于由N臺GPS接收機構成的同步圖形中一個時斷包含的GPS基線數(shù)為：
但其中僅有N-1條是獨立的GPS邊，其余為非獨立邊。當接收機數(shù)N=2～5時所構成的同步圖形見圖8-1。
對應于圖8-1的獨立GPS邊可以有如圖8-2所示的不同選擇。
當同步觀測的GPS接收機數(shù)N≥3時，同步閉合環(huán)的最少數(shù)應為：
N與J、T的關系見下表：
表8-4 N與J、T的關系表
|
N |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
J |
1 |
3 |
6 |
10 |
15 |
|
T |
0 |
1 |
3 |
6 |
10 |
8．1.5 GPS網(wǎng)的圖形設計
1．GPS網(wǎng)的圖形設計
根據(jù)對所布設的GPS網(wǎng)的精度要求和其它方面的要求，設計出獨立的GPS邊構成的多邊形網(wǎng)，稱為GPS網(wǎng)的圖形設計。
2．GPS網(wǎng)的圖形
（1）點連式：如圖8-3，相鄰同步圖形之間僅有一個公共點的連接。
（2）邊連式：如圖8-4，同步圖形之間由一條公共基線連接。
（3）網(wǎng)連式：指相鄰同步圖形之間有兩個以上公共點相連接。
（4）邊點混合連接式 ：如圖8-5，把點連式與邊連式有機地結合起來，組成GPS網(wǎng)的方式。
（5）三角鎖連接：如圖8-6，用點連式或邊連式組成連續(xù)發(fā)展的三角鎖同步圖形。
（6）導線網(wǎng)形連接：如圖8-7。
（7）星形布設：如圖8-8
