GNSS控制测量作业流程案例

1.1 作业流程图

前期准备

资料整理上交 质量检查 数据处理 外业观测 选点埋石 1.2 前期准备

资料收集

主要工作：项目要求、测区范围内及周边高等级控制点资料。

现场踏勘

对测区的自然地理条件、气象情况等进行调查，同时现场查勘已知控制点的完好性和可用性。

方案设计

根据现场情况和项目要求，编制技术设计书，确定设备、人员、观测方案、所需时间等。

人员技术培训、设备准备

根据技术设计书及相关法律法规、规范要求，对项目人员进行生产技术、安全及其他注意事项进行培训；

设备准备：GNSS、脚架、基座、数据线、电脑、汽车、控制点标志、电钻、铁锤，切割机、油漆，埋石点还应准备：铁锹、预制好的控制点水泥桩等。

1.3 选点埋石

1. 依据设计书要求，预先在影像图中选点定位； 2. 实地确定控制点位置并刻埋石； 3. 制作控制点点之记。

控制点编号注意事项：

(1) 依据技术设计书要求所做控制点等级确定控制点编号原则。

选点注意事项：

(1) 应便于安装接收设备和操作，视野开阔，视场内障碍物高度角不宜超过15°。

(2) 远离大功率无线电发射源（如电视台，电台、微波站等），其距离不得小于200m；远离高压输电线和微波无线电信号传送通道，其距离不应小于50m。

(3) 附近不应有强烈反射卫星信号的物体（如大型建筑物等）。 (4) 交通方便，并有利于其他测量手段扩展和联测。

(5) 地面基础稳固，易于标石的长期保存，避开低洼及容易积水的地区，并应有利于安全作业。

(6) 充分利用符合要求的已有控制点，并应在点之记中注明。

选站时应尽可能使测站附近的局部环境（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。

刻石、埋石注意事项：

(1) 普通混凝土标石

一般需要埋设普通混凝土标石。普通混凝土标石的标石顶面中心安置带“+”字的不锈钢中心标志。标石规格为：上部20cm×20cm，底部为40cm×40cm，高60cm。普通混凝土标石的规格详见图1：

(2) 建筑物上标志

当地面上不宜选点埋刻石的时候，可以在坚固的建筑物房顶设置楼顶标志。楼顶标志规格为：上部20cm×20cm，底部为30cm×30cm，高15cm。建筑物上的标

石严禁在隔热板上、沥清面上浇灌，衔接处要打毛，并清理干净，以确保将两层面牢固连接。标石的中心插入带“+”字的不锈钢中心标志。建筑物上标志规格详见图2：

(3) 路面刻石标志

当地面上有稳固且能长久保存的坚硬路面时，控制点也可设置路面凿刻标志。标志规格为：25cm×25cm的方框，深度约0.5cm。现场进行凿刻，中心打入带“+”字的不锈钢中心标志，要确保牢固。路面刻石标志规格详见图3：

图1 图2 图3 普通混凝土标石规格 单位:CM 楼顶标规格 单位:CM 路面刻石标志的规格 单位:CM

1.4 外业观测

1. 外业观测前应检查GNSS接收机、脚架、基座等设备齐全、完好。 2. 基座圆水准器和光学对点器符合标准规定

3. 同一项目建议使用统一类型的接收机，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，不应投入生产使用。

4. 观测前确定控制点等级作业的基本技术要求如：卫星高度角、有效观测同类卫星数、平均重复设站数、时段长度、数据采样间隔、PDOP值。

5. 观测组必须执行调度计划，按规定的时间进行同步观测作业。当情况有变化需修改调度计划时，非经作业队负责人同意，观测组不得擅自更改计划。

6. 每点的观测作业均必须量取仪器高，于开机前后各一次，并记录于观测手簿中，两次读数不应大于3mm，并取平均值作为最后结果输入GPS接收机中。

此外，还需及时输入测站名等信息。

7. 观测员在作业期间不得擅自离开测站，并应防止仪器受震动和被移动，防止人和其它物体靠近天线，遮挡卫星信号。

8. 接收机在观测过程中不应在接收机近旁使用对讲机；雷雨过境时应关机停测，并取下天线，以防雷击。

9. 经检查所有规定作业项目均已全部完成，并符合要求，记录完整无误后方可迁站。

10.

每日观测结束后，应及时将数据从GPS接收机转存到计算机上，确

保观测数据不丢失，并拷贝备份由专人保管。同时应进行当天的基线计算。接收机内所存数据文件卸载到外存介质上时，不应进行剔除、删改或编辑。

1.5 数据处理

1. 数据准备，导入处理软件中；

2. 基线向量解算：主要完成外业观测数据质量检核和基线精度处理结果检核，主要包含对基线精度、同步环、独立环、和重复基线闭合差、较差情况的分析和处理。必要时对某些站点进行重测；

3. WGS-84坐标系下三维平差（无约束平差）及其精度分析并决定处理办法； 4. 约束平差（利用已知控制点作为约束条件的约束平差）及其精度分析并决定处理办法； 5. 输出平差结果。

1. 基线向量解算

基线解算前，应按技术设计的要求及时对外业全部资料全面检查。其重点包括成果是否符合规范要求，观测数据质量分析是否合理等。当采用不同类型接收机时，应将观测数据转换成标准格式。

基线向量解算基本要求如下：

(1) 控制网基线处理时，可采用广播星历。

(2) 观测值应加入流层延迟修正，对流层延迟修正模型中的气象元素可采用标准气象元素。

(3) 基线解算，按同步观测时段为单位进行。按多基线解时，每个时段

须提供一组基线向量及其完全的方差——协方差阵；按单基线解时，须提供每条基线分量及其方差——协方差阵。

(4) 基线解算中，长度小于15km的基线，应采用双差固定解。长度大于15km的基线可在双差固定解和双差浮点解中选择最优结果。 2. 相邻点间弦长精度

GPS网中相邻点间弦长精度应按以下公式计算：

a2(bD)2

式中  —— 标准差（基线向量的弦长中误差mm）；

a —— 固定误差（mm）；

b —— 比例误差系数（1.0106）； D —— 相邻点间的距离(km)。

本测区作业中a、b的取值根据控制点等级要求。 3. 外业数据质量检核

(1) 同一时段观测值的数据剔除率不宜大于20％。 (2) 复测基线的长度较差dS应满足下式要求：

dS22

(3) 三边同步环闭合差不宜超过下列公式的要求：

WX3 53 53 5WYWZ(4) 外业基线处理结果，其独立闭合环或附合路线坐标闭合差WS和各坐标分量闭合差（WX、WY、WZ）应满足下列公式的要求：

WX3n

WY3n WZ3n

WS33n

2WSWXWY2WZ2

式中 WS —— 环闭合差；

n —— 为闭合环边数。

4. 基线向量网及平差 (1) 基线向量组网和环检验

整网观测结束基线解算工作结束后，可通过GPS接收机随机商用软件进行组网和环检验。

可以舍弃在复测基线边长较差、同步环闭合差、独立环闭合差检验中超限的基线，但应保证舍弃基线后的独立环所含基线数≤10，否则应重测该基线或有关同步图形。

(2) 无约束平差

在基线向量检核符合要求后，以三维基线向量及其相应方差——协方差阵作为观测信息，以一个点的三维坐标作为起算依据，进行无约束平差。无约束平差应输出各点的三维坐标、各基线向量及其改正数和其精度。

在无约束平差中，基线向量的改正数绝对值应满足下式要求： 无约束平差中，基线向量的改正数绝对值（VX、VY、VZ）应满足如下条件：

VX≤3σ VY≤3σ VZ≤3σ

当超限时，可认为该基线或其附近存在粗差基线，应采用软件提供的分析功能进行分析，找出粗差并予以剔除，或采取相应的补救措施，重新进行无约束平差，直至符合上式要求。

(3) 约束平差

利用无约束平差后的观测量，选择在2000国家大地坐标系或1980西安坐标系中进行三维约束平差或二维约束平差。平差中，对已知点坐标、已知距离和已知方位，可以强制约束，也可加权约束。

平差结果应包括相应坐标系中的三维或二维坐标、基线向量改正数、基线边长、方位、转换参数及其相应的精度。

约束平差中，基线分量改正数与经过剔除粗差后的无约束平差结果的同一基线，相应改正数较差的绝对值（dVX、dVY、dVZ）应满足如下要求：

dVX≤2σ dVY≤2σ dVZ≤2σ

当超限时，可认为作为起算的约束数据与GPS网不兼容，应采取相应的方法和补救措施对其进行改进，重新进行平差，直至符合上式要求。

1.6 质量检查

1. 仪器检定的精度等级、检定状态； 2. 控制点布设情况、选埋资料及质量情况 3. 外业观测各项限差、技术指标情况

4. 数据处理过程中，数据录入、已知数据的使用，各项限差、闭合差和精度统计情况

5. 计算过程的正确性、资料的完整性、精度统计和质量评定的合理性

1.7 资料上交

1. 技术设计书、技术总结、检查报告 2. 仪器检定资料 3. 外业原始记录手簿 4. 点之记

5. 外业观测原始数据（电子）

6. 平差记录手簿 7. 控制点联测网图 8. 控制点成果表