海测规范▏拟修订《海道测量规范》之GPS测量

【编者按】现编发国标《海道测量规范》“送审稿”（2012年）内容，其目的是为了业界人士相互学习、交流与讨论，并欢迎业界同行们就此发表自己的意见，以便于更好地适应本行业作业需要，并根据新的技术发展进一步完善与补充，使之更加全面，具有更好的现势性和可操作性。针对该“送审稿”提出的意见与建议请发至[e-mail]；[e-mail]。为此，我们平台推出“海测规范”栏目，每周一篇，分篇编发“送审稿”里的章节内容，本篇是“GPS测量”章节。当然，“送审稿”仅供大家相互学习、交流与探讨，在正式颁布前不能作为强制执行的标准，现有执行标准仍为《海道测量规范》（GB12327-1998）标准，特此说明。

一、E级(含)以上等级点测量要求

按照GB/T18314-2009《全球定位系统（GPS）测量规范》执行。

二、海控点GPS测量要求

⒈ 海控级控制点按高级控制低级的原则布测。各等级控制测量精度要求如下表。

海控点测量精度要求

⒉ 海控级GPS相邻点间的距离在20km以内选用测量型单频或双频接收机，大于20km时，选用双频接收机。

⒊ GPS网应布成由线性无关边构成的多边网或附合路线，网中应联测两个或两个以上高等级国家控制点作起算点，起算点之间应尽量通过过渡点构成闭合环，海控GPS补充点允许有一个点的支线。

⒋ 技术设计要求

⑴技术设计之前，根据任务的需要，搜集测区范围内有关的控制测量成果资料；

⑵图上设计，应标出设计时GPS点的点名、点号和等级；有关的三角网点、导线网点、交通路线和视需要用四等水准精度联测GPS点高程的水准路线、在沿海或岛礁地区用验潮站同步法测定高程的验潮站的位置。为便于实地选点，每点应设计2～3个选址方案；

⑶技术设计后应上交GPS网点设计图；技术设计书，其内容应包括：任务的来源和目的，测区自然地理环境，布设方案，调度命令等；已有的控制点资料和新设计GPS网的点名、等级、数量与已知点的重合情况统计表；并提出所需要的工天及仪器器材、装备的数量等。

⒌ 选点、埋石

按照GB/T18314-2009执行。

⒍ 测前准备工作

⑴仪器的检验：按仪器操作手册对其进行性能检验。

⑵作业人员在进入测区之前，还应根据施测精度的要求，编制卫星可见性预报，选择最佳的卫星组合，制定观测计划表。

⒎ 观测的实施

⑴观测要求：

①安置接收机天线，并将基座整平，定向标志线对向正北，天线要尽量安置在观测墩或三角架上，使天线的相位中心与标志中心对中，对中误差H₁、H₂点不得超过2mm，H_C点不得超过3mm；天线相位中心距离地面高度不得小于1.3m；在有标架的点上观测时，如果标体对观测结果有影响，测前应拆除标体，若天线安装在觇标基板上，要先卸去觇标的顶部，并尽量使天线的相位中心与标志中心对中，天线要安置牢固、稳定。测后恢复标体。如果标体不易拆除或者天线相位中心不能与标志中心严格对中，可采用偏心观测，将成果归算到标志中心；

②严格按照仪器的操作说明进行操作。启动仪器，观察接收机的工作是否正常，卫星状况是否良好，电源电压是否稳定。测量天线高、干（湿）温度、气压，输入统一的点名、点号，按等级要求设定GDOP值和卫星高度角的限值以及其他参数。

⑵海控GPS观测要求：

①技术规定见下表。

海控GPS测量时的观测要求

②H₁、H₂级GPS网采用静态观测时，应由线性无关边构成多边形或附合线路，H_C允许有一个点的支线，但该点应有2个时段的观测，两时段的互差应满足海控点测量精度要求的要求。当点间边长较短、点数较多，接收机功能和相应软件具备时，可采用快速静态定位等方法施测。

⑶观测时注意事项：

①观测期间，操作人员应注意查看仪器的工作状态、观测卫星数及健康状况、电源等是否正常，有问题应及时迅速排除并做好记录；

②观测期间，接收机不得随意搬动，测站附近不要随意停放汽车、启动发电机和使用电台；人员不得在天线附近走动；

③测前和测后应各量测一次天线高和气象元素。天线高每次三个读数取平均值，记至1mm，前后两次量高之差不应大于3mm，取平均值作为最后天线高。若天线高超限应查明原因，提出处理意见并作好记录，气象元素的采集，温度记至0.1℃，气压记至0.1mmHg(13.332Pa)或0.1mbar（100Pa）；

④测定归心元素：天线安置在觇标基板上或其它偏离标石中心的点上进行观测，要测定天线中心至标石中心的归心元素；

天线安置在觇标基板上，其归心元素测定方法参照GB/T17942-2000进行；

海控级GPS点于测后投影一次；

归心投影的示误三角形长边或示误四边形长对角线，不得大于5mm；

为推求偏心距、归心方位角，在投影纸上，应由标石中心向已知方向描出方向线；

大偏心观测的归心元素测定，应根据GPS观测的级别和精度要求采取适当的方法进行，见附录C5；

⑤在一个观测时段不得进行以下操作：

重新启动接收机；进行工作模式选择；中止记录数据；改变参数设置；移动天线。

⑷观测记录和整饰要求

①观测前和观测过程中要求随时填写各项内容，书写要认真细致，字迹要清晰、美观、工整；

②测站点名，以点之记为准；点号按照技术设计书的统一编号。输入接收机的点名识别符应满足数据后处理的要求；

③时间类型，采用协调世界时（UTC），观测日期，以世界时为准填至月、日，测站文件中的观测日采用年积日（岁首儒略日）；

④观测时间按实际作业开始和结束的时间填写，填至时、分；

⑤天气状况按晴、阴、多云、雨、雪等选一填写，同时记录云量及分布；

⑥以等时间间隔记录观测过程中PDOP值以及卫星状况、信号强度和信噪比等；

⑦测前测后天线高及气象元素的测定数据；

⑧观测过程中出现的异常情况和处理结果；

以上各项数据（含文字）用铅笔记录，不得转抄和追记，如有读、记错误可按其它手簿的划改规则执行；

⑨手簿整饰，存储介质注记和各种计算一律用蓝黑墨水书写，如有书写错误，应用刀片轻轻刮掉重写；

⑩海控级GPS观测手簿记录见附录C4。

⒏ 数据处理与归档

⑴数据处理包括基线向量解算和GPS观测网平差两部分。数据处理一般应在外业测量成果经过分析检查后进行。

⑵基线向量解算，采用随机配备的商用软件或经批准使用的专业软件，并将作业观测记录的气象数据、天线高、归心元素等参加计算。采用自动处理方式，必要时亦可采用人工干预处理，但需注明干预的原因、内容和效果。

⑶外业数据质量检核：

①同一时段观测值的数据剔除率应小于10%；

②同一条边任意两个观测时段的成果互差应小于接收机标称精度的2√2倍；

③闭合环的检核：若干个独立观测边组成闭合环时，各坐标差分量闭合差应符合下列规定：

W_XYZ≦3×√n×δ

式中n——闭合环中的边数

δ——相应级别规定的精度（按平均边长计算）

④同步观测环检核：所有闭合环的闭合差均应满足W_XYZ≦3×√n×δ/5

式中n——闭合环中的边数

δ——相应级别规定的精度（按平均边长计算）

⑤附合线路应作闭合差检验，其检验方法和限差要求同③），n为附合路线的边数；

⑥单点支线检查，两个观测时段解算基线结果互差应小于相应等级精度指标的√2倍。

⑷重测和补测：

①按施测方案未测和漏测者、观测数据现场检查不能采用者，应及时补测；

②同一条边各时段解算成果互差超限，重测质量较差的观测时段；

③闭合环的闭合差超限，应仔细检查观测手簿和计算过程是否存在粗差，找出有问题的边和点进行重测；

④经资料处理和质量检查后，观测数据不足或观测时间不足，以至解算不出或解算质量很差时应重测；

⑤其它严重违反规范要求者，应重测。补测重测的分析应写入数据处理报告。

⑸GPS观测网平差：

①GPS观测网平差可使用随机配备的商用软件，也可以使用经业务主管部门认可的软件；

②GPS观测网整体平差一般在CGCS2000或WGS-84坐标系中进行；也可视作业要求在国家统一规定的坐标系中进行；

③平差结果输出信息，应包括各测站的大地坐标（B,L,H）和三维直角坐标（X,Y,Z），相邻点之间的平面边长及坐标方位角和相应的精度评估信息。如果平差是在WGS-84坐标系中进行，则需要将平差结果转换至CHCS2000。各大地坐标系的地球椭球参数见附录C1。

⑹资料整理与上交：

①外业观测资料、数据处理资料应分别整理、编目和开列清单。

❶外业观测记录的存储介质要注记时段号、采集日期和手簿编号；仪器检验资料要装订成册；各种手簿要填写齐全；

❷数据处理的中间和最后计算成果（必须是软件提供的原始成果）均要拷贝和打印各一份，并分别装盒、装订成册、贴上标签，注明资料内容。

②检查、验收合格后，应上交如下资料：

❶测量任务书、技术设计资料和补充技术文件；

❷点之记、环视图、委托保管书、选点资料和埋石资料；

❸GPS网观测图；

❹卫星预报表；

❺仪器检验资料；

❻外业观测资料；

❼数据处理资料和成果表；

❽外业技术总结和数据处理报告；

❾成果验收报告。

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