GPS測(cè)量是利用兩個(gè)GPS接收器在空間軌道上接收超過(guò)4顆GPS衛(wèi)星發(fā)射的載波信號(hào)，并通過(guò)一定的計(jì)算方法找出兩個(gè)GPS接收器天線相位中心之間的距離。本節(jié)介紹了GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)在工程測(cè)量中的應(yīng)用，包括衛(wèi)星定位測(cè)量控制網(wǎng)絡(luò)的布局、衛(wèi)星定位控制點(diǎn)的選擇和GPS外業(yè)的觀測(cè)步驟。

一、衛(wèi)星定位測(cè)量控制網(wǎng)布置

衛(wèi)星定位測(cè)量控制網(wǎng)布置應(yīng)符合下列要求：

(1)根據(jù)測(cè)量區(qū)域的實(shí)際情況、精度要求、衛(wèi)星狀況、接收機(jī)的類(lèi)型和數(shù)量以及測(cè)量區(qū)域內(nèi)現(xiàn)有的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)。

(2)首級(jí)網(wǎng)布置時(shí)，應(yīng)聯(lián)測(cè)兩個(gè)以上高等級(jí)國(guó)家控制點(diǎn)或地方坐標(biāo)系的高等級(jí)控制點(diǎn)；對(duì)于控制網(wǎng)中的長(zhǎng)邊，應(yīng)形成大地四邊形或中點(diǎn)多邊形。

(3)控制網(wǎng)應(yīng)由獨(dú)立觀測(cè)邊組成一個(gè)或多個(gè)閉合環(huán)或附合路線：各級(jí)控制網(wǎng)中構(gòu)成閉合環(huán)或附合路線的邊數(shù)不得超過(guò)6條。

(4)各級(jí)控制網(wǎng)中獨(dú)立基線的觀測(cè)總數(shù)不得少于必要觀測(cè)基線數(shù)的1.5倍。

(5)加密網(wǎng)應(yīng)根據(jù)工程需要，在滿足精度要求的前提下，采用更靈活的布網(wǎng)方式。

(6)對(duì)于采用GSP-RTK測(cè)圖的測(cè)區(qū)，應(yīng)考慮控制網(wǎng)布置中參考站點(diǎn)的分布和位置。

二、衛(wèi)星定位控制點(diǎn)的選擇

(1)點(diǎn)位應(yīng)選擇在土壤堅(jiān)實(shí)、穩(wěn)定可靠的地方，并有利于加密和擴(kuò)展。每個(gè)控制點(diǎn)至少應(yīng)有一個(gè)視覺(jué)方向。

(2)點(diǎn)位要選在視野開(kāi)闊，高度角為15°以上的范圍內(nèi)，應(yīng)無(wú)障礙物；點(diǎn)附近不得有強(qiáng)烈干擾接收衛(wèi)星信號(hào)的干擾源或強(qiáng)烈反射衛(wèi)星信號(hào)的物體。

(3)充分利用符合要求的舊控制點(diǎn)。

三、GPS外業(yè)觀察

1.GPS觀測(cè)準(zhǔn)備工作

(1)GPS接收器的一般性檢查

主要檢查接收機(jī)各部件是否齊全完好，緊固件是否松動(dòng)脫落，設(shè)備使用手冊(cè)和資料是否齊全。

(2)通電檢查

通電檢查的主要項(xiàng)目包括：設(shè)備通電后信號(hào)燈、按鈕、顯示系統(tǒng)和儀表的工作，以及自檢系統(tǒng)的工作。自檢正常后，按操作步驟捕獲和跟蹤衛(wèi)星，檢查其工作情況。

(3)試驗(yàn)檢驗(yàn)

試驗(yàn)主要是檢查接收機(jī)的精度和穩(wěn)定性。試驗(yàn)是在不同長(zhǎng)度的基線上進(jìn)行的。將兩臺(tái)GPS接收機(jī)測(cè)量的基線長(zhǎng)度與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，以確定接收機(jī)的精度和穩(wěn)定性。接收機(jī)通常每年至少檢查一次。

(4)編制GPS衛(wèi)星可見(jiàn)性預(yù)報(bào)和觀測(cè)期的選擇

GPS定位精度與觀測(cè)衛(wèi)星的幾何圖形密切相關(guān)。衛(wèi)星幾何圖形的強(qiáng)度越好，定位精度越高。從觀測(cè)站觀測(cè)衛(wèi)星的高度角越小，衛(wèi)星分布范圍越大，幾何精度因子的GDOP值越小，定位精度越高，通常要求GDOP值小于6。

GPS接收器的商業(yè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)通常配備衛(wèi)星可見(jiàn)預(yù)報(bào)軟件。使用該軟件時(shí)，應(yīng)在當(dāng)前子目錄下存儲(chǔ)前觀測(cè)時(shí)的衛(wèi)星日歷文件；進(jìn)入預(yù)測(cè)軟件后，輸入預(yù)計(jì)觀測(cè)站的概略坐標(biāo)、預(yù)計(jì)觀測(cè)日期和觀測(cè)衛(wèi)星高度的截止角。軟件首先閱讀早期衛(wèi)星日歷文件的衛(wèi)星日程表，根據(jù)預(yù)期觀測(cè)日期計(jì)算衛(wèi)星位置，然后利用測(cè)站坐標(biāo)計(jì)算衛(wèi)星高度角，選擇高度角大于截止角的所有衛(wèi)星進(jìn)行預(yù)測(cè)，并按時(shí)間順序列出所有可見(jiàn)衛(wèi)星信息。

2.觀測(cè)工作

觀測(cè)工作包括天線安置、GPS接收器安置及操作、氣象參數(shù)測(cè)定及測(cè)站記錄等。

(1)天線安置

天線的精準(zhǔn)放置是實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位的前提之一。一般情況下，天線應(yīng)盡量放置在標(biāo)志中心的垂直方向上，直接對(duì)中；天線圓水泡必須中間；天線定向標(biāo)志線應(yīng)指向北方，考慮當(dāng)?shù)卮牌堑挠绊?，減弱相位中心偏差的影響，定向誤差一般不大于土5°。

天線安置后，每個(gè)觀測(cè)期前后取一次天線高度。兩次量高差不應(yīng)大于3mm。以平均值作為最終天線高度。如果相互差異超過(guò)限制，應(yīng)查明原因，提出處理意見(jiàn)，并記錄在觀測(cè)記錄中。

(2)安裝GPS接收儀器

將接收器放置在離天線適當(dāng)位置的地面上，用電纜將接收器連接到電源、天線和控制器上。確認(rèn)后，打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)進(jìn)行預(yù)熱和靜置。

(3)開(kāi)機(jī)觀察

觀測(cè)的主要任務(wù)是捕獲GPS衛(wèi)星信號(hào)并跟蹤、接收和處理信號(hào)，以獲取所需的定位觀測(cè)數(shù)據(jù)。

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