8.1.1GPS网技术设计的依据
1.GPS测量规范（规程）
（1）《全球定位系统（GPS）测量规范》
（2）《全球定位系统城市测量技术规程》
（3）各行业部门的其他GPS测量规程或细则
2．测量任务书
8.1.2GPS网的精度, 密度设计
1．GPS测量精度标准及分类
（1）GPS测量精度分类
对于各类GPS网的精度设计主要取决于网的用途。用于地壳形变及国家基本大地测量的GPS控制网可按表8-1分级。
表8-1 GPS测量精度分级（一）
|
级别 |
主要用途 |
固定误差a（mm） |
比例误差b（mm） |
|
A |
地壳形变测量或国家高精度GPS网建立 |
≤5 |
≤0.1 |
|
B |
国家基本控制测 量 |
≤8 |
≤1 |
用于城市或工程的GPS控制网可按表8-2分级。
表8-2 GPS测量精度分级（二）
|
等级 |
平均距离（km） |
a（mm） |
b（mm） |
最弱边相对中误差 |
|
二 |
9 |
≤10 |
≤2 |
1/12万 |
|
三 |
5 |
≤10 |
≤5 |
1/8万 |
|
四 |
2 |
≤10 |
≤10 |
1/4.5万 |
|
一级 |
1 |
≤10 |
≤10 |
1/2万 |
|
二级 |
1 |
≤15 |
≤20 |
1/1万 |
（2）GPS测量的精度标准
GPS测量的精度标准通常用网中相邻点之间的距离中误差表示，其形式为：
式中：σ——距离中误差（毫米）；
ɑ——固定误差（mm）；
b——比例误差系数（ppm）；
d——相邻点之间的距离（km）。
实际生产中，应根据测区大小、GPS网的用途，来设计网的等级和精度标准。
2．GPS点的密度标准
制定GPS网的密度标准，主要考虑任务要求和服务对象。密度可参照表8-3的规定执行。
表8-3 GPS网中相邻点间距离 (单位：km)
|
级别 项目 |
A |
B |
C |
D |
E |
|
相邻点最小距 |
100 |
15 |
5 |
2 |
1 |
|
相邻点最大距 |
2000 |
250 |
40 |
15 |
10 |
|
相邻点平均距 |
300 |
70 |
15～10 |
10～5 |
5～2 |
8.1.3GPS网的基准设计
1．基准设计的定义：
在GPS网的技术设计中，必须明确GPS网的成果所采用的
坐标系统和起算数据的工作，称为GPS网的基准设计。GPS网的基准包括位置基准、方位基准和尺度基准。
2．基准设计应考虑的几个问题：
（1）应在地面坐标系中选定起算数据和联测原有地方控制点若干个，用以转换坐标。
（2）对GPS网内重合的高等级国家点或原城市等级控制点，除未知点连结图形观测外，对它们也要适当地构成长边图形。
（3）联测的高程点需均匀分布于网中，对丘陵或山区联测高程点应按高程拟合曲面的要求进行布设。
（4）新建GPS网的坐标应尽可能与测区过去采用的坐标一致。
8．1.4 GPS网构成的几个基本概念及网特征条件
1．GPS网图形构成的几个基本概念
观测时断：测站上开始接收卫星信号到观测停止，连续工作的时间段，简称时段。
同步观测：两台或两台以上接收机同时对同一组卫星进行的观测。
同步观测环：三台或三台以上接收机同步观测获得的基线向量所构成的闭合环，简称同步环。
独立观测环：由独立观测所获得的基线向量构成的闭合环，简称独立环。
异步观测环：在构成多边形环路的所有基线向量中，只要有非同步观测基线向量，则该多边形环路叫异步观测环，简称异步环。
独立基线：对于N台GPS接收机的同步观测环，有J条同步观测基线，其中独立基线数为N-1。
非独立基线：除独立基线外的其它基线叫非独立基线，总基线数与独立基线之差即为非独立基线数。
2．GPS网特征条件的计算
3．GPS网同步图形构成及独立边的选择
根据（8-3）式， 对于由N台GPS接收机构成的同步图形中一个时断包含的GPS基线数为：
但其中仅有N-1条是独立的GPS边，其余为非独立边。当接收机数N=2～5时所构成的同步图形见图8-1。
对应于图8-1的独立GPS边可以有如图8-2所示的不同选择。
当同步观测的GPS接收机数N≥3时，同步闭合环的最少数应为：
N与J、T的关系见下表：
表8-4 N与J、T的关系表
|
N |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
J |
1 |
3 |
6 |
10 |
15 |
|
T |
0 |
1 |
3 |
6 |
10 |
8．1.5 GPS网的图形设计
1．GPS网的图形设计
根据对所布设的GPS网的精度要求和其它方面的要求，设计出独立的GPS边构成的多边形网，称为GPS网的图形设计。
2．GPS网的图形
（1）点连式：如图8-3，相邻同步图形之间仅有一个公共点的连接。
（2）边连式：如图8-4，同步图形之间由一条公共基线连接。
（3）网连式：指相邻同步图形之间有两个以上公共点相连接。
（4）边点混合连接式 ：如图8-5，把点连式与边连式有机地结合起来，组成GPS网的方式。
（5）三角锁连接：如图8-6，用点连式或边连式组成连续发展的三角锁同步图形。
（6）导线网形连接：如图8-7。
（7）星形布设：如图8-8
