【正文】 l零基線檢驗法 。 現(xiàn)將測量型 GPS接收機(jī) ， 目前幾項主要的檢驗內(nèi)容及檢驗方法簡介如下 。 對測量型 GPS接收機(jī) ， 其主要檢驗內(nèi)容包括：衛(wèi)星預(yù)報及觀測計劃擬定功能的檢驗；靜態(tài)定位軟件和網(wǎng)平差軟件功能的檢驗；快速靜態(tài)定位軟件和實時定位軟件功能的檢驗等 ， 并且通過上述檢驗 ， 在數(shù)據(jù)處理的精度 ， 使用的自動化水平 ， 對觀測數(shù)據(jù)的篩選 ， 周跳的判別與修復(fù) ， 整周未知數(shù)的解算能力以及網(wǎng)平差的功能等方面 ，對軟件作出評價 。 97 4. 隨機(jī)數(shù)據(jù)后處理軟件的檢驗 隨機(jī)數(shù)據(jù)處理軟件 ， 是 GPS接收設(shè)備的重要組成部分 。 另外 ， 天線底座的圓水準(zhǔn)器和光學(xué)對中器 ， 也都要在每年出測前進(jìn)行檢驗和校正 。 試測檢驗是接收設(shè)備檢驗的主要內(nèi)容之一 ， 凡是用于精密定位的接收設(shè)備 ， 都應(yīng)按作業(yè)時間的長短 ， 至少在每年出測前進(jìn)行一次 。 96 3. 試測檢驗 試測檢驗應(yīng)在不同長度的標(biāo)準(zhǔn)基線上 ， 或?qū)ＴO(shè)的 GPS測量檢驗場上進(jìn)行 。 95 2. 通電檢驗 檢驗的主要項目包括：設(shè)備通電后有關(guān)信號燈 、 按鍵 、 顯示系統(tǒng)和儀表的工作情況 ， 以及自測試系統(tǒng)的工作情況 。 接收機(jī)全面檢驗的內(nèi)容 ， 包括一般檢視 、 通電檢驗 、 試測檢驗和隨機(jī)數(shù)據(jù)后處理軟件的檢測 。 93 第 5 節(jié) GPS接收設(shè)備的檢驗 GPS測量工作所采用的接收設(shè)備 ， 都必須對其性能和可能達(dá)到的精度水平進(jìn)行檢驗 ， 合格后方能參加作業(yè) 。 為了保證記錄的準(zhǔn)確性 ， 測量手簿必須在作業(yè)過程中隨時填寫 ， 不得事后補(bǔ)記 。 其記錄格式和內(nèi)容參寫附錄八 。記錄的形式主要有以下兩種： （ 1） 觀測記錄 觀測記錄 ， 由接收設(shè)備自動形成 ， 均記錄在存儲介質(zhì) （ 如磁帶 、磁卡或記憶卡等 ） 上 ， 其內(nèi)容包括 ， ?載波相位觀測值及相應(yīng)的觀測歷元； ?同一歷元的測碼偽距觀測值； ?GPS衛(wèi)星星歷及衛(wèi)星鐘差參數(shù)； ?實時絕對定位結(jié)果； ?測站控制信息及接收機(jī)工作狀態(tài)信息 。 一般來說 ， 在外業(yè)觀測工作中 ， 操作人員應(yīng)注意以下事項： ?當(dāng)確認(rèn)外接電源電纜及天線等各項聯(lián)結(jié)完全無誤后 ， 方可接通電源 ， 啟動接收機(jī)； ?開機(jī)后 ， 接收機(jī)的有關(guān)指和儀表數(shù)據(jù)顯示正常時 ， 方能進(jìn)行自測試和輸入有關(guān)測站和時段控制信息； 90 ?接收機(jī)在開始記錄數(shù)據(jù)后 ， 用戶應(yīng)注意查看有關(guān)觀測衛(wèi)星數(shù)量 、 衛(wèi)星號 、 相位測量殘差 ， 實時定位結(jié)果及其變化 、 存儲介質(zhì)記錄等情況； ?在觀測過程中 ， 接收機(jī)不得關(guān)閉并重新啟動；不準(zhǔn)改變衛(wèi)星高度角的限值；不準(zhǔn)改變天線高； ?每一觀測時段中 ， 氣象資料一般應(yīng)在時段始末及中間各觀測記錄一次 ， 當(dāng)時段較長時 （ 如超過 60分 ） ， 應(yīng)適當(dāng)增加觀測次數(shù)； ?觀測站的全部預(yù)定作業(yè)項目 ， 經(jīng)檢查均已按規(guī)定完成 ， 且記錄與資料均完整無誤后 ， 方可遷站 。 而且 ， 隨著接收機(jī)設(shè)備軟件和硬件的不斷發(fā)展 ， 接收機(jī)設(shè)備的操作方法也將有所變化 ， 自動化的水平將不斷提高 。 觀測作業(yè)的主要任務(wù)是捕獲 GPS衛(wèi)星信號 ， 并對其進(jìn)行跟蹤 、處理和量測 ， 以獲取所需要的定位信息和觀測數(shù)據(jù) 。天線高的量測值應(yīng)為上下兩段距離之和 。 所謂天線高 ， 系指天線的相位中心 ， 至觀測點(diǎn)標(biāo)志中心頂端的垂直距離 。 天線安置后 ， 應(yīng)在各觀測時段的前后 ， 各量測天線高一次 ，測量的方法按儀器的操作說明執(zhí)行 。 定向誤差依定位的精度不同而異 ，一般應(yīng)不超過 ?3?～ 5?。 ?天線底板上的圓水準(zhǔn)器氣泡必須居中 。 ?當(dāng)天線需安置在三角點(diǎn)覘標(biāo)的基板上時 ， 應(yīng)先將覘標(biāo)頂部拆除 ， 以防止對信號的干擾 。 其安置工作一般應(yīng)滿足以下要求： ?靜態(tài)相對定位時 ， 天線安置應(yīng)盡可能利用三腳架 ， 并安置在標(biāo)志中心的上方直接對中觀測 。 PDOP的限制 表 6 級 別 A B C D、 E 單頻 /雙頻 雙頻 雙頻 雙頻或單頻 單頻或雙頻 標(biāo)稱精度 優(yōu)于5mm+ 優(yōu)于 5mm+1ppm 優(yōu)于5mm+2ppm 優(yōu)于5mm+3ppm 86 級 別 A B C D、 E 觀測量 載波相位 載波相位 載波相位 載波相位 同步觀測接收機(jī)數(shù) ?4 ?3 ?2 ?2 GPS接收機(jī)的配置 續(xù)表 87 觀測工作 觀測工作主要包括：天線安置 ， 觀測作業(yè) ， 觀測記錄和觀測數(shù)據(jù)的質(zhì)量判定等 。 觀測工作的進(jìn)程計劃 ， 涉及到網(wǎng)的規(guī)模 、 精度要求 、 作業(yè)的接收機(jī)數(shù)量和后勤保障條件等 ， 在實際工作中 ， 應(yīng)根據(jù)最優(yōu)化的原則合理擬定 。 圖 6可見衛(wèi)星數(shù)和 PDOP變化 PDOP的限制 表 6 級 別 A B C D E PDOP ?4 ?6 ?8 ?10 ?10 84 4. 觀測進(jìn)程及調(diào)度計劃 最佳觀測時間確定后 ， 在觀測工作開始之前 ， 須擬定觀測工作的進(jìn)程表及接收機(jī)的高度計劃 。 基值均不應(yīng)超過一定的要求 。 82 83 在 GPS測量中 ， 所測衛(wèi)星與觀測站所組成的幾何圖形 ， 其強(qiáng)度可取空間位置精度度因子 （ PDOP） 來表示 。 81 3. 關(guān)于衛(wèi)星的可見性預(yù)報及觀測時段的選擇 因為觀測衛(wèi)星的幾何分布 ， 對 GPS定位的精度具有重要影響 ，所以 ， 為了選擇最佳的觀測時段 ， 擬定觀測計劃 ， 應(yīng)首先編制如GPS衛(wèi)星數(shù)和 PDOP變化圖 。 公共點(diǎn)數(shù)過少 ， 將使網(wǎng)的整體性變差 ， 影響網(wǎng)的精度 。 當(dāng)實行分區(qū)觀測時 ， 為了增加網(wǎng)的整體性 ， 提高網(wǎng)的精度 ， 相鄰分區(qū)應(yīng)設(shè)置公共點(diǎn)數(shù) ， 又會延緩測量工作的進(jìn)程 ， 這在實際工作中 ， 應(yīng)根據(jù)網(wǎng)的用途慎重考慮 。 另外 ， 為了有助于外業(yè)觀測數(shù)據(jù)的檢核 ， 增加可靠性 ， 通常根據(jù)不同的精度要求 ， 基線測量中 ， 同步觀測的時段數(shù)以及時段的長度 ， 應(yīng)滿足表5規(guī)定 。 前已指出 ， 當(dāng)參加作業(yè)的接收機(jī)數(shù)為 ki， 則每一時段可得觀測基線向量數(shù)為 ki (ki1)/2 其中包括獨(dú)立觀測向量數(shù) (ki1)和多余觀測向量數(shù) （ ki1） (ki2)/2。 77 1. 觀測工作量的設(shè)計與計算 外業(yè)觀測的工作量 ， 與用戶的要求精度和采用的接收機(jī)類型和數(shù)量 ，以及作業(yè)模式等因素有關(guān) 。 擬定觀測計劃的依據(jù)是： GPS網(wǎng)的布設(shè)方案 ， 規(guī)模大小 ， 精度要求 ， GPS衛(wèi)星星座 ， 參加作業(yè)的 GPS接收機(jī)數(shù)量以及后勤保障條件 （ 運(yùn)輸 、 通信 ） 等 。 其中 ， 有關(guān)儀器的檢驗 ， 將在 5節(jié)另行介紹 。 關(guān)于各種標(biāo)石的構(gòu)造可參見附錄七 。 但是 ， 隨著 GPS定位技術(shù)的發(fā)展和普及 ， 重測一個點(diǎn) ，將可能比建造和長久保持一個點(diǎn)更經(jīng)濟(jì) ， 那時 ， 除上述以研究動力學(xué)現(xiàn)象為目的的監(jiān)測網(wǎng) 、 衛(wèi)星跟蹤網(wǎng)和作為坐標(biāo)系統(tǒng)維持和傳遞國家 GPS控制網(wǎng)之外 ， 建造長久保護(hù)的標(biāo)志點(diǎn) ， 可能將不再是必要的了 。 而建立的各種監(jiān)測網(wǎng) ， 以及大范圍的高精度 GPS網(wǎng) ， 其網(wǎng)點(diǎn)的位置 ， 必須可靠地加以標(biāo)志 。 點(diǎn)的標(biāo)石和標(biāo)志必須穩(wěn)定 、 堅固 ， 以利長久保存和利用 。 選點(diǎn)工作結(jié)束后 ， 應(yīng)提交的技術(shù)資料主要包括 l點(diǎn)之記及點(diǎn)的環(huán)視圖 （ 附錄五 、 六 ） ； lGPS網(wǎng)選點(diǎn)圖； l選點(diǎn)工作技術(shù)總結(jié) 。接收機(jī)天線與其距離 ， 一般不得小于 200m； 72 （ 2） 觀測站附近不應(yīng)有大面積的水域 ， 或?qū)﹄姶挪ǚ瓷?（ 或吸收 ） 強(qiáng)烈的物體 ， 以減弱多路徑效應(yīng)的影響； （ 3） 觀測站應(yīng)設(shè)在易于安置接收設(shè)備的地方 ， 且視場開闊 。 但由于點(diǎn)位的選擇 ， 對于保證觀測工作的順利進(jìn)行和可靠地保持測量結(jié)果 ， 具有重要意義 ， 所以 ， 在選點(diǎn)工作開始之前 ， 應(yīng)充分收集和了解有關(guān)測區(qū)的地理情況 ， 以及原有測量標(biāo)志點(diǎn)的分布及保存情況 ， 以便確定適宜的觀測站位置 。 71 第 3節(jié) 選點(diǎn)與建立標(biāo)志 選點(diǎn)工作 選點(diǎn) ， 即觀測站址的選擇 。在一般情況下，對于一些區(qū)域性的 GPS網(wǎng)，如城市、礦山和工程 GPS網(wǎng)，其是否精確位于地心坐標(biāo)系統(tǒng)，并不特別重要，因此，這時多采用最小約束平差法。雖然從理論上說 ， 在網(wǎng)的平差計算中 ， 給所有的已知位置以適當(dāng)?shù)臋?quán)的比例關(guān)系 ， 則是一個需要慎重考慮的問題 。 70 約束平差法 ， 在確定網(wǎng)的位置基準(zhǔn)的同時 ， 對 GPS網(wǎng)的方向和尺度也會產(chǎn)生影響 ， 其影響程度 ， 與約束條件的多少 ， 及所取觀測值的精度有關(guān) 。 前兩種方法 ， 對 GPS網(wǎng)定位的約束條件最少 ， 所以 ， 通常稱為最小的約束法；而后兩種方法 ， 對平差計算則存在若干約束條件 ，其約束條件的多少 ， 取決于在網(wǎng)中所選點(diǎn)的數(shù)量 ， 這種方法 ， 通常稱為約束法 。 GPS網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計 ， 一般主要是指確定網(wǎng)的位置基準(zhǔn)問題 。 在僅含有相對觀測量的 GPS網(wǎng)中 ， 網(wǎng)的方向基準(zhǔn)和尺度基準(zhǔn) ， 由在平差計算中作為相關(guān)觀測量的基線向量唯一地確定；而網(wǎng)的位置基準(zhǔn) ， 則決定于所取網(wǎng)點(diǎn)坐標(biāo)的近似值系統(tǒng)和平差方法 。 在 GPS網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計中 ， 應(yīng)當(dāng)根據(jù)網(wǎng)的用途 ， 提出確定網(wǎng)的基準(zhǔn)的方法和原則 。 68 網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計 網(wǎng)的基準(zhǔn)包括網(wǎng)的位置基準(zhǔn) 、 方向基準(zhǔn)和尺度基準(zhǔn) 。例如 ， 用 4臺儀器進(jìn)行了 2個時段的同步觀測 ， 這時可得 6條獨(dú)立基線向量 ， 其選取的基本方式 ， 可取以下五種 （ 圖 5） 。 在實際工作中 ， 可根據(jù)對 GPS網(wǎng)的要求和經(jīng)驗來確定 。 參加同步觀測的儀器越多 ， 選取獨(dú)立基線向量的可能方式便迅速增加 。 )1(21 ?ii kk)2)(1(21 ?? ii kk65 然而 ， 在 （ ki1） ki/2同步觀測的基線中 ， 如何選擇 (ki1)條獨(dú)立基線 ，卻具有一定的任意性 。 其余均為非獨(dú)立基線向量 ， 可由獨(dú)立基線向量導(dǎo)出 ， 其數(shù)量為 。 圖 3星形網(wǎng) 64 (3) 獨(dú)立基線向量的選擇 前已指出 ， GPS控制網(wǎng)一般應(yīng)由獨(dú)立觀測的基線向量構(gòu)成 。 這種網(wǎng)形的主要優(yōu)點(diǎn)，是觀測中通常只需要兩臺 GPS接收機(jī)，作業(yè)簡單。 63 ● 星形網(wǎng) 星形網(wǎng)的幾何圖形如圖 3所示 。 三角形網(wǎng)和環(huán)形網(wǎng) ， 是大地測量和精密工程測量中普遍采用的兩種基本圖形 。 這種附合線與經(jīng)典測量中的附合導(dǎo)線相類似 。 61 閉合環(huán)中基線邊數(shù)的限值 表 3 級 別 一 二 三 閉合環(huán)中的邊數(shù) ?4 ?5 ?6 62 環(huán)形網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)是觀測工作量較小 ， 且具有較好的自檢性和可靠性 ， 其缺點(diǎn)主要是 ， 非直接觀測的基線邊 （ 或間接邊 ） 精度比直接觀測邊低 ， 相鄰點(diǎn)間的基本精度分布不均勻 。 不難理解 ， 由于這時網(wǎng)的自檢能力和可靠性 ， 與閉合環(huán)中所含基線邊的數(shù)量有關(guān) ， 所以 ， 根據(jù)網(wǎng)的不同精度要求 ，一般都規(guī)定閉合環(huán)中包含的基線邊 ， 不超過一定的數(shù)量 。 由若干含有多條獨(dú)立觀測邊的閉合環(huán)所組成的網(wǎng) ， 稱為環(huán)形網(wǎng) 。 這種網(wǎng)形的主要缺點(diǎn)是觀測工作量較大 ， 尤其當(dāng)接收機(jī)的數(shù)量較少時 ， 將使觀測工作的總時間大為延長 。 根據(jù)經(jīng)典測量的經(jīng)驗已知 ， 這種圖形的幾何結(jié)構(gòu)強(qiáng) ， 具有良好的自檢能力 ， 能夠有效地發(fā)現(xiàn)觀測成果的粗差 ， 以保障網(wǎng)的可靠性 。 圖形的基本形式如下 。 方位點(diǎn)與觀測站的距離 ， 一般應(yīng)大于 300m。 ● 為了便于 GPS的測量觀測和水準(zhǔn)聯(lián)測 ， GPS網(wǎng)點(diǎn)一般設(shè)在視野開闊和交通便利的地方 。 重合點(diǎn)一般不應(yīng)少于 3個（ 不足時應(yīng)聯(lián)測 ） ， 且在網(wǎng)中應(yīng)分布均勻 ， 以利于可靠地確定 GPS網(wǎng)與地面網(wǎng)之間的轉(zhuǎn)換參數(shù) 。 ● GPS網(wǎng)作為測量控制網(wǎng) ， 其相鄰點(diǎn)間基線向量的精度 ， 應(yīng)分布均勻 。 對此應(yīng)當(dāng)充分加以顧及 ， 以期