【正文】 淮海工學(xué)院二〇一六屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 21 頁 共 37 頁 表 63 四等水準(zhǔn)外業(yè)數(shù)據(jù)取位表（單位： mm） （ 1）四等水準(zhǔn)網(wǎng)中最弱點(diǎn)的高程中誤差相對(duì)于起算點(diǎn)不得大于 20mm。 本測區(qū)地勢(shì)平坦，且通視情況良好，根據(jù)水準(zhǔn)測量的技術(shù)要求中的各等水準(zhǔn)測量設(shè)計(jì)規(guī)程和長度要求 ，閉合水準(zhǔn)路線的周長為 ＜ 100km， 所以我們可使用的水準(zhǔn)測量等級(jí)為四等 。 6 高程控制測量 高程基準(zhǔn)和水準(zhǔn)等級(jí)的選擇 根據(jù)所收集到的資料，已知在縣城附近有一個(gè)國家二級(jí)水準(zhǔn)點(diǎn)淮 292，點(diǎn)位保存完好，成果為 1985 國家高程基準(zhǔn)，可作為高程控制測量的起算成果。 （ 3）數(shù)據(jù)處理 外業(yè)觀測數(shù)據(jù)應(yīng)按《 GPS規(guī)程》對(duì)觀測過程中的各個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行檢查。 GPS網(wǎng)以邊連方式與點(diǎn)連式相結(jié)合的方法進(jìn)行施測。各鎮(zhèn)區(qū)編號(hào)在 “ Ⅰ ” 或 “ Ⅱ ” 前加鎮(zhèn)名前兩個(gè)字的拼音第一個(gè)字母，如浦南鎮(zhèn)一級(jí)GPS8號(hào)點(diǎn)，編號(hào)為 “ XAI008” 。這些能均勻加密兩控制點(diǎn)間的區(qū)域。 布設(shè)與編號(hào) GPS網(wǎng)布設(shè)方案如圖 5表 58，一、二級(jí) GPS測量主要精度指標(biāo)如表 58。而采用 GPS控制網(wǎng)則不受地形條件的影響，測站之間無需通視，這樣就使得選點(diǎn)更加靈活方便，不受天氣因素的影響，能全天候作業(yè)，同時(shí) GPS測量還具有觀測時(shí)間短，自動(dòng)化程度高，定位精度的優(yōu)點(diǎn)，GPS測量完全可以滿足此次控制測量的需要。因 此設(shè)計(jì)是符合要求的。已知 a=5mm，淮海工學(xué)院二〇一六屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 18 頁 共 37 頁 b=1ppm， 根據(jù)公式 519 計(jì)算弦長標(biāo)準(zhǔn)差即基線標(biāo)準(zhǔn)差和基線相對(duì)定位精度。 精度估算 在 GPS 網(wǎng)的精度指標(biāo) 中 ， 我們把精度定義為控制網(wǎng) 網(wǎng)中相鄰 兩 點(diǎn)之間距離 的誤差 。 （ 1）無約束平差 無約束平差中，各基線分量的改正數(shù)絕對(duì)值應(yīng)滿足下式： ? 為 E級(jí)網(wǎng)規(guī)定的基線的精度單位 (mm)。 （ 4）復(fù)測基線的長度較差 ds應(yīng)滿足： s 22d ?≤ （ 528） ? 為 E級(jí) GPS控制網(wǎng)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)差單位（ mm） (按實(shí)際平均邊長計(jì)算 )。 表 58 GPS 網(wǎng)測站作業(yè)調(diào)度計(jì)劃 注：實(shí)際的時(shí)間安排要看具體情況，上表中的半小時(shí)路程為專車接送（實(shí)習(xí)經(jīng)驗(yàn)）。 （ 2）外業(yè)原始記錄手簿要保證測站點(diǎn)名、儀器號(hào)、天線號(hào)、天線高等有關(guān)信息的正確性。 （ 6）最好不要在有雷陣雨的天氣下測量，接收機(jī)的天線容易導(dǎo)電，會(huì)造成雷擊，為了保證測量人員和儀器安全，我們最好不要在這種天氣測量 （ 7）其它作業(yè)要求按照《 GPS規(guī)范》第 10款 執(zhí)行。 （ 4）測量人員必須每隔一個(gè)時(shí)間段查看所接受的信息是否正確完整，同時(shí)記錄 GPS觀測手簿中要求填寫的信息，并在備注欄中寫清楚測量時(shí)發(fā)生的特殊事情。 （ 2） 在觀測任務(wù)開始前第一件事就是對(duì)星歷進(jìn)行預(yù)測 ,選擇衛(wèi)星狀況不錯(cuò)的時(shí)段，根據(jù)實(shí)際情況和需要制定觀測計(jì)劃。 觀測要求 及記錄 ： E級(jí) GPS網(wǎng)觀測基本規(guī)定見下表 表 57 E級(jí) GPS網(wǎng)觀測基本規(guī)定 等 級(jí) 衛(wèi)星截止高度角 同時(shí)觀測 有效衛(wèi)星數(shù) 有效觀測 衛(wèi)星總數(shù) 時(shí)段長度 min 采樣間隔 s PDOP 重復(fù) 設(shè)站率 E級(jí) 15176。 ② 官方批準(zhǔn)使用土地的文件， 測量標(biāo)志委托保管書。地面上的需埋設(shè)標(biāo)石，埋設(shè)規(guī)格如圖 5圖 55。 ⑥ 不同土質(zhì)和地區(qū)鎖埋設(shè)的標(biāo)石需要不同的時(shí)候后在能使用， AA， A 級(jí)點(diǎn)上埋設(shè)的標(biāo)石在一個(gè)雨季以后再能使用，凍土區(qū)的標(biāo)石得過了一個(gè)解凍期后才能使用。 ⑤ 在進(jìn)行 GPS 埋石作業(yè)時(shí)，首先應(yīng)該獲得土地管理部門對(duì)土里利用的準(zhǔn)許，同時(shí)還要獲得相關(guān)的手續(xù)。 ③ 再利用之前埋設(shè)的標(biāo)石時(shí)，如果標(biāo)石已經(jīng)老化，破舊了，則不能使用，應(yīng)該 重新埋設(shè)標(biāo)石。 標(biāo)石規(guī)格： 圖 53 建筑物上平面控制點(diǎn)標(biāo)石（單位： mm） （ 2） 埋石作業(yè) ① GPS 所使用的標(biāo)石一般使用混凝土制作的，有時(shí)候?yàn)榱诉_(dá)到更好的使用淮海工學(xué)院二〇一六屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 13 頁 共 37 頁 效果，標(biāo)石一般用大塊的花崗巖來制作，雖然用花崗巖制作費(fèi)用比較高，但是制作的大小要和用混凝土制作的標(biāo)石一樣大。 （ 4） 選點(diǎn)結(jié)束上交資料 ①點(diǎn)之記和環(huán)視圖，要求用筆為黑色 ② GPS 控制 網(wǎng)選點(diǎn)圖 ③ 總結(jié) 埋石 （ 1） 標(biāo)石類型及中心標(biāo)志 各種類型的標(biāo)石均應(yīng)設(shè)有中心標(biāo)志。 （ 3） 選點(diǎn)作業(yè) 工作人員遵循上面的選點(diǎn)要求在實(shí)地進(jìn)行勘察選點(diǎn)。方位點(diǎn)應(yīng)該與 GPS 點(diǎn)保持通視，離GPS 點(diǎn)的距離一般不小于 300m。 （ 2） 輔助點(diǎn)和方位點(diǎn) ①精度為 AA 級(jí)和 A 級(jí) 的 GPS 控制網(wǎng)的控制點(diǎn)不能設(shè)在基巖上 ，應(yīng) 該 在 該基巖的近距離處布設(shè) 3 個(gè) 左右的 點(diǎn) 來代替本應(yīng)該在基巖上的點(diǎn) ， 同時(shí)需要測出兩者之間的距離和高差 ， 數(shù)據(jù)測量誤差應(yīng)高小于 5mm。 選點(diǎn) 、埋石 ： （ 1） 選點(diǎn)要求 為了保證觀測工作的順利進(jìn)行測量結(jié)果的可靠選點(diǎn)應(yīng)遵循以下原則： ① 在選擇視野開闊并且容易安裝儀器的地方； ② 控制點(diǎn)的位置不能設(shè)在 大功率的無線電發(fā)射源附近，控制點(diǎn)到這些大功率淮海工學(xué)院二〇一六屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 12 頁 共 37 頁 發(fā)射電源的距離應(yīng)該大于 200m；同時(shí)控制點(diǎn)不應(yīng)該設(shè)在高壓輸電線附近，他們之間的距離應(yīng)該大于 50m； ③ 點(diǎn)位顯著，在視場周圍 15176。 （ 4）成本比較 測量的成本取決于所用 GPS 臺(tái)數(shù)與觀測時(shí)段的乘積，設(shè)一臺(tái)接收機(jī)觀測一期的平均費(fèi)用為 M，則總費(fèi)用 f為 ： f=M*C *N （ 518） 由于觀測一期的平均費(fèi)用是一定的，且兩套方案的 GPS 臺(tái)數(shù)是一樣的，但方案二的觀測時(shí)段多于方案一，明顯方案一測量費(fèi)較少；此外方案二由于基線數(shù)目多于方案一，則會(huì)產(chǎn)生更多的數(shù)據(jù)處理平差費(fèi)用，因此綜合來說方案一比方案二成本低。 （ 3）效率比較 設(shè) GPS 網(wǎng)中點(diǎn)的個(gè)數(shù)為 n，用 N 臺(tái)接收機(jī)進(jìn)行觀測，則該網(wǎng)的最少觀測期數(shù)為： 淮海工學(xué)院二〇一六屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 11 頁 共 37 頁 m in n1C IN T N1?? ?（ ） +1 （ 513） 如重復(fù)設(shè)站率以 m 表示，則理論觀測期數(shù)為 R nC IN T m N? （ ） +1（ m≥ 2） （ 514） GPS 控制網(wǎng)的效率指標(biāo)為 : 1 minCCRe ? （ 515） 2 CCRe ? （ 516） 21 eee ?? （ 517） 式中， 1e 是理論設(shè)計(jì)效率， 2e 是實(shí)際效率， e 是總效率。 表 57 GPS控制網(wǎng)的精度指標(biāo)表 全球性的地球動(dòng)力學(xué)研究、地殼形變測量和精密定軌這三個(gè)所使用的 GPS 控淮海工學(xué)院二〇一六屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 9 頁 共 37 頁 制網(wǎng)的精度都是 AA 級(jí)； A級(jí)主要用于區(qū)域性的地球動(dòng)力學(xué)研究和地殼形變測量； GPS 網(wǎng)的精度指標(biāo)，通常是一網(wǎng)中相鄰點(diǎn)之間的 距離誤差 mD表示： 610Dm a b D?? ? ? （ 512） 注： D 為兩個(gè)相鄰點(diǎn)間的距離 結(jié)合 CASS 和科傻軟件分別計(jì)算兩套方案的最弱邊相對(duì)中誤差 ，其中方案一最弱邊為 PNE03PNE02，方案二最弱邊為 PNE04PNE05，具體數(shù)據(jù)見表 5表5表 55： 表 53 方案一與方案二的精度對(duì)比 由上表可 知，兩套方案的精度都符合規(guī)范要求（≤ 1/45000）。從經(jīng)濟(jì)、效率和人力物力角度考慮，方案一比方案二少布設(shè) 2個(gè)點(diǎn)；從網(wǎng)形精度和可靠性方面考慮，方案二比方案一多布設(shè) 2 個(gè)點(diǎn)。 方案一用 3 臺(tái)接收機(jī)，網(wǎng)中包含 14 個(gè)點(diǎn)， 12 個(gè)同步環(huán)， 12 條復(fù)測邊和 3 個(gè)異步環(huán)。此布網(wǎng)方案需要進(jìn)行 15個(gè)觀測時(shí)段，網(wǎng)中含有 4個(gè)異步環(huán)，具體網(wǎng)形如圖 52 所示： 淮海工學(xué)院二〇一六屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 7 頁 共 37 頁 圖 52 浦南工業(yè)區(qū) E 級(jí) GPS 控制網(wǎng)方案二 方案比較與選擇 （ 1）精度比較 計(jì)算 GPS 網(wǎng)主要特征條件值公式如下 : C= nm/N （ 54） J 總 =C*N*(N1)/2 （ 55） J 必 = n1 （ 56） J 獨(dú) =C*(N1) （ 57） J 多 =C*(N1)(n1) （ 58） J 復(fù) = J 總 J 獨(dú) （ 59） G=J 多 /J 獨(dú) （ 510） 式中， C 為觀測時(shí)段數(shù)， n 為控制網(wǎng)的總點(diǎn)數(shù)， m 為每點(diǎn)平均設(shè)站數(shù)， N 為接收機(jī)臺(tái)數(shù)， J 總 為總基線數(shù)， J 必 為必要觀測基線數(shù)， J 獨(dú) 為獨(dú)立觀測基線數(shù)， J多 為多余基線數(shù)， J 復(fù) 為重復(fù)觀測基線數(shù)， G為總體可靠性指標(biāo)。全縣共布設(shè) 6個(gè) E級(jí) GPS控制網(wǎng)，現(xiàn)以城區(qū)為例，布網(wǎng)方案如下（根據(jù)實(shí)地工作實(shí)習(xí)成淮海工學(xué)院二〇一六屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 6 頁 共 37 頁 果）： 方案一：在 D25 D25 D25 D26 D268 和 D270 六個(gè)已知的 D 級(jí) GPS 點(diǎn)周圍的合適位置再布設(shè) 8個(gè) GPS 點(diǎn)，共計(jì) 14 個(gè)點(diǎn)，采用邊點(diǎn)混連式布網(wǎng)，覆蓋整個(gè)測區(qū)。 按《 GPS規(guī)范》要求， E級(jí) GPS控制網(wǎng)，平均邊長為 ～ 5km。通過耗費(fèi)，耗時(shí)和施工的難易程 度等方面的綜合考慮，我們最終選擇 GPS控制網(wǎng)，而不選擇三角網(wǎng)或?qū)Ь€網(wǎng)。 E 級(jí) GPS 控制網(wǎng)布網(wǎng)方案 網(wǎng)形設(shè)計(jì) 選用普通三角網(wǎng)或?qū)Ь€網(wǎng)，會(huì)增加測量的費(fèi)用，同時(shí)還需要更長的作業(yè)時(shí)間，而且整個(gè)城區(qū)內(nèi)建筑群較多，難以通視。要按照《全球定位系統(tǒng)城市測量技術(shù)規(guī)程》第 9條的要求進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理。原始記錄的數(shù)據(jù)應(yīng)該字跡清楚 、 整淮海工學(xué)院二〇一六屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 5 頁 共 37 頁 齊，不能出現(xiàn)涂改現(xiàn)象。 表 52 GPS 閉合環(huán)或附合路線邊數(shù)的規(guī)定 表 53 GPS 各等級(jí)觀測作業(yè)的基本要求 （ 4） 進(jìn)行點(diǎn)觀測時(shí)應(yīng)該對(duì)儀器高進(jìn)行兩次量取，然后記錄在觀測手簿中 ，兩次測量儀器讀數(shù)之差小于等于 3mm，結(jié)果是兩次測量結(jié)果的平均值。 （ 3） GPS 作業(yè)時(shí)采用靜態(tài)模式觀測： 表 51 GPS 網(wǎng)的主要技術(shù)要求 注：當(dāng)邊長小于 200 米時(shí)，邊長中誤差應(yīng)小于 20mm。一級(jí)點(diǎn)最弱點(diǎn)相對(duì)于起算點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差小于等于177。一級(jí)點(diǎn)也可以用測距導(dǎo)線施測。25′。此時(shí) ym =,代入公式(53)得