PAGExxx局xx分公司工程管理部GPS控制測量作業指導書編制：審核：批準：批準日期：2011年09月發布日期：2011年09月xxx局集團有限公司xx分公司目錄TOC\o"1-2"\h\z\uHYPERLINK\l"_Toc302738763"一、前言1HYPERLINK\l"_Toc302738764"二、GPS控制測量概述1HYPERLINK\l"_Toc302738765"三、GPS控制測量技術設計的內容和步驟3HYPERLINK\l"_Toc302738766"（一）、收集和分析測區經濟地理等情況以及已有的測繪成果成圖資料3HYPERLINK\l"_Toc302738767"（二）、確定所采用的坐標系及起算數據3HYPERLINK\l"_Toc302738768"（三）、控制網的網形設計3HYPERLINK\l"_Toc302738769"（四）、部分GPS點的水準聯測方案的制定4HYPERLINK\l"_Toc302738770"（五）、技術設計書大致包括以下內容：5HYPERLINK\l"_Toc302738771"四、GPS控制網布設5HYPERLINK\l"_Toc302738772"（一）、野外選點5HYPERLINK\l"_Toc302738773"（二）、埋石5HYPERLINK\l"_Toc302738774"（三）、布設特點6HYPERLINK\l"_Toc302738775"（四）、布網原則7HYPERLINK\l"_Toc302738776"（五）、提高GPS網可靠性的方法7HYPERLINK\l"_Toc302738777"（六）、提高GPS網精度的方法8HYPERLINK\l"_Toc302738778"（七）、布設GPS網時起算點的選取與分布8HYPERLINK\l"_Toc302738779"（八）、布設GPS網時起算邊長的選取與分布8HYPERLINK\l"_Toc302738780"（九）、布設GPS網時起算方位的選取與分布9HYPERLINK\l"_Toc302738781"五、GPS控制網布設方案9HYPERLINK\l"_Toc302738782"（一）、同步網（環）9HYPERLINK\l"_Toc302738783"（二）、異步網（環）9HYPERLINK\l"_Toc302738784"六、GPS基線解算11HYPERLINK\l"_Toc302738785"（一）、GPS基線結算的觀測值11HYPERLINK\l"_Toc302738786"（二）、基線解算（平差）11HYPERLINK\l"_Toc302738787"（三）、基線解算階段的質量控制指標12HYPERLINK\l"_Toc302738788"（四）、影響GPS基線解算結果的幾個因素13HYPERLINK\l"_Toc302738789"（五）、影響GPS基線結算結果因素的應對措施13HYPERLINK\l"_Toc302738790"（六）、基線精化處理的有力工具-殘差圖14HYPERLINK\l"_Toc302738791"（七）、GPS基線的解算的過程15HYPERLINK\l"_Toc302738792"七、GPS基線向量網平差15HYPERLINK\l"_Toc302738793"（一）、GPS網平差的分類15HYPERLINK\l"_Toc302738794"（二）、GPS網平差的過程16HYPERLINK\l"_Toc302738795"八、GPS控制測量技術總結17HYPERLINK\l"_Toc302738796"（一）、技術總結的作用17HYPERLINK\l"_Toc302738797"（二）、技術總結的內容17PAGE26一、前言測量工作必須遵循“有整體到局部，先控制后碎部，從高級到低級”的原則。先建立控制網，然后根據控制網進行碎部測量?？刂凭W又分為平面控制網和高程控制網。測定點的平面位置的工作，稱為平面控制測量，測定點的高程工作，稱為高程控制測量。目前，數字化成圖的外業控制測量一般分為GPS首級控制測量和全站儀導線測量及水準測量。二、GPS控制測量概述GPS控制測量，按其工作性質可分為外業和內業兩大部分，外業工作主要包括：選點、建立測站標志、埋石、野外觀測作業以及成果質量檢核等；內業工作主要包括：技術設計、測后數據處理以及技術總結等。按照GPS測量實施的工作程序，大體分為幾個階段：GPS控制網的優化設計，選點與埋石，外業觀測，成果檢核，數據處理，編制報告。GPS測量是一項技術復雜、要求嚴格的工作，實施的原則是，在滿足用戶對測量精度和可靠性等要求的情況下，盡可能地減少經費、時間和人力的消耗。因此，對其各階段的工作，都要精心設計、組織和實施。為了滿足實際的要求，GPS測量作業應遵守統一的規范和細則。GPS控制測量與GPS定位技術的發展水平密切相關，GPS接收機硬件與軟件的不斷改善，將直接影響測量工作的實施方法、觀測時間、作業要求和成果的處理方法?！度蚨ㄎ幌到y（GPS）測量規范》將GPS控制網依其精度劃分為A、B、C、D、E等不同級別，表1列出了它們的精度和標準。本章主要討論其中的C、D和E級網的布設和觀測。表1GPS網的精度標準級別項目ABCDE固定誤差/mmm≤5≤8≤10≤10≤10比例誤差系數≤0.1≤1≤5≤10≤20相鄰點最小距離離/km10015521相鄰點最大距離離/km1000250401510相鄰點平均距離離/km3007015~1010~55~2表2GPS各等級網的基本技術要求等級ABCDE平均距離（kmm）3007010~155~100.2~5a(mm)≤5≤8≤10≤10≤10b(1×10--6)≤0.1≤1≤5≤10≤20接收機類型雙頻/全波長雙頻雙頻或單頻雙頻或單頻雙頻或單頻標稱精度≤（10mm+2××10-66×d）≤（10mm+5××10-66×d）≤（10mm+5××10-66×d）≤（10mm+5××10-66×d）≤（10mm+5××10-66×d）觀測量至少有L1、L2載波相位L1、L2載波相位L1、L2載波相位L1、L2載波相位L1、L2載波相位同步觀測接收機數≥5≥4≥4≥3≥2最簡獨立環和附附和路線的的邊數≤5≤6≤6≤8≤10衛星截至高度角角（°）≥10≥15≥15≥15≥15有效觀測衛星總總數≥20≥9≥6≥4≥4觀測時段數≥6≥4≥2≥1.6≥1.6時段長度min（靜態）≥540≥240≥60≥45≥40時間采樣間隔ss（靜態）303010~3010~3010~30時段內任一衛星星有效觀測測時間min(靜態)≥15≥15≥15≥15≥15三、GPS控制測量技術設計的內容和步驟（一）、收集和分析測區經濟地理等情況以及已有的測繪成果成圖資料通過對已有控制網測設數據及成果資料的了解和分析，可獲知控制網的質量情況，所設置的坐標系和高程、中央子午線位置以及起始點坐標、起始方位角等基本數據。以決定是新建還是改建、擴建控制網時的參考。踏勘已有控制點標石的完好情況以便加以利用。測區的氣象、地址、交通等情況對于選點、埋石及制定觀測計劃也很重要，1：1萬國家基本圖及大比例尺地形圖對于圖上設計、實地選點、野外作業時必不可少的資料。（二）、確定所采用的坐標系及起算數據如果已有控制網所采用的坐標系基本合理，則盡量采用原有的坐標系，即三類要素要取得一致。在GPS網平差轉換時予以保證，宜選取已有網的起始點位GPS網平差時的位置基準，利用已有網的起始方位角作為GPS網的方位基準。至于GPS網的尺度基準本已隱含在基線向量觀測值中，但也可以有已知點間的平面邊長來確定（若兩類控制網的平面邊長之間尺度差小于1/10~1/20萬時）。（三）、控制網的網形設計控制點的位置及網形可在1：1~5萬比例尺的國家基本圖上進行設計。以往對三角網和測邊網作圖上設計是十分繁瑣的，既要保證相鄰點間互為通視，又要考慮圖形結構良好，對每個三角形的內角大小均有限制，除了搶占制高點外，有時還須借助于建立高標。對于觀測方向較多的中點多邊形的中點位置更是難以確定。當然，對于面積較小、邊長較短的精密邊角控制網，相對說來解決通視問題就容易些。GPS網點并不以點間通視為必要條件，點位的選定有很大的靈活性，可以先按需要選定點位，再來組織網形，為便于觀測和使用，GPS點選在交通方便容易到達的地方，盡量避免在山頂和河邊設點。圖上設計的僅是概略的點位，在實地選點時可在圖上初選點的附近選定合適的點位，以滿足GPS測量對點位的要求。擬作為GPS網的位置基準及方位基準的已有控制網的起始點及起始方位角的兩端點必須選作GPS點，設計的點位中應盡可能多地包括一些符合條件的已有控制網點（城市或工程控制網點及國家網點）。這樣不僅可以充分利用已有的標石，更可獲知GPS網與原有控制網在同名點上的坐標差異，并可籍以進行坐標系之間的轉換。與此同時，在選點過程中應按所需的密度來進行布點。如確定分兩級布網，須先做首級網網形設計，首級網點應布滿整個測區，但可疏密有致。然后再做同期施測的次級網點的網形設計。將各GPS點依次相聯組成幾何圖形就能獲得GPS網形。對于GPS控制網宜采用有多個多邊形閉合環組成，且相鄰閉合環之間依邊連接的圖形。在此，每條邊代表兩臺GPS接收機在該邊兩端點上同步連測所得的一個獨立基線向量。如果在一個測段內，同步連測的接收機多于兩臺（設為m臺，m＞2），則只能獲得m-1個獨立基線向量。也就是說，在設計得GPS網中所包含的任一觀測時段中的獨立基線向量只能使m-1個，多了則參入了不應有的觀測值，少了則錯失了有用的觀測值。為此，在安排觀測綱要時，應根據設計好的網形，決定每測段中基線向量的取舍。以確定GPS網確實是由獨立基線向量所組成的。多邊形中邊數的多寡直接關系到網的精度、可靠性以及野外GPS觀測的工作量。高精度控制網宜采用有三邊形組成的網形，為增加多于觀測值，甚至還需加測對角線。對于大城市首級控制網，每個獨立閉合環的邊數可限制在4~5個，對于一般的GPS控制網邊數也不宜超過6個。因為隨著閉合差邊數的增加，閉合差的限差隨之而增大，利用閉合差來檢驗發現基線向量觀測值中可能存在的粗差的能力就會降低。除了會降低可靠性以外，還由于多于觀測值的減少而影響網的精度。在兩個已有的GPS控制點之間可直接布設類似于附和導線那樣的連線的GPS基線邊，而以兩已知點的基線邊為閉合邊，邊數也不得超過6條。即使在形狀狹長的線路GPS控制網中，每兩個相鄰異步環之間最好還是采用邊連式（兩環之間有兩個公共點），而不宜采用點連式（兩環之間一個公共點）。因為有公共邊毗連的多個閉合環的網形較之僅有一個公共點連接的網形具有更高的圖形強度，并且在不增加野外工作量的條件下，卻能獲得相同的多余觀測數。由于GPS觀測作業方式和GPS基線向量的選擇具有較大的靈活性，有的施測單位在技術設計中注意布點，并不統一連點成網，作業中則采用某種推進方式施測，觀測后再選擇非同步的GPS基線向量，以至構成網形不佳，往往出現點連式的若干閉合環。有的甚至不做選擇的保留同步GPS基線向量。有時難以發現粗差，也難以給出準確的精度評定。（四）、部分GPS點的水準聯測方案的制定GPS定位測量不僅能得出GPS點的平面位置，還能得出大地高。但是大地高是以所取的橢球面上的法線為依據的，并非是工程上所需要的水準高程（正常高）。為此需對部分GPS點進行水準測定其正常高，從而獲得在這些點上的高程異常，以便能用曲面擬合法來推估其余GPS點的正常高。在GPS網圖上先選取密度適當、分布較均勻，包圍整個測區的若干個GPS點，再來考慮水準聯測方案。當然最好是將這些GPS點全部聯結成三、四等水準網并附和到若干國家水準點上，不過這樣做工作量很大，也可利用就近的已知水準點分別予以測定，但應采用符合水準線路并同時利用兩個水準點的已知高程，以免單個水準點高程有可能不可靠。在局部困難地區，對少數難以與其它點連測得GPS點也可以只測定這些點之間的高差。（五）、技術設計書大致包括以下內容：任務來源、任務要求、作業依據；測區概況；已有測量成果成圖資料情況及對其的分析；所利用的水準點、水準聯測路線等；采用的坐標系及起始數據；布網的方案的說明及論證；選點和埋石；觀測精度標準（接收機標稱精度、一測段的觀測時間、定位方式、邊長規格等）；內、外業采用的儀器設備、人工及計算軟件；平差計算方案、預期精度；經費預算；各種設計圖表。四、GPS控制網布設（一）、野外選點選點工作開始之前應搜集測區有關資料，如地形圖、行政區劃圖和已有的測繪成果；了解和研究測區情況，如交通、通訊、供電、氣象以及原有的控制點情況。一般來說，在圖上設計得GPS點位與實地的點位可以不完全一致，即使偏離數百米，對網的精度和可靠性也不會產生任何影響。GPS點的選定不以相鄰點間的通視為先決條件，但應當保證能順利接收到不受干擾的衛星信號。具體而言應符合下述要求：①周圍便于安置接收設備和操作，視野開闊、視場內障礙物的高度角應小于15°；②點位應選在地基穩固、交通方便的地方，便于保存且利于其他測量手段聯測和擴展；③盡量避開大面積水域，以減弱多路經誤差的影響；④遠離大功率無線電發射源（如電視臺、微波站等），遠離高壓輸電線和通訊線以避免周圍磁場對GPS衛星信號的干擾。為使點位長期保存和使用，不致移位和變形，應選在土質堅硬、地質情況良好之處，在城市建筑區，常因平地上的點位難以確保其長期性而選在樓頂，此時應選擇已有一定的建筑年代、不再會有沉降的較堅固的建筑物的樓頂，標石的埋設應與混凝土梁柱固連。如作為GPS形變監測網的基準點，則必須將點位埋在穩固、完整的基巖上。如果再GPS點上與其它GPS點（不一定是相鄰點）中的1~2個點通視，則有利于用常規技術加密低級網點。但對于間距較大的首級GPS網點，而且加密次級網仍采用GPS技術時，則就不必強求須有1~2個通視方向。點位選定后應繪制點之記，包括點名、點號、點位及點位略圖、交通情況等，作為檔案等級也便于今后對控制點位的尋找和使用。高精度GPS控制網以及形變監測網宜建造帶有強制歸心裝置的觀測墩，不僅能減少對中及天線高量測誤差，同時也避免因觀測時間較長，三腳架受風吹、日曬、人員走動就不甚穩定而產生的影響。（二）、埋石點位選選定后，按按《規范》規規定的規格格埋設標石石，并進行行標記，繪繪制控制點點點之記。（三）、布設特特點GPSS衛星定位位技術布設設控制網，不僅對點位圖形結構沒有太多限制，對點位之間的通視條件也沒有嚴格要求。點位無需選在制高點，也無須建造覘標。這為GPS網的布設帶來了極大的便利。GPS控制網的主要特點如下：1、GGPS接收機采采集的是接接收天線至至衛星的距距離和衛星星星歷等數數據，要求求向上通視視不強求點點間通視。2、GGPS控制制網淡化了了“分級布網網、逐級控控制”的布網原原則。在城城鎮及礦區區范圍布設設GPS控制網，分分為C級、D級、E級，不同同等級網有有不同的精精度要求。以往用用常規技術術測設控制制網時，遵遵循的是分分級布網、逐逐級控制的的原則，例例如城市三三角網分為為二、三、四四等，平均均邊長由長長到短依次次為9km、5km、2km，測角中中誤差依次次為±1＂、±1.88＂及±2..5＂。各個等等級的三角角網的精度度指標以最最弱邊邊長長相對中誤誤差來衡量量，依次為為1/12萬、1/8萬、1/4..5萬及1/2萬，四等等一下還需需布設一級級、二級小小三角或一一級、二級級導線。三三邊網的邊邊長規格相相同，只是是規定了測測距精度。采采用GPS技術布設設控制網，顯顯然不必分分成那么多多的等級，對對于較小的的城市和工工程控制網網，可以采采用全面布布設。采用用長短邊相相結合的分分級布網，既能從城市建設和地籍測量的實際要求出發，提高其“鄰近精度度”，保證所需的密度；又能以長邊為控制來限制誤差的累積，提高整網的精度。對于較大的控制網，分級布網更有其必要性，先以點數較少的首級GPS控制網覆蓋整個測區，然后就能根據經濟建設的需要分期、分區地逐步加密局部的次級網。在首級網中已顧及了遠期發展的需要，加密網則隨用隨測。從而大大降低建網初期的費用，是經費投入更加合理、富有成效。3、GGPS控制網對對點的位置置和圖形結結構沒有過過多的要求求，正因為為GPS網中各點點的位置直直接測定，并并不是以圖圖形逐點推推算，所以以點位結構構、圖形形形狀均與點點的位置精精度關系不不大。4、控控制點的位位置是彼此此獨立直接接測定的，因因此，有關關誤差的傳傳播和積累累關系發生生了變化，最最弱邊、最最弱點的概概念已不重重要。就城城市控制網網而言，通通常要求四四等網中最最弱相鄰點點的點位中中無差不得得超過5CM，相鄰兩兩點的點位位中誤差通通常是利用用坐標差的的微積分按按協方差傳傳播律來求求出的。為為了合理的的評定相對對點位精度度，除了設設定一端點點不含有誤誤差外，還還應選定該該點上某個個方向的方方位角不含含誤差，在在此前提下下來計算和和評定相對對點位精度度。于是兩兩點間的相相對點位精精度也隨著著所選取的的參考方位位不同而不不同。這樣樣做更切合合實際。5ccm的相對對點位誤差差對于邊長長為2km的四等等邊而言相相當于1/4萬的邊長長相對精度度，而現行行規范中規規定的四等等三角邊最最弱邊相對對中誤差須須小于1/4..5萬的要求求，相對于于邊長中誤誤差為4..4cm。若若去另一個個參考方位位，則待評評定點的相相對點位中中誤差的方方向與邊長長方向一般般并不一致致，若設縱縱橫向方向向上的中誤誤差數值相相等，于是是5cm的點點位中誤差差所相應的的邊長中誤誤差為3..5cm,,相當于最最弱邊邊長長相對精度度應為1/5..7萬。對于城城市控制網網所提出的的這樣的精精度要求，即即使用單頻頻GPS接收機按按照快速靜靜態定位的的方法也是是比較容易易達到的。因因基線向量量觀測值得得精度至少少可達10mmm+2×110-6D，對于四等等網，邊長長相對精度度可達1/14萬，對于于三等邊及及二等邊則則分別為1/25萬及1/32萬。當起起始數據誤誤差較小時時（例如已已采用GPS技術作收收集控制網網）觀測值值經過平差差后精度還還會有所增增益。由此此可見GPS城市控制制網的技術術設計不應應當僅僅滿滿足于現行行規范的精精度要求，而而應當在精精度上留有有一定得的的存儲量，尤尤其是對邊邊長較大的的GPS網首級網網點，盡量量在一個測測段內觀測測較長的時時間，使首首級網與次次級網精度度上有一定定的匹配，若若是首級網網獲得超常常的高精度度，則在加加密網中起起始數據的的誤差影響響就小的忽忽略不計。（四）、布網原原則1、選選擇已有控控制點資料料，新布設設的GPS網應盡量量與原有的的平面控制制網相連接接。GPSS所測得的的三維坐標標，屬于WGS--84世界大地地坐標系。為為了將它們們轉換成國國家或地方方坐標系。至至少應該聯聯測兩個已已有的控制制點。其中中一個點作作為GPS網在原有有坐標系內內的定位起起算點，兩兩個點之間間方位和距距離作為GPS網在原有有網之間的的轉換參數數，聯測點點最好多于于兩個，且且要求聯測測點分布均均勻、具有有較高的點點位精度。2、利利用已有水水準點聯測測GPS點的高程程，GPS網所確定定的三維坐坐標中，高高程屬于大大地高，為為轉化為實實際應用的的正常高系系統，應在在GPS網中施測測或重合少少量幾何水水準點，應應用數值擬擬合法（多多項式曲面面擬合或多多面函數擬擬合）擬合合出測區的的擬大地水水準面，內內查出其他他GPS點的高程程異常并確確定出其正正常高高程程。3、網網點，GPS網內內各點雖不不要求通視視，但應有有利于常規規測量方法法進行加密密控制時應應用。4、網網形，GPS網應通過過一個或若若干同步觀觀測環構成成閉合圖形形，以增加加檢和條件件，提高網網的可靠性性。（五）、提高GGPS網可靠性性的方法1、增增加觀測期期數（增加加獨立基線線數）在布設設GPS網時，適適當增加觀觀測期數（時時段數）對對于提高GPS網的可靠靠性非常有有效，因為為，隨著觀觀測期數的的增加，所所測的獨立立基線數就就會增加，而而獨立基線線數的增加加，對網的的可靠性的的提高是非非常有益的的。2、保保證一定的的重復設站站次數保證一一定的重復復設站次數數，可確保保GPS網的可靠靠性。一方方面，通過過在同一測測站上的多多次觀測，可可有效地發發現設站、對對中、整平平、量測天天線高等人人為錯誤；；另一方面面，重復設設站次數的的增加，也也意味著觀觀測期數的的增加。不不過，需要要注意的事事，當同一一臺接收機機在同一測測站上連續續進行多個個測段的觀觀測時，各各個時段間間必須重新新安置儀器器，以更好好地消除各各種人為操操作誤差和和錯誤。3、保保證每個測測站至少與與三條以上上的獨立基基線相連，這這樣可以使使得測站具具有較高的的可靠性。在在布設GPS網時，各各個點的可可靠性于點點為無直接接關系，而而與該點上上所聯測的的基線數有有關，點上上所連接的的基線數越越多，點的的可靠性則則越高。4、在在布網時要要使網中所所有最小異異步環的邊邊數不大于于6條。在布設設GPS網時，檢檢查GPS觀測值（基基線向量）質質量的最佳佳方法是異異步環閉合合差，而隨隨著組成異異步環的基基線向量數數的增加，其其檢驗質量量的能力將將逐步下降降。（六）、提高GGPS網精度的的方法1、為為保證GPS網中個相相鄰點具有有較高的相相對精度，對對網中距離離較近的點點一定要進進行同步觀觀測，已獲獲得它們間間的直接觀觀測基線。2、為為提高整個個GPS網的精度度，可以在在全面網之之上布設框框架網，以以框架網作作為整個GPS網的骨架架。3、在在布網時要要使網中所所有最小異異步環的邊邊數不大于于6條。4、在在布設GPS網時，引引入高精度度激光測距距邊，作為為觀測值與與GPS觀測值（基基線向量）一一同進行聯聯合平差，或或將它們作作為起算邊邊長。5、若若要采用高高程擬合的的方法，測測定網中各各點的正常常高/正高，則則須在布網網時，選定定一定數量量水準點，水準點的數量應盡可能的多，且應在網中均勻分布，還要保證有部分點分布在網中的四周，將整個網包含在其中。6、為為提高GPS網的尺度度精度，可可采用如下下方法：增增設長時間間、多時段段的基線向向量。（七）、布設GGPS網時起算算點的選取取與分布若要求求所布設的的GPS網的成果果完全與舊舊成果吻合合最好，則則起算點數數量越多越越好，若不不要求所布布設的GPS網的成果果完全與舊舊成果吻合合，則一般般可選3-5個起算點點，這樣既既可以保證證新老坐標標成果得一一致性，也也可以保證證GPS網的原有有精度。為保證證整網的點點位精度均均勻，起算算點一般應應均勻地分分布在GPS網的周圍圍。要避免免所有的起起算點分布布在網中一一側的情況況。（八）、布設GGPS網時起算算邊長的選選取與分布布在布設設GPS網時，可可以采用高高精度激光光測距邊作作為起算邊邊長，激光光測距邊的的數量可在在3-5條左右，他他們可設置置在GPS網中的任任意位置，但但激光測距距邊兩端點點的高差不不應過分懸懸殊。（九）、布設GGPS網時起算算方位的選選取與分布布在布設設GPS網時，可可以引入起起算方位，但但起算方位位不宜太多多，起算方方位可布設在GPS網中的任任意位置。五、GPS控制制網布設方方案GPSS控制測量量全部采用用相對定位位方法，所所以必須使使用２臺獲獲３臺以上上接收機進進行同步觀觀測。同步步觀測的兩兩點間構成同步步觀測邊，又又稱基線，ＧＧＰＳ控制制網的幾何何圖形就是是由基線相相連接構成成的整體圖圖形。（一）、同步網網（環）同步網（環環）就是由由同步觀測測邊所構成成的幾何圖圖形，它取取決于同步步觀測的接接收機數量量。在圖２２－１中，圖圖（ａ）、圖圖（ｂ）、圖圖（ｃ）和和圖（ｄ）分分別是有２２臺、３臺臺、４臺接接收機進行行同步觀測測室的幾何何圖形。均均稱同步網網。圖中同步觀觀測點的數數目為ｎ，則網中同步邊（基線）的總數為：Ｓ＝ｎ（ｎｎ－１）在Ｓ條基線線中，只有有（ｎ－１１）條獨立立基線，其其余基線為為非獨立基基線。當ｎｎ≥３時，多多條基線可可以圍成多多變形閉合合環，稱為為同步環，其其個數為：：ｋ＝ｓ－（ｎｎ－１）＝＝ｎ（ｎ－－１）（ｎｎ－２）利用同步環環所產生的的坐標閉合合差，可以以評判同步步網的觀測測質量。（二）、異步網網（環）ＧＰＳ控制制點的數目目多于同步步觀測的接接收機臺數數時，就必必須在不同同時段觀測測多個同步步網。由多多個同步網網相互聯結結的ＧＰＳＳ網。稱異異步網。在測站上，自自開始接收收衛星信號號進行觀測測至結束觀觀測，連續續工作所連連續的時間間稱為觀測測時段。同同步網在一一個觀測時時段完成觀觀測工作，異異步網則需需要多個觀觀測時段，所所以異步網網的網形結結構和觀測測時段設計計密切相關關。異步網網的測量方方案取決于于投入作業業的接收機機數量和同同步網之間間的聯接方方式，同步步網之間不不同的連接接方式決定定了異步網網不同的網網形結構，異異步網的多多余基線（非非獨立基線線）數量和和圖形結構構密切相關關。同步網網之間通過過四種連接接方式組成成異步網，即即點連式、邊連式、混連式和網連式。1、點點連式多個同同步網之間間僅有一個個點相聯接接的異步網網稱為點連連式異步網網。如圖2-2所示。圖2-2點連式異異步網圖2--2（a）中共有11個點，用2臺接收機機依次作同同步觀測，除1、5點設站3次外，其余點各設站2次，由12條同步邊構成2個異步環?；€總數為12，其中獨立基線10條，非獨立基線2條。圖2--2（b）中共有10個點，用3臺接收機機分別在5個觀測時時段做同步步觀測，同同步網間用用1、3、5、7、9各點相聯聯接，連接接點上設站站2次，其余余點只設站站1次，由5個同步環和1個異步環環，基線總總數為15，其中獨獨立基線9條，非獨獨立基線6條。圖2--2（c）中共有15個點，用4臺接收機機分別在5個時段作作同步觀測測。有5個同步環和1個異步環環。在30條基線總總數中有14條獨立基基線，16條非獨立立基線。2、邊邊連式同步網網之間有1條基線邊邊相聯接的的異步網成成為邊連式式異步網，如如圖2-3所示。圖2-3邊連連式異步網網圖2--3（a）表示用3臺接收機機分別在11個時段先先后作同步步觀測，同同步觀測之之間有1條公共基基線連接，網網中有11個同步環環、1個異步環環、11條重復基基線。圖2--3（b）表示用4臺接收機機先后在7個觀測時時段進行同同步觀測，網網中有7個同步環環、1個異步環環、7條重復基基線。3、混混連式混連式式是點連式式與邊連式式相混合的的一種連接接方式，如如圖2-4所示。圖2-4混混連式異步步網4、網網連式在圖22-3（a）的中部部空白處用用3臺接收機機增加2個觀測時時段，在圖圖2-3（b）的空白白處用4臺接收機機增加1個觀測時時段，就形形成網連式式異步網。同步網網之間的連連接方式很很多，不同同的連接方方式，工作作量大小不不同，檢核核條件也不不同，在設設計測量方方案（觀測測時段）時時，應考慮慮接收機的的數量和精精度、工作作量大小、衛衛星運行狀狀態、測區區需要、車車輛調度、遷遷站時間等等多方面因因素進行權權衡，做出出最佳選擇擇。六、GPS基線線解算（一）、GPSS基線結算算的觀測值值基線結結算一般采采用差分觀觀測值，較較為常用的的差分觀測測值為雙差差觀測值，既既由兩個測測站的原始始觀測值分分別在測站站和衛星間間求差后所所得到的觀觀測值。（二）、基線解解算（平差差）基線解解算的過程程實際上主主要是一個個平差的過過程，平差差所采用的的觀測值主主要是雙差差觀測值，在基線解算時，平差要分三個階段進行，第一階段進行初始平差，解算出整周未知數參數的和基線向量的實數解（浮動解）；在第二階段，將整周未知數固定成整數；在第三階段，將確定了的整周未知數作為已知值，僅將待定的測站坐標作為未知參數，再次進行平差解算，解求出基線向量的最終解-整數解（固定解）。（三）、基線解解算階段的的質量控制制指標1、單單位權方差差因子δο=其中：：V為觀測值值得殘差；；P為觀測值值得權；N為觀測值值得綜述。實質單單位方差因因子又成為為參考因子子。2、數數據剔除率率在基線線結算時，如如果觀測值值得改正數數大于某一一個閾值時時，則認為為該觀測值值有粗差，則則需要將其其剔除。被被剔除觀測測值的數量量與觀測值值的總數比比值，就是是所謂的數數據剔除率率。數據剔剔除率從某某一方面反反映了GPS原始觀測測值的質量量。數據剔剔除率高，說說明觀測值值的質量越越差。3、RRATLOO定義RRATLOO=RMSS次最小/RRMS最小小顯然，RATLLO≥1.0實質RATLLO反映了所所謂確定出出的整周未未知數參數數的可靠性性，這一指指標取決于于多種因素素，即與觀觀測值的質質量有關，也也與觀測條條件的好壞壞有關。4、RRDOPttr(Q))所謂RDDOP值指的是是在基線結結算時待定定參數的協協因數陣的的積（tr（Q）的平方方根，既RDOPP=(trr(Q)))1/2RDDOP值的大小小與基線位位置和衛星星在空間中中的幾何分分布及運行行軌跡（即即觀測條件件）有關，當當基線位置置確定后，RDOP值就只與與觀測條件件有關了，而觀測條件又是時間的函數，因此，實際上對于某條基線向量來講，其RDOP值的大小與觀測時間段有關。RDOOP表明了GPS衛星的狀狀態對相對對定位的影影響，既取取決于觀測測條件的好好壞，他不不受觀測值值質量好壞壞的影響。5、RRMSRMSS即均方根根誤差（RRootMeannSquuare）,即：RMSS=其中：：V為觀測值值的殘差；；P為觀測值值的權；n為觀測值值的總數。實質RRMS表明了觀觀測值的質質量，觀測測值質量越越好，RMS越小，反反之，觀測測值質量越越差，則RMS越大，它它不受觀測測條件（觀觀測期間衛衛星分布圖圖形）的好好壞的影響響。依照數數理統計的的理念觀測測值誤差落落在1.96倍RMS的范圍內內的概率是是95%。6、同同步環閉合合差同步環環閉合差是是由同步觀觀測基線所所組成的閉閉合環的閉閉合差。特點及及作用：由由于同步觀觀測基線間間具有一定定的內在聯聯系，從而而使得同步步環閉合差差在理論上上應總是為為0的，如果果同步環閉閉合差超限限，則說明明組成同步步環的基線線中至少存存在一條基基線向量是是錯誤的，但但反過來，如如果同步環環閉合差沒沒有超限，還還不能說明明組成同步步環的所有有基線在質質量上均合合格。7、異異步環閉合合差不是完完全有同步步觀測基線線組成的閉閉合環稱為為異步環，異異步環的閉閉合差稱為為異步環閉閉合差。特點及及作用：當當異步環閉閉合差滿足足限差要求求時，則表表明組成異異步環的基基線向量的的質量是合合格的；當當異步環閉閉合差不滿滿足限差要要求時，則則表明組成成異步環的的基線向量量中至少有有一條基線線向量的質質量不合格格，要確定定出那些基基線向量的的質量不合合格，可以以通過多個個相鄰的異異步環或重重復基線來來進行。8、重重復基線較較差不同觀觀測時段，對同同一條基線線的觀測結結果，就是是所謂重復復基線。這這些觀測結結果之間的的差異，就就是重復基基線較差。BATTIO、RDOP、RMS和這幾個個質量指標標只具有某某種相對意意義，他們們數值的高高低不能絕絕對的說明明基線質量量的高低。若RMS偏大，則說明觀測值質量較差，若RMS值較大，則說明觀測條件較差。（四）、影響GGPS基線解算算結果的幾幾個因素影響基基線解算結結果的因素素主要有以以下幾條1、基線解算時所設設定的起點點坐標不準準確，會導導致基線出出現尺度和和方向上的的偏差。2、少少數衛星的的觀測時間間太短，導導致這些衛衛星的整周周未知數無無法準確確確定當衛星星的觀測時時間太短時時，會導致致與該顆衛衛星有關的的整周未知知數無法準準確確定，而而對于基線線結算來講講，對于參參與計算的的衛星，如如果與其相相關的整周周未知數沒沒有準確確確定的話，就就將影響整整個觀測時時段里，有有個別時間間段里周跳跳太多，致致使周跳修修復不完善善。3、在在觀測時段段內，多路路徑效應比比較嚴重，觀觀測值的改正數普普遍較大。4、對對流層或電電離層折射射影響較大大。（五）、影響GGPS基線線結算結果果因素的應應對措施1、基基線起點坐坐標不準確確的應對方方法要解決決基線起點點坐標不準準確的問題題，可以在在進行基線線結算時，使使用坐標準準確度較高高的點作為為基線結算算的起點，較較為準確的的起點坐標標可以通過過進行較長長時間的單單點定位或或通過與WWGS-884座標較準準確的點聯聯測得到；也可以以采用在進進行整網的的基線結算算時，所有有基線起點點的坐標均均有一個點點坐標衍生生而來，使使得基線結結果均具有有某一系統統偏差，然然后，在在在GPS網平差處處理時，引引入系統參參數的方法法加以解決決。2、衛衛星觀測時時間短的應應對方法：：若某顆衛衛星的觀測測時間太短短，則可以以刪除該衛衛星的觀測測數據，不不讓他們參參加基線結結算，這樣樣可以保證證基線解算算結果的質質量。3、周周跳太多的的應對方法法：若某顆顆衛星的觀觀測時間太太短，則可可以刪除周周跳嚴重的的時間短段段的方法，來來嘗試改善善基線解算算結果的質質量；若只只有個別衛衛星經常發發生周跳，則則可采用刪刪除經常發發生周跳，則則可采用刪刪除經常發發生周跳的的衛星的觀觀測值的方方法，來嘗嘗試改善基基線解算結結果的質量量。4、多多路經效應應嚴重：由由于多路經經效應往往往造成觀測測值殘差較較大，因此此，可以通通過縮小編編輯因子的的方法來剔剔出殘差較較大的觀測測值；另外外，也可以以采用刪除除多路經效效應嚴重的的時間段或或衛星的方方法。5、對對流層或電電離層折射射影響過大大的應對方方法：對于于對流層或或電離層折折射影響過過大的問題題，可以提提高截至高高度角，剔剔除易受對對流層或電電離層影響響的低高度度角觀測數數據。但這這種方法，具具有一定的的盲目性，因因為，高度度較低的信信號，不一一定受對流流層或電離離層的影響響就大?？煽梢苑謩e采采用模型對對對流層或或電離層延延遲進行改改正。如果觀觀測值是雙頻觀測測值，則可可以使用消消除了電離離層折射影影響的觀測測值來進行行基線解算算。（六）、基線精精化處理的的有力工具具-殘差圖在基線線解算時經經常要判斷斷影響基線線解算結果果的質量因因素，或需需要確定那那顆衛星或或那段時間間的觀測值值質量上的的問題，殘殘差圖對于于完成這些些工作非常常有用。所所謂殘差圖圖就是根據據觀測值的的殘差繪制制的一種圖圖表。上圖是是一種常見見雙差分觀測值殘殘差圖的形形式，它的的橫軸表示示觀測時間間，縱軸表表示觀測值值的殘差，又又上角的“SV122-SV115”表示此殘差差是SV112號衛星與SV15號衛星的的差分觀測測值的殘差差，正常的的殘差圖一一般為殘差差繞著零軸軸上下擺動動，振幅一一般不超過過0.1周。（七）、GPSS基線的解解算的過程程每一個個廠商所生生產的接收收機都會配配備相應的的數據處理理軟件，它它們在使用用方法都會會有各自不不同的特點點，但是，無無論是那種種軟件，它它們在使用用步驟上都都是大體相相同的。GPS基線解算算的過程是是：原是觀觀測數據的的讀入在進進行基線解解算時，首首先需要讀讀取原始的的GPS觀測值數數據。一般般說來，各各接收機廠廠商隨接收收機一起提提供的數據據處理軟件件都可以直直接處理從從接收機中中傳輸出來來的GPS觀測值數數據。而由由第三方所所開發的數數據處理軟軟件則不一一定能對各各接收機的的原始觀測測數據進行行處理，有有處理這些些數據，首首先要進行行格式轉換換。目前，最最常用的格格式是RIINEX格式，對對于按此格格式存儲的的數據，大大部分的數數據處理軟軟件都能直直接處理。1、外外業輸入數數據的檢查查與修改。在在讀入了GPS觀測測值數據后后，就需要要對觀測數數據進行必必要的檢查查，檢查項項目包括：：測站名、點號號、測站坐坐標、天線線高等。對對這些項目目進行檢查查的目的，是是為了避免免外業操作作時的誤操操作。2、設設定基線解解算的控制制參數?；€解算的的控制參數數用以確定定數據處理理軟件采用用何種處理理方法來進進行基線解解算，設定定基線解算算的控制參參數是基線線解算時的的一個非常常重要的環環節，通過過控制參數數的設定，可可以實現基基線的精化化處理。3、基基線解算?；€解算的的過程一般般是自動進進行的，無無須過多人人工干預。4、基基線質量的的檢驗；基基線解算完完畢后，基基線結果并并不能馬上上用于后續續的處理，還還必須對基基線的質量量進行檢驗驗，只有質質量合格的的基線才能能用于后續續的處理，如如果不合格格，則需要要對基線進進行重新解解算或重新新測量?；€的質量量檢驗需要要通過RATIIO、RDOP、RMS、同步環環閉合差、異異步環閉合合差和重復復基線較差差來進行。七、GPS基線向量量網平差（一）、GPSS網平差的的分類1、無無約束平差差GPSS網的無約約束平差指指的是在平平差時不引引入會造成成GPS網產產生由非觀觀測量所引引起的變形形的外部起起算數據。常常見的GPS網的無約約束平差，一一般是在平平差時沒有有起算數據據或沒有多多余的起算算數據。①評定定GPS網的內部部符合精度度，發現和和剔除GPS觀測值中中可能存在在的粗差，由由于三維無無約束平差差的結果完完全取決于于GPS網的布設設方法和GPS觀測值的的質量，因因此，三維維無約束平平差的結果果就完全反反映了GPS網本身的的質量好壞壞，如果平平差結果質質量不好，則則說明GPS網的布設或GPS觀測值的的質量有問問題；反之之，則說明明GPS網的布設設或GPS觀測值的的質量沒有有問題。②得到到GPS網中中各個點在在WGS--84系下經過過了平差處處理的三維維空間直角角坐標，在在進行GPS網的三維維無約束平平差時，如如果指定網網中某點準準確地WGS--84坐標作為為起算點，則則最后可得得到的GPS網中各個個點經過了了平差處理理得在WGS--84系下的坐坐標。③為將將來可能進進行高程擬擬合，提供供經過了平平差處理的的大地高數數據，用GPS水準替代代常規水準準測量獲取取各點的正高高或正常高高是目前GPS應用中一一個較新的的領域，現現在一般采采用的是利利用公共點點進行高程程擬合的方方法。