衛星定位測量的基本概念2011年9月20日衛星定位測量的幾個基本概念平面控制網的建立，可采用衛星定位測量、導線測量、三角形網測量等方法。

衛星定位測量技術以其精度高、速度快、全天候、操作簡便而著稱，已被廣泛應用于測繪領域，故本規范將衛星定位測量技術列為平面控制網建立的首選方法。鑒于GPS特指美國的衛星定位系統；俄羅斯的GLONASS衛星定位系統也于1996年1月18日正式起用；歐盟委員會2002年3月26日最終通過啟動GALILEO研制發射計劃；我國也建立了北斗衛星導航定位系統。導航衛星定位系統領域將出現多元化或多極化的格局。故，本規范初步引入衛星定位測量概念，代替單一的GPS測量。關于GPS測量部分依然稱之為GPS測量。根據工程測量部門現時的情況和發展趨勢，首級網大多采用衛星定位測量控制網，加密網較多采用導線或導線網形式。三角形網用于建立大面積控制或控制網加密已較少使用。所以按衛星定位測量、導線測量和三角形網測量的順序編寫。

衛星定位測量的幾個基本概念1、什么是衛星定位測量？

利用兩臺或兩臺以上接收機同時接收多顆定位衛星信號，確定地面點相對位置的方法。<解釋>衛星定位測量的概念，主要是面向多元化的全球空間衛星定位系統而提出的，如美國的GPS、俄羅斯的GLONASS和歐洲的GALILEO等衛星導航定位系統。其不僅僅局限于美國的GPS。工程測量主要采用載波相位觀測值進行相對定位。目前有多部國家和行業標準也都采用了我們所倡導的這一概念！

衛星定位測量的幾個基本概念2、什么是衛星定位測量控制網？利用衛星定位測量技術建立的測量控制網。

<解釋>衛星定位測量控制網，是對應用空間衛星定位技術建立的工程控制網的統稱。衛星定位測量的幾個基本概念3、衛星定位測量控制網的精度要求如何制定？衛星定位測量控制網主要技術要求的確定，是從工程測量對相應等級的大型工程控制網的基本技術要求出發，并以三角形網的基本指標為依據制定的，也是為了使衛星定位測量的應用具有良好的可操作性而提出的。

衛星定位測量的幾個基本概念4、什么是基線精度計算的計算公式？相鄰點的基線長度中誤差公式中的固定誤差和比例誤差系數，與接收機廠家給出的精度公式（A＋B×D）中的、含義相似。廠家給出的公式和規范（3.2.2）式是兩種類型的精度計算公式，應用上各有其特點。基線長度中誤差公式主要應用于控制網的設計和外業觀測數據的檢核。衛星定位測量的幾個基本概念5、如何對外業觀測精度進行評定？衛星定位測量控制網外業觀測精度的評定，應按異步環的實際閉合差進行統計計算。這里采用全中誤差的計算方法，來衡量控制網的實際觀測精度，網的全中誤差不應超過基線長度中誤差的理論值。衛星定位測量的幾個基本概念6、什么是衛星定位測量控制網設計？衛星定位測量控制網的設計是一個綜合設計的過程，首先應明確工程項目對控制網的基本精度要求，然后才能確定控制網或首級控制網的基本精度等級。最終精度等級的確立還應考慮測區現有測繪資料的精度情況、計劃投入的接收機的類型、標稱精度和數量、定位衛星的健康狀況和所能接收的衛星數量，同時還應兼顧測區的道路交通狀況和避開強烈的衛星信號干擾源等；衛星定位測量的幾個基本概念7、為什么要聯測2個以上高等級國家平面控制點？由于衛星定位測量所獲得的是空間基線向量或三維坐標向量，屬于其相應的空間坐標系（如GPSWGS—84坐標系），故，應將其轉換至國家坐標系或地方獨立坐標系方能使用。為了實現這種轉換，便要求聯測若干個舊有控制點以求得坐標轉換參數。故，規定聯測2個以上高等級國家平面控制點或地方坐標系的高等級控制點；衛星定位測量的幾個基本概念8、為什么要求對長邊要構成大地四邊形？對控制網內的長邊，宜構成大地四邊形或中點多邊形的規定，主要是為了保證控制網進行約束平差后坐標精度的均勻性，也是為了減少尺度比誤差的影響。

衛星定位測量的幾個基本概念9、什么是可靠性？有多余觀測的控制網才有可靠性所言；可靠性的定義就是多余觀測數與所有獨立觀測數的比值；工程控制網通常規定該比值不小于1/3。衛星定位測量的幾個基本概念10、為什么各等級網中構成閉合環或附合路線的邊數不宜多于6條？規范課題組對m×n環組成的連續網形進行了研究，結果發現：三條邊的網型、四條邊的網型、五條邊的網型、六條邊無限大的網型都能達到要求。八條、十條邊的網型規模不管多大均無法滿足網的平均可靠性指標為1/3的要求。故，規定衛星定位測量控制網中構成閉合環或附合路線的邊數以6條為限值。簡言之，如果異步環中獨立基線數太多，將導致這一局部的相關觀測基線可靠性降低。

衛星定位測量的幾個基本概念11、為什么要求控制網要由獨立觀測邊構成閉合環或附合路線？由于衛星定位測量過程中，要受到各種外界因素的影響，有可能產生粗差和各種隨機誤差。這種誤差對同步觀測的影響可能是一致的系統性的，同步環檢驗無法發現，因此，要求由非同步獨立觀測邊構成閉合環或附合路線，就是為了對觀測成果進行質量檢查，以保證成果可靠并恰當評定精度；

衛星定位測量的幾個基本概念12、為什么GPS控制網的工作量與接收機臺數不相關？在一些規范和專業教科書中，各有觀測時段數、施測時段數、重復設站數、平均重復設站數、重復測量的最少基線數、重復測量的基線占獨立確定的基線總數的百分數等不同概念和技術指標的規定，且在觀測基線數的計算中均涉及到GPS網點數、接收機臺數、平均重復設站數、平均可靠性指標等四項因素；工程應用上也顯得比較繁瑣、條理不清。規范組研究認為：GPS控制網的工作量與接收機臺數不相關。推論見規范說明。衛星定位測量的幾個基本概念13、為什么規定全網獨立觀測基線總數不宜少于必要觀測基線數的1.5倍？規范組研究成果，基于工程控制網通常取1/3為網的可靠性指標進行公式推導得出的。詳見規范說明。故，規定全網獨立觀測基線總數，不宜少于必要觀測基線數的1.5倍。必要觀測基線數為網點數減1。作業時，應準確把握以保證控制網的可靠性。

衛星定位測量的幾個基本概念14、為什么控制網布設時，每個點至少應與一個以上的相鄰點通視？衛星定位測量控制網的點位之間原則上不要求通視，但考慮到在使用其他測量儀器對控制網進行加密或擴展時的需要，故提出控制網布設時，每個點至少應與一個以上的相鄰點通視；衛星定位測量的幾個基本概念15、為什么要有衛星高度角的限制？衛星高度角的限制主要是為了減弱對流層對定位精度的影響，由于隨著衛星高度的降低，對流層影響愈顯著，測量誤差隨之增大。因此，衛星高度角一般都規定大于15°；

衛星定位測量的幾個基本概念16、為什么測站要求避開周圍的電磁波干擾源？

定位衛星信號本身是很微弱的，為了保證接收機能夠正常工作及觀測成果的可靠性，故應注意避開周圍的電磁波干擾源。衛星定位測量的幾個基本概念17、什么是多路徑效應？如果接收機同時接收來自衛星的直接信號和很強的反射信號，這樣會造成解算結果不可靠或出現錯誤，這種影響稱為多路徑效應。為了減少觀測過程中的多路徑效應，故提出控制點位要遠離強烈反射衛星接收信號的物體。

衛星定位測量的幾個基本概念18、什么是符合要求的舊有控制點？符合要求的舊有控制點就是指滿足衛星定位測量的外部環境條件、滿足網形和點位要求的舊有控制點。

衛星定位測量的幾個基本概念19、為什么要采用相對定位模式GPS定位有絕對定位和相對定位兩種形式，本規范所指的定位方式為相對定位；依據測距的原理，GPS定位可劃分為偽距法定位、載波相位測量定位和GPS差分定位等。規范的GPS定位特指載波相位測量定位，測地型接收機目前主要采用載波相位觀測值等進行相對定位。手持機采用的是偽距法定位模式。衛星定位測量的幾個基本概念20、什么是雙頻接收機和單頻接收機？GPS定位衛星使用兩種或兩種以上不同頻率的載波，即載波、載波等；只能接收載波的接收機稱為單頻接收機，能同時接收載波和載波的接收機稱為雙頻接收機。利用雙頻技術可以建立較為嚴密的電離層修正模型，通過改正計算，可以消除或減弱電離層折射對觀測量的影響，從而獲得很高的精度，這便是后者的優點。對于前者，雖然可以利用導航電文所提供的參數，對觀測量進行電離層影響修正，但由于修正模型尚不完善，故精度較差。對一般的工程控制網，單頻接收機便能滿足精度要求。試驗證明，當基線邊超過8km時，雙頻接收機的精度尤為顯著。故，規定二等網采用雙頻接收機。衛星定位測量的幾個基本概念21、什么是GPS衛星有兩種星歷？通常我們所直接接收到的星歷便是衛星廣播星歷，它是一種外推星歷或者說預估星歷。雖然在GPS衛星廣播星歷中給出了衛星鐘差的預報值，但誤差較大。可見衛星廣播星歷的精度相對不高，但通常可滿足工程測量的需要。對于有特殊精度要求的工程控制網，例如高精度變形監測網，需采用精密星歷處理觀測數據，才能獲得更高的基線測量精度。

衛星定位測量的幾個基本概念22、為什么工程控制網的建立，可采用靜態和快速靜態兩種GPS作業模式？根據工程控制網的應用特點，規定了建立四等以上工程控制網時，需采用靜態定位。為了快速求解整周未知數，要求每次至少觀測5顆衛星。由于快速靜態定位對直接觀測基線不構成閉合圖形，可靠性較差。所以，規定僅在一、二級采用。

衛星定位測量的幾個基本概念23、為什么有觀測時段的長度和數據采樣間隔的限制？觀測時段的長度和數據采樣間隔的限制，是為了獲得足夠的數據量。足夠的數據量有利于整周未知數的解算、周跳的探測與修復和觀測精度的提高；由于接收機的性能和功能在不斷的提高和完善，對接收時段長度的要求也不盡相同，故，本規范不做嚴格的規定。如二等網時段長度為：30-90min

衛星定位測量的幾個基本概念24、什么是GPS定位的精度因子？

精度因子通常包括：平面位置精度因子HDOP，高程位置精度因子VDOP，空間位置精度因子PDOP，接收機鐘差精度因子TDOP，幾何精度因子GDOP等；用戶接收機普遍采用空間位置精度因子（又稱圖形強度因子）PDOP值，來直觀地計算并顯示所觀測衛星的幾何分布狀況。其值的大小與觀測衛星在空間的幾何分布變化有關。所測衛星高度角越小，分布范圍越大，PDOP值越小。實際觀測中，為了減弱大氣折射的影響，衛星高度角不能過低。在滿足15°高度角的前提下，PDOP值越小越好。PDOP值不能滿足規范的要求時，則要求暫時中斷觀測并作好記錄。

衛星定位測量的幾個基本概念25、為什么一般工程測量作業可不觀測相關氣象數據？

由于工程控制網邊長相對較短（二等網的平均邊長也不超過10km），衛星信號在傳播中所經過的大氣狀況較為相似，即同步觀測中，經電離層折射改正后的基線向量長度的殘差小于。若采用雙頻接收機時，其殘差會更小。加之在測站上所測定的氣象數據，有一定局限性。因此，作業時可不觀測相關氣象數據。

衛星定位測量的幾個基本概念26、為什么一般工程測量作業，可不編制GPS測量作業計劃？

GPS測量作業計劃的編制僅限于規模較大的測區，其目的是為了進行統一的組織協調。編制預報表時所需測區中心的概略經緯度，可從小比例尺地圖上量取并精確至分。小測區則無需進行此項工作。衛星定位測量的幾個基本概念27、為什么接收機要進行預熱和靜置？接收機預熱和靜置的目的，是為了讓接收機自動搜索并鎖定衛星，并對機內的衛星廣播星歷進行更替，同時也是為了使機內的電子元件運轉穩定。隨著接收機制造技術的進一步完善，本條對預熱和靜置的時間不做統一規定，應根據接收機的品牌及性能具體掌握；衛星定位測量的幾個基本概念28、為什么要認真做好測站記錄？

由于GPS接收機數據采集的高度自動化，其記錄載體不同于常規測量，人們容易忽視數據采集過程的其他操作。如果不嚴格執行各項操作或人工記錄有誤，如點名、點號混淆將給數據處理造成麻煩，天線高量錯也將影響成果質量，以致造成超限返工。因此，應認真做好測站記錄。衛星定位測量的幾個基本概念29、為什么要進行單點定位？

基線解算時，起算點在WGS－84坐標系中的坐標精度，將會影響基線解算結果的精度。單點定位是直接獲取已知點在WGS－84坐標系中已知坐標的方法。理論計算和試驗表明：用30min單點定位結果的平均值作為起算數據，可以滿足相對定位的精度要求；

衛星定位測量的幾個基本概念30、多基線解算模式和單基線解算模式的主要區別是什么？多基線解算模式和單基線解算模式的主要區別是，前者顧及了同步觀測圖形中獨立基線之間的誤差相關性，后者沒有顧及。大多數商業化軟件基線解算只提供單基線解算模式，在精度上也能滿足工程控制網的要求。因此，規定兩種解算模式都是可以采用的；衛星定位測量的幾個基本概念31、為什么要采用雙差固定解？由于基線長度的不同，觀測時間長短和獲得的數據量將不同，所以，解算整周期模糊度的能力不同。能獲得全部模糊度參數整數解的結果，稱為雙差固定解；只能獲得雙差模糊度參數實數解的結果，稱為雙差浮點解；對于較長的基線，浮點解也不能得到好的結果，只能用三差分相位解，稱為三差解。基于對工程控制網質量和可靠性的要求，規定基線解算結果應采用雙差固定解。

衛星定位測量的幾個基本概念32、為什么應對同步環閉合差進行檢驗？由同步觀測基線組成的閉合環稱為同步環。同步環閉合差理論上應為零。但由于觀測時同步環基線間不能做到完全同步，即觀測的數據量不同，以及基線解算模型的不完善，即模型的解算精度或模型誤差而引起同步環閉合差不為零。因此，應對同步環閉合差進行檢驗；衛星定位測量的幾個基本概念33、為什么要進行異步環檢驗？由獨立基線組成的閉合環稱為異步環。異步環閉合差的檢驗是GPS控制網質量檢核的主要指標。計算公式是按誤差傳播規律確定的，并取2倍中誤差作為異步環閉合差的限差；衛星定位測量的幾個基本概念34、舍棄不合格基線后是否重測的原則是什么？在異步環檢核和復測基線比較檢核中，允許舍去超限基線而不予重測或補測，但舍去超限基線后，異步環中所含獨立基線邊數不宜多于6條，反之就需重測。

衛星定位測量的幾個基本概念35、如何進行無約束平差？

1無約束平差的目的，是為了提供GPS網平差后的WGS－84坐標系三維坐標，同時也是為了檢驗GPS網本身的精度及基線向量之間有無明顯的系統誤差和粗差；2無約束平差是在WGS－84坐標系中進行。通常以一個控制點的三維坐標作為起算數據進行平差計算，實為單點位置約束平差或最小約束平差，其與完全無約束的虧秩自由網平差是等價的，因此稱之為無約束平差。起算點坐標可選用控制點30分種的單點定位結果（規范3.2.10條）或已知控制點的GPS坐標；衛星定位測量的幾個基本概念35、如何進行無約束平差？3基線向量改正數的絕對值限差的提出，是為了對基線觀測量進行粗差檢驗。即基線向量各坐標分量改正數的絕對值，不應超過相應等級的基線長度中誤差的3倍。超限時，認為該基線或鄰近基線含有粗差，應采用軟件提供的自動方法或人工方法剔除含有粗差的基線，并符合規范3.2.12條的規定。衛星定位測量