JTJ_T_066-1998_公路全球定位系统(GPS)测量规范.pdf

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1、1 总则 1 . 0 . 1 为 规定 利用全球定位系统( G lo b a l P o s i t io n i n g S y s t e m， 缩 写为G P S ) 建立公路工程G P S 测量控制网的 原则、 精度和作业方 法， 特制定本规范 1 . 0 . 2 本规范是依据 公路勘测规范 ( J T J 0 6 1 )， 并参照 全球 定位系统( G P S ) 测量规范 ( C H 2 0 0 1 -9 2 ) 的有关规定， 在收集、 分析、 研究和总结经验的基础上制定的。 1 . 0 . 3 本规范适用于新建和改建公路工程项 目的各级 GP S控制 网的布设与测量。 1 . 0

2、 . 4 采用全球定位系统测量技术建立公路平面控制网时， 应根 据 公路勘测规范); ( J T J 0 6 1 )中规定的平面控制测量的等级、 精 度等确定相应的GP S控制网的等级。 1 . 0 . 5 G P S测量采用 WGS -8 4大地坐标系。当公路工程GP S 控制网根据实际情况采用 1 9 5 4 年北京坐标系、1 9 8 。西安坐标系 或抵偿坐标系时， 应进行坐标转换。各坐标系的地球椭球基本参 数、 主要几何和物理常数见附录 Ao 高程系统根据实际情况可采用 1 9 5 6 年黄海高程系或 1 9 8 5 国 家高程基准。 1 . 0 . 6 G P S测量时间系统为协调世界

3、时( UT C )。在作业过程 中， 附录D “ G P S 观测手簿” 中的开、 关机时间可采用北京时间记 录 1 . 0 . 7 G P S 接收机及附 属设备均应按有关规定定期 检测。 1 . 0 . S GP S控制测量应按有关规定对全过程进行质量控制。 1 . 0 . ， 在提供 G P S控制测量成果资料时， 应执行保密制度中的 有关规定 。 2 术语 2 . 0 . 1 基线B a s e l i n e 两测量标志中心的几何连线。 2 . 0 . 2 观测时段O b s e r v a t i o n s e s s i o n GP S接收机在测站上从开始接收卫星信号进行观测

4、到停止 观测的时间长度。 2 . 0 . 3 同步观测S i m u l t a n e o u s o b s e r v a t i o n 两台或两台以上 G P S接收机同时对同一组卫星进行的观测。 2 . 0 . 4 同步观测环 S i m u l t a n e o u s o b s e r v a b l e l o o p 三台或三台以上 G P S 接收机同步观测所获得的基线向量构 成的闭合环。 2 . 0 . 5 独立基线I n d e p e n d e n t b a s e l i n e 由独立观测时段所确定的基线。 2 . 0 . 6 独立观测环 I n d e

5、 p e n d e n t o b s e r v a b le l o o p 由 独立基线向 量构成的闭合 环。 2 . 0 . 7 自由基线F r e e b a s e l in e 不属于任何非同步图形闭合条件的基线。 2 . 0 . 8 复测基线D u p l i c a t e me a s u r e b a s e l i n e 观测两个或两个以上观测时段的基线。 2 . 0 . ， 边连式L i n k m e t h o d b y a b a s e l i n e 相邻图形之间以一条基线边相连接的布网方式。 2 . 0 . 1 0 无约束平差N o n - c o

6、 n s t r a i n e d a d j u s t m e n t 在一个控制网中， 不引入外部基准， 或虽引人外部基准但并不 产生控制网非观测误差引起的变形和改正的平差方法。 2 . 0 . 1 1 公路抵偿坐标系 C o m p e n s a t i o n c o o r d i n a t e s y s t e m f o r h i g h wa y 在建立公路控制网时， 根据需要投影到抵偿高程面上和( 或) 以任一子午线为中央子午线的一种直角坐标系。 2 . 0 . 1 2 首级控制网 F i r s t c l a s s c o n t r o l n e t w

7、 o r k 为一个公路工程项 目而建立的精度等级最高， 并同国家控制 点联测能控制整个路线的控制网。 2 . 0 . 1 3 主控制网 M a i n c o n t r o l n e t w o r k 为满足公路测设放线或施工放样， 在首级控制网基础上加密 并贯通整条公路的控制网。 2 . 0 . 1 4 天线高An t e n n a h e i g h t 观测时天线平一 气 相 位中 心至测站中 心标志 面的高度。 3 G P S 控制网分级与设计 3 . 1 G P S控制网分级 3 . 1 . 1 根据公路及特殊桥梁、 隧道等构造物的特点及不同要求， G P S 控制网分为一

8、级、 二级、 三级、 四级共四个等 级。 各级G P S控制网的主要技术指标规定见表 3 . 1 . 1 0 表 3 . 1 . 1 G P S控制网的生要技术指标 级 别 每 对相邻 点平均距离d ( k m) 固定 误差 a ( mm) 比 例 误差 石 ( p p m ) 最弱 相邻点 点 位中误差 ， ( mm ) 路 线特 殊构造 物路 线特 殊构造物路 线特殊 构造物 一级4 .0簇 1 055 215 01 0 二 级2 . 0簇 1 05镇 525 01 0 三 级 1 .0 镇 1 0 5 簇 1 0 2 5 01 0 四 级0.5提 1 0镇 2 05 0 注 : 各级 G

9、 P S 控制 网每对相 邻点 间的最 小距离应 不小 于平均距 离的 1 / 2 , 最 大 距离不 宜大干平 均距 离的 两 倍 ; 特殊构造 物指对 施工 测量精度 有特殊 要求 的桥梁 、 隧道 等构造物 3 . 1 . 2 G P S 控制网相邻点间弦长精度应按下式计算确定: a = 了a 2 + ( b d) ( 3 . 1 . 2 ) 式中: 。 弦长标准差( m m) ; a 固定误差( m m) ; b 比例误差( p p m) ; d 一一相邻点间的距离( k m) . 3 . 2 G P S 控制网设计 3 . 2 . 1 G P S 控制网的布设应根据公路等级、 沿线

10、地形地物、 作业 4 时卫星状况、 精度要求等因素进行综合设计， 并编制技术设计书 ( 或大纲) 。 3 . 2 . 2 G P S 的WG S -8 4 大地坐标系统转换到所选平面坐标系 时， 应使测区内投影长度变形值不大于 2 . 5 c m/ k m。 根据测区所 处地理位置及平均高程情况， 可按下列方法选定坐标系统: 3 . 2 - 2 . 1 当投影长度变形值不大于 2 . 5 c m/ k m时， 采用高斯 正形投影 3 。 带平面直角坐标系。 3 . 2 . 2 . 2 当投影长度变形值大于 2 . 5 c m / k m时， 可采用公路 抵偿坐标系， 并可选用下列方式: ( 1

11、 ) 投影于 1 9 5 4 年北京坐标系或 1 9 8 。西安坐标系椭球面上 的高斯正形投影任意带平面直角坐标系。 ( 2 ) 投影于抵偿高程面上的高斯正形投影 3 - 带平面直角坐标 系 ( 3 ) 投影于抵偿高程面上的高斯正形投影任意带平面直角坐 标系 。 3 . 2 . 3 G P S控制网采用公路抵偿坐标系进行坐标转换时， 应确 定以下技术参数: 参考椭球及其相应的基本参数; 中央子午线经度值; 纵横坐标的加常数值; 投影面正常高; 测区平均高程异常值; 起算点坐标及起算方位角。 公路抵偿坐标系所采用的椭球中心、 轴向和扁率应与国家参 考椭球相同。 3 . 2 . 4 公路路线 过长

12、时， 可视需要将其分为多个投影带。 在各分 带交界附近应布设一对相互通视的GP S点。 3 . 2 . 5 同一公路工程项目中的特殊构造物的测量控制网应同该 项目测量控制网一次完成设计、 施测与平差。 当特殊构造物测量控制网的等级要求高时， 宜以其作为首级 控制网， 并据以扩展其它测量控制网。 3 . 2 . 6 当G P S控制网作为公路首级控制网， 且需采用其它测量 方法进行加密时， 应每隔5 k m设置一对相互通视的G P S 点。 当 G P S首级控制网直接作为施工控制网时， 每个 G P S点至 少应与一个相邻点通视。 3 . 2 . 7 设计G P S控制网时， 应由一个或若干个

13、独立观测环构成， 并包含较多的闭合条件。 3 . 2 . 8 G P S 控制网由 非同步G P S 观测边 构成多 边形闭合环或附 合路线时， 其边数应符合下列规定: 一级 G P S控制网应不超过 5条; 二级G P S 控制网 应不超过6 条; 三级 G P S控制网宜不超过 7 条; - - 一 四级 G P S控制网宜不超过 8 条。 3 . 2 . ， 一、 二级 G P S控制网应采用网连式、 边连式布网; 三、四 级GP S控制网宜采用铰链导线式或点连式布网。 G P S 控制网中 不应出 现自由 基线。 3 . 2 . 1 0 G P S 控制网应同附近等级高的国家平面控制网

14、点联测， 联测点数应不少于 3 个， 并力求分布均匀， 且能控制本控制网。 当 G P S 控制网 较长时， 应增加联测点的数量。 路线附近具有等级高的G P S点时， 应予以联测。 同一公路工程项目的 G P S控制网分为多个投影带时， 在分带 交界附近应同国家平面控制点联测。 3 . 2 . 1 1 G P S点需要进行高程联测时， 可采用使G P S点与水准 点重合， 或G P S点与水准点联测的方法。 平原、 微丘地形联测点的数量不宜少于6 个， 必须大于 3 个; 联测点的间距不宜大于 2 0 k m， 且应均匀分布。 重丘、 山岭地形联测点的数量不宜少于 1 0 个。 各级G P

15、S 控制网的高程联测应不低于四等水准测量的精度 要求。 4 选点与埋石 4 . 1 准备 4 . 1 . 1 在编制技术设计书( 或大纲) 前应搜集与公路工程有关的 以下资料 : 测区1: 1 0 0 0 0 1: 5 0 0 0 0 地形图; 既有各类控制测量资料， 包括控制点的平面坐标、 高程、 坐标系统、 技术总结等; 测区的气象、 地质、 地形、 地貌、 交通、 通信及供电等资料; 路线走向、 线位布设、 路线设计数据及大型构造物位置等 资料。 4 . 1 . 2 按技术设计书( 或大纲) 要求， 进行 G P S控制网技术设 计 。 4 . 2选点 4 . 2 . 1 选点员 应按技

16、术设计要求进行踏勘， 并实地核对、 调整、 确 定点位。 点位应有利于采用其它测量方法扩展和联测。对需做水 准联测的点位还应踏勘水准路线。 4 . 2 . 2 点 位应选在 基础稳定， 并易于长期保存的地点。 4 . 2 . 3 点位应便于安置 接收设备和操作， 视野开阔， 视场内不应 有高度角大于 1 5 。 的成片障碍物， 否则应绘制点位环视图。 4 . 2 . 4 点位附 近不应有强烈 干扰卫星信号接收 的物体。 点位距大 功率无线电 发射源( 如电视台、 微波站等) 的 距离应不小于4 0 0 m; 距 2 2 0 k V以上电力线路的距离应不小于 5 0 m. 4 . 2 . 5 点

17、位应利于公路勘测放线与施工放样， 且距路线中心线不 宜小于 5 0 m， 并不大于3 0 0 m。 对于大型桥梁、 互通式立交、 隧道等 7 还应考虑加密布设控制网的要求。 4 . 2 . 6 G P S 控制点需要设方位点时， 其目 标应明显， 便于观测; 与G P S点的距离不宜小于 5 0 0 m， 且与路线垂直。 4 . 2 . 7 G P S 控制网的点名应沿公路前进方向顺序编号， 并在编 号前冠以 GP S ” 字样和等级。 当新点同原有点重合时， 应采用原有 点名。同一个G P S控制网中严禁有相同的点名。 4 , 2 . 8 选定的点位应标注于 1 : 1 0 0 0 0 或

18、1: 5 0 0 0 0的地形图上， 并绘制 G P S控制网选点图， 填写GP S点之记， 点之记格式见附 录 B。 4 . 3埋石 4 . 3 . 1 各 级G P S 点的标石均应设有中心标志。中心标志用直径 不小于 1 4 mm的钢筋制作， 并用清晰、 精细的十字线刻成直径小 于 I m m的中心点。标石表面应有GP S点名及施测单位名称。 4 . 3 . 2 G P S点的标石可按附录 c预制， 亦可现场浇制。 埋设时 坑底应填以砂石并捣固密实， 或现浇 2 0 c m厚的混凝土。埋设的 ( G P S点应待沉降稳定后方可使用。 4 . 3 . 3 G P S点位于山区岩石地段时，

19、可利用基岩凿成坑穴， 埋入 中心标志并浇灌混凝土。标石顶端外形尺寸应符合附录C的规 定。 4 . 3 . 4 G P S点位于耕作地区时， 应埋设于非耕种地上， 并露出地 面少许; 当必须埋设于耕地时， 标石顶面应埋设于耕种表土层以 下。对冰冻地区， 其埋设深度应大于该地区的冰冻深度。 4 . 3 . 5 G P S 点位于沙丘或土层 疏松地区， 应适当增大标石尺寸 和基坑底层现浇混凝土的面积与厚度。 4 . 3 . 6 当有牢固永久性建筑物可用以设置标石时， 可在建筑物上 凿孔埋入中心标志并浇灌混凝土. 其顶端外形尺寸应符合附录c 的规定。 4 . 3 . 7 利用原有平面控制点时， 应确认

20、该点标石完好， 并符合同 级GP S点观测与埋石要求， 且能长期保存。 8 4 . 3 . 8 为特殊构造物而设计的一、 二级 U P S控制网可视需要埋 设有强制对中装置的观测墩。 4 . 3 . ， 所有U P S点在埋石处应设置明 显的指向标志， 并现场绘 制交通路线略图， 填写点之记。 5 观测 5 . 1 技 术 指 标 5 . 1 . 1 G P S 控制网观测基本技术指标规定见表 5 . 1 . 1 . 表5 . 1 . 1 G P S控制网观测基本技术指标 百 几 一 一 tc 99 一级二 级三级 四级 卫星高 度角 勺 弃 1 53 1 53 1 53 1 5 数据采集间隔

21、 ( s ) 3 1 53 1 53 1 53 1 5 观测时 间 静 态定位 ( m in ) 3 9 03 6 0李4 53 4 0 快速 静态 ( m in ) 2 0妻 1 53 1 0 点位几何图形强度因子( G I ) U P )( 6( 6蕊 88 重复测量的最少基线数 ( %) ) 5) 5) 5) 5 施 测 时 段 数) 223 13 1 有 效 观 侧 卫 星 总 数 6644 5 . 2 观 测 计 划 5 . 2 . 1 进入测区 前， 应事先编制G P S 卫星可见 性预报表。 预报表 应包括可见卫星号、 卫星高度角、 方位角、 最佳观测星组、 最佳观测 时间、 点

22、位图形强度因子、 概略位置坐标、 预报历元、 星历龄期等。 5 . 2 . 2 观测作业前， 应根据接收机台数、 G P S图形、 卫星可见性 预报表编制观测计划。在实施中， 应依照实际 作业情况， 及时作出 调 整。 5 . 2 . 3 观测作业后， 应及时绘制联测草图以备后续作业调度 使用。 1 0 5 . 3 作 业 要 求 5 . 3 . 1观侧组必须执行调度计划 ， 按规足 的时 间进行同步观侧作 业。 5 . 3 . 2 观 测人员必须 按照G P S 接收机操作手 册的规定进行观测 作业。 5 . 3 . 3 天 线安置在 脚架 上直接对中整 平时， 对中精度为l m m, 5

23、. 3 . 4 天线安置在规标上时， 应将标志中心投影至基板上， 然后 在基板上对中整平。如规标顶部对信号有干扰， 则应卸去。 5 . 3 . 5 每时段观测应在测前、 测后分别量取天线高。两次天线高 之差应不大于 3 m m， 并取平均值作为天线高。 5 . 3 . 6 观测时应防 止人员或其它物体触动天线或遮挡信号。 5 . 3 . 7 接收机开始记录数据后， 应随时注意卫星 信号和信息 存储 情况。当接收或存储出现异常时， 应随时进行调整， 必要时应及时 通知其它接收机以调整观测计划。 5 . 3 . 8 在现场应按规定作业顺序填写观测手簿， 不得事后补记。 观测手簿的格式见附录 D,

24、5 . 3， 经检查所有规定作业项目全部完成， 且记录完整无误后方 可迁站。 5 . 3 . 1 0 每日 观测结束后， 应将外业数据文件及时转存到磁盘 上， 不得作任何剔除或删改。磁盘应贴好标签， 并妥善保存。 6 基线解算与检核 6 . 0 . 1 外业观测结束后应及时进行观测数据的处理和质量分析， 检查其是否符合规范或技术设计要求 6 . 0 . 2 基线解算中所需的起算点坐标， 可按下列顺序选用: 国家或其它等级高的G P S 控制网点的既有WG S -8 4 坐标值; 国 家或其它等级高的 控制点转换至WG S -8 4 后的坐标 值 ; -G P S单点定位观测 2 h以上的平差值

25、提供的 WG S -8 4 坐标值。 6 . 0 . 3 当G P S 控制网点间距离小于2 0 k m时， 可不考虑对流层 和电离层的修正; 当大于 2 0 k m时， 每时段应于始、 中、 终各观测一 次气象元素， 并采用标准模型加入对流层和电离层的修正。 6 . 0 . 4 采用M台接收机同步观测时， 每一时 段应解算出M( M- ll/ 2条 G P S基线向量边， 并计算出该观测时间段的同步环坐标 分量闭合差。当各基线的同步观测时间超过观测时间段的 8 0 时， 其闭合差值应符合式( 6 . 0 . 4 - 1 ) 一( 6 . 0 . 4 - 4 ) 的要求。 W, 簇( 丫n /

26、 5 ) 。( 6 . 0 . 4 - 1 ) W, 、 石 1 / 5 ) 。( 6 . 0 . 4 - 2 ) W, ( 、 石r / 5 ) 。( 6 . 0 . 4 - 3 ) W = v W ,= + W ,= + W .a - ( / -3- n / 5 ) . 。 ( 6 . 。 . 4 -4 ) 式中: W同步环坐标分量闭合差( mm) ; 。 弦长标准差( mm) ; n 同步环中的边数。 当各基线同步观测时间为观测时间段的 4 0 0 o -8 0 %时， 其同 步环坐标分量闭合差可适当放宽 当各基线同步观测时间少于观测时间段的 4 0 %时， 应按异步 环处理 。 6 .

27、 0 . 5 由 独立观测边组成的异步环的坐标分量闭 合差应符合式 ( 6 . 0 . 5 - 1 ) -( 6 . 0 . 5 - 4 ) 的规定: V, (3 Y 气 。 V y 簇3丫 下 a V , (3 。 V墓3 。 ( 6 . 0 . 5 - 1 ) ( 6 . 0 . 5 - 2 ) ( 6 . 0 . 5 - 3 ) ( 6 . 0 . 5 - 4 ) 式中 : V异步环坐标分量团合差( mm) ; 。 - 一一弦长标准差( mm) ; 。 异步环中的边数。 6 . 0 . 6 同一条边任意两个时段的成果互差， 应小于 U P S接收机 标称精度的2/ - 2- 倍。 6 .

28、 0 . 7 当网中有两个或两个以上已知点时， 应按本规范第6 . 0 . 5 条的规定计算已知点之间的附合闭合差。 6 . 0 . 8 当检查或数据处理时发现观测数据不能满足要求， 应对成 果进行全面的分析， 并对其中部分数据进行补测或重测， 必要时 全部数据应重测。 7 G P S 控制网平差计算 7 . 01 平差时应首先以一个点的 WG S 一84 系坐标作为起算依 据进行无约束平差. 检查G P s 基线向量网本身的内符合精度、 基 线向量间有无明显的系统误差， 并剔除含有粗差的基线边。 7 . 0 . 2 当用 M台接收机同步观测时， 应从计算出的M( M一1 ) / 2 条G P

29、 S观测边中选取( M一1)条边参加G P S网平差计算。 选取的 原则是: 独立的观测边; 网形构成非同步闭合环， 不应存在自由基线; 必须不含明显的系统误差; 组成的闭合环基线数和异步环长度应尽量小。 ， . 0 . 3 在进行 G P S控制网平差前， 应根据实际需要选定起算数 据和相应的地面坐标， 并应对起算数据的可靠性及精度进行检查 分析。 7 . 0 . 4 G P s 控制网可以采用三维约束平差或二维约束平差法。 约束平差时， 约束点的坐标、 距离或方位角可作为强制约束 的固定值， 也可作为加权观测值。 当采用三维约束平差时， 可只假定一个点的大地高作为高程 起算数据。 当采用二

30、维约束平差时， 应先将三维GP S基线向量转换为二 维基线向量。 7 . o . 5 当G P s 控制网分为多个投影带， 且在分带交界附近联测 国家控制点时， 可分片进行平差。平差时应有一定数量的重合点， 重合点位互差不得大于两倍的点位中误差。 7 . 0 . 6 平差结果应输出所选直角坐标系的三维或二维坐标、 基线 向量改正数、 基线长、 方位、 点位精度、 转换参数及其精度， 并同时 1 4 输出单位权中误差及其它要求输出的内容。 7 . 0 . 7 为计算G P S 控制网点的正常高， 先利用已联测高程的 G P S 点正常 高和经G P S 控制网平差得到的大地高， 求其 高程异常

31、值， 然后采用拟合或插值等方法求其它G P S 点的高程异常值和正 常高。 7 . 0 . 8 计算结束后， 应对所处理的数据及结果进行分析， 并写入 总结报告。 8 成果验收与资料提交 8 . 0 . 1 G P S 测量工作结束后应编写技术总结， 并按 测绘产品检 查验收规定 ( C H 1 0 0 2 -9 5 ) 和 测绘产品质量评定标准 ( C H 1 0 0 3 一9 5 ) 的要求进行验收。 8 . 0 . 2 G P S测量工作技术总结应包括: 任务来源、 项 目名称、 施测 目的、 施测单位及施测起讫时 间， 参加作业人员、 工作量及作业简况; 作业依据及技术精度要求; 测区

32、范围与位置、 测区概况， 测区已有测量资料情况及 检核、 采用情况; - G P S 接收机型号、 数量及相应的技术参数， 仪器检验情 况等; 坐标系统与起算数据的选定及相应的技术参数; 选点、 埋石情况; 野外观测方案、 作业中的间题、 观测成果检查以及执行技 术规定情况; 观测数据质量分析与野外检核计算情况; 数据处理软件以及处理过程说明; 平差计算和精度分析; 存在问题和需要说明的问题; 各种附表和附图。 8 . 0 . 3成果验 收的重点: 接收机检验方法和结果; -G P S控制网网形设计与联测图; - G P S控制网的布设应满足公路路线及大型构造物勘察 设计与施工放样的要求; 1

33、 6 起算数据和坐标系统的选择; 野外资料的检核与计算; 数据处理、 平差过程及其成果精度。 8 . 0 . 4 提交的资料应包括: 测量任务书和技术设计书( 或大纲) ; -G P S 接收机检验资料; 卫星可见性预报和观测计划; - G P S 坐标成果 表; 点之记 ; 观测手簿和存储介质( 包括数据处理过程中生成的文 件) ; 平差计算资料和成果磁盘; GP S联测示意图; 标注有G P S点位的1: 1 0 0 0 0 或 1: 5 0 0 0 0地形图; 所使用的原始资料; 技术总结和成果验收报告。 附录 A 大地坐标系有关资料 A l WG S -8 4 大地坐标系的地球椭球荃本

34、参数、 主要几何和物理常数 A1 . 1 Al . 2 地球椭球基本参数 长半径 a =6 3 7 8 1 3 7 m 地球引力常数( 含大气层)G M=3 9 8 6 0 0 5 X l 0 W s 正常化二阶带谐系 数C , 。 =一4 8 4 . 1 6 6 8 5 X 1 0 - s 地球自转角速度 。 =7 2 9 2 1 1 5 X 1 0 - “ r a d s - 主要几何和物理常数 短半径b =6 3 5 6 7 5 2 . 3 1 4 2 m 扁率a = 1 / 2 9 8 - 2 5 7 2 2 3 5 6 3 第一偏心率平方。 = 0 . 0 0 6 6 9 4 3 7

35、 9 9 9 0 1 3 第二偏心率平方e “ = 0 . 0 0 6 7 3 9 4 9 6 7 4 2 2 2 7 椭球正常重力位u 。 二6 2 6 3 6 8 6 0 . 8 4 9 7 m s 一 “ 赤道正常重力Y , = 9 . 9 7 0 3 2 6 7 7 1 4 ms - 2 A 2 1 9 8 0 西安坐标系的参考椭球墓本参数、 主要几何和物理常数 A2 . 1 A 2 . 2 参考椭球基本参数 长半径 a =6 3 7 8 1 4 0 m 地球引 力常数( 含大气层) G M= 3 9 8 6 0 0 5 X J O s m z s 二阶带谐系数 J =1 0 8 2

36、. 6 3 X 1 0 - 地球自转角速度 。 =7 2 9 2 1 1 5 X 1 0 - Ta d s - 主要几何和物理常数 短半径6 =6 3 5 6 7 5 5 . 2 8 8 2 m 扁率a =1 / 2 9 8 . 2 5 7 第一偏心率平方 。 2 =0 . 0 0 6 6 9 4 3 8 4 9 9 9 5 9 第二偏心率平方。 , z 二0 . 0 0 6 7 3 9 5 0 1 8 1 9 4 7 椭球正常重力位 u “ =6 2 6 3 6 8 3 0 m2 s - Z 赤道正常重力 Y e = 9 . 7 8 0 3 1 8 ms - 2 A 3 1 9 5 4 年北

37、京坐标系参考椭球的荃本几何参数 长半径a =6 3 7 8 2 4 5 m 短半径b =6 3 5 6 8 6 3 . 0 1 8 8 m 扁率a =1 / 2 9 8 . 3 第一偏心率平方e =0 . 0 0 6 6 9 3 4 2 1 6 2 2 9 6 6 第二偏心率平方。 2 =0 . 0 0 6 7 3 8 5 2 5 4 1 4 6 8 3 附录 B G P S点之记 工 程 名 称 : 点名等级 所在地 地类土质 冻土 深度 交 通 情 况 概 述 交 通 路 线 略 图 占 夕、 位 略 图 埋 石 断 面 及 类 型 图 选点 情 况 位 选 点 员 日期 是否 需联测高

38、程建议 联测等级 埋石 情 况 单位 埋 石员口期 保管 入仄池 址 备 庄 调 制 :校 核 : 2 0 附录 C G P S 标石规格 C1 一、 二级 G P S点标石规格( 附图C 1 ) 吐 丁|1酬一刽习| 附图Cl ( 单泣. m m) C 2 三、 四级GP S点标石规格( 附图 H 0 1 4 X3 0 0钢 筋 C2 ) 吐 -1 00贬CC优1|ee， 2 1 附录 D G P S 观测手薄 工程名称: 点名等级 观测者 记录者 接 收机名 称接收 机编 号 定位模 式 开机时 间h mm关机时 间hmi n 站时段 号日 时段 号 天线商 ( m m)测 前 二 二 平

39、均 日期存 储介质 编号及 数据文 介 手 名 时 间跟 踪卫星 号( P R N) T M( )C )a MC O IK ER(m b ) 测站 大 k 4 m (m ) GDOP 经度 ( 岸 )纬度 (. 了勺 备 注 2 2 附录 E 本规范用词说明 一、 本规范条文， 要求执行的严格程度的用词， 说明如下: 1 . 表示很严格， 非这样做不可的用词: 正面词一般采用“ 必须” ; 反面词一般采用“ 严禁” 。 z . 表示严格， 在正常情况下均应这样做的用词: 正面词一般采用“ 应，; 反面词一般采用“ 不应” 或“ 不得” 。 3 . 表示允许稍有选择， 在条件许可时首先应这样做的

40、用词: 正面词一般采用“ 宜” 或“ 可” ; 反面词一般采用“ 不宜” 。 二、 条文中指明应按其他有关标准、 规范执行的写法为: “ 应按 执行” 或“ 应符合 要求或规定” 。非必须按所指定的标准、 规范或其他规定执行的写法为: “ 可参照” 。 附件 公路全球定位系统 ( G P S ) 测量规范 ( J T J/ T 0 6 6 -9 8 ) 条 文 说 明 1 总则 1 . 0 . 1 自1 9 8 。 年第一台商用G P S 接收机问 世以来， 随着G P S 工作卫星的不断入轨和GP S接收机性能的不断提高和改进， G P S 测量技术已广泛应用于我国国民经济建设的各个部门。

41、公路测设 部门是 8 0 年代后期开始运用GP S测量技术的。由于公路建设的 特点， 无论是在测量原则， 还是在测量 精度和作业方法等方面 均 有别于其它行业。因此， 为了将GP S测量技术更好地应用于公路 工程建设， 有必要制定本规范。 目前 G P S测量技术在公路测设中主要用于建立公路工程测 量控制网。 最近推出R TK方法后虽可使运用范围扩大， 但由于尚 处于推广阶段， 故本规范规定的应用范围是公路测量控制网的布 设与测量。 作为建立公路测量控制网的主要手段之一， GP s定位技术应 用于公路建设的主要方法是静态相对定位及快速静态定位。因为 这两种方法能够获得高精度的定位， 故本规范规

42、定了按静态相对 定位及快速静态定位建立测量控制网的方法。 1 . 0 . 4 公路勘测规范) ( J T J 0 6 1 ) 中根据公路等级及所需的测量 精度等规定了相应的控制测量等级。 G P S测量作为建立公路测量 控制网的有效手段之一， 为保证各规范间的衔接和一致， G P S控 制网的等级是根据 公路勘测规范 ( J T J 0 6 1 ) 中相对应的具体规 定确定的。 1 . 0 . 6 G P S 测量的时间系 统采用协调世界时( U T C ) ， 而实际作 业人员为调度方便起见， 一般在记录时采用北京标准时( B S T ) 。 因 此本规范规定在“ G P S观测手簿” 中的

43、有关观测作业计划及开关 机时间可采用北京标准时( B S T ) 。两者可用 B S T=UT C +8 h式 进行换算。 2 6 3 G P S 控制网分级与设计 3 . 1 . 1 G P S 控制网 分级 GP S测量技术具有精度高、灵活性强等特点， 各等级的观测 方法和观测时间没有很大差异， 但为了和 公路勘测规范 ( J T J 0 6 1 ) 相适应， 根据公路勘测的特点， 将GP S控制网分为一、 二、 三、 四 级共四个 等级。 GP S控制网与 公路勘测规范) ( J T J 0 6 1 ) 中公路平面控制测 量 等级关系见表3 . 1 . 1 . 表3 . 1 - 1 G

44、P S 控制网与公路平面控制测量等级关系 G P S控 制 网 公 路 平 面 。 制 ， ， G P S控 制 网公路 平面控制 测量 一 级 一 二 级四等三 角 、 导线 二 级 三 等 三 角 、导 线一 四 级 一级 小 三角、 导 线 G P S控制网等级与主要技术指标中有关每对相邻点间的平 均距离， 是根据公路勘测中的实际情况确定的。如四级GP S控制 网主要是直接作为高速公路的施工控制网， 其平均距离规定为 5 0 0 m较为适宜; 三级G P S 控制网主要是作为高速公路的首级控 制网， 测设时还需在此基础上加密低一级控制网， G P S控制网中 的点作为加密低一级控制网的起

45、算数据， 其每对相邻点间的平均 距离规定为 l k m较为适宜; 一、 二级 G P S控制网， 主要应用于大 型桥梁、 隧道等测量控制网的建立， 其实际作业中要求相邻点间的 平均距离较长。 表中固定误差和比例误差的规定是既考虑到施测控制网的等 级， 又结合目前 G P S接收机发展的状况而确定的。 点位中误差是指GP S控制网中的点相对于联测的高等级控 制点的相对点位误差。 27 3 . 2 GPS控制网设计 3 . 2 . 2 为了使 G P S控制网投影长度变形值小于 2 . 5 c m/ k m， 必 要时可采用公路抵偿坐标系。公路抵偿坐标系除可移动中央子午 线外， 亦可选择自己的参考

46、椭球。 一般情况下该椭球的中心、 轴向 和扁率与国家参考椭球相同， 只不过其长半径有一改正量。 设某公路抵偿坐标系位于海拔高程为h的曲面上， 该地的大 地水准面差距为t ， 则该曲面离国家参考椭球的高度( h , ) 为: h . =h +夸( 3 . 2 . 2 - 1 ) 长半径的改正量为: d , = ( a / N) h ( 3 . 2 . 2 - 2 ) 式中: d椭球长半径的改正量( m) ; a 国家参考椭球的长半径( m) ; N抵偿坐标系控制网原点在国家参考椭球中卯酉圈的 曲率半径( m) , 则公路抵偿坐标系参考椭球的长半径 a , 为: a , =a+d , ( 3 .

47、2 . 2 - 3 ) G P S定位成果是相对于 WGS -8 4椭球而言的， 地方抵偿坐 标系坐标是相对于某一地方椭球而言的， 因此必须将 G P S定位成 果投影成与国家大地测量控制网或地方独立控制网相匹配兼容。 其要点是使G P S基线向量网与常规地面测量控制网原点重合， 起 始方位一致， 这样使两者在方向和尺度上均具有可比性。 两者在起 始方向上的偏差可利用地面网原点至起始方位点的大地方位角 A 。 和GP S控制网相应方位上的大地方位角A求得。显然， 两坐 标系在起始方向上的偏差对转换精度具有直接的影响。 坐标系转换关系的确定是根据两坐标系公共点的坐标来确定 的， 其公式如下: (

48、 3 . 2 . 2 - 4 ) CT 十 优巴忍 - X丫2 式 中: 4 y乙 ZK 0 Z 一 Y， 。 ，: ， 一Z ;, Y, 0一X; X 弋YtZit 故010 -一门|比厂比 T= C X ,. , Y ; , Z ,. ; X , Y , Z ; 公共点在两坐标系中 的坐标; 二 ， ， ， 两坐标系间的旋转参数; K 一 两坐标系间的尺度比。 影响转换参数求定精度的主要因素有: ( 1 ) 地面网观测值与卫星网观测值不匹配; ( 2 ) 地面网坐标精度和卫星网的精度; ( 3 ) 公共点的分布情况等。 3 . 2 . 4 “ 必要时” 是指东西方向的路线过长时， 即使采用

49、抵偿坐标 系， 仍然难以保证其投影长度变形值小于 2 . 5 c m/ k m， 为此， 可将 整个路线分成多个投影带。 在分带附近布设一对相互通视的 G P S 点， 是为使采用其它测量方法进行加密和扩展时两分带在该处的 坐标能统一和唯一。 3 . 2 . 5 一项公路工程中往往分布着多种大型构造物， 如桥梁、 互 通立交、 隧道等， 为保持G P S 控制网精度的一致性 ， 使构造物测量 控制网与路线测量控制网协调一致， 无论其等级如何， 应一次设 计、 布设、 平差。而对于特殊构造物， 由于它们对测量精度要求高， 故在进行G P S控制网平差时， 可以先将特殊构造物按首级控制网 平差， 然后把首级控制网点作为固定点， 对次级网平差。为提高 GP S控制网的精度， 也可将两级网联合进行统一平差。 3 . 2 . 6 G P S 控制网 作为公路工程项目的首级控制网时， 每隔 5 k .应布 设一 对相互