施工规范CJJ73-97全球定位系统城市测量技术规程

'中华人民共和国行业标中华人民共和国行业标准全球定位系统城市测量技术规程北京 中华人民共和国行业标准全球定位系统城市测量技术规程主编单位北京市测绘设计研究院批准部门中华人民共和国建设部施行日期年月日 关于发布行业标准全球定位系统城市测量技术规程的通知建标号根据建设部建标第号文的要求由北京市测绘设计研究院主编的全球定位系统城市测量技术规程业经审查现批准为行业标准编号自年月日起施行本标准由建设部勘察与岩土工程标准技术归口单位建设部综合勘察研究设计院归口管理具体解释等工作由主编单位负责本标准由建设部标准定额研究所负责组织出版中华人民共和国建设部年月日 目次总则术语坐标系统和时间坐标系统时间网的技术设计网的分级布网原则与设计选点与标石埋设选点标石埋设选点埋石后应提交的资料仪器设备的技术要求接收机的选择接收设备检验接收设备的维护观测基本技术要求观测计划观测准备观测作业要求外业观测记录数据处理基线解算基线解算的质量检验 补测与重测网平差处理技术总结与成果资料提交附录点点之记附录各等级点标志及标石埋设图附录接收机内部噪声水平用零基线检验的方法附录天线相位中心稳定性的检验附录光学对点器的检验与校正附录测量作业调度表附录天线高测定方法及要求附录外业观测手簿附录本规程用词说明附加说明 总则为了统一城市全球定位系统测量技术为城市规划城市建设与管理部门提供所需的测量数据制定本规程本规程适用于城市各等级控制网测量城市地籍控制网测量和工程控制网测量当进行城市地形变监测控制网测量时可参照本规程执行全球定位系统城市测量除应符合本规程外尚应符合国家现行有关标准规范的规定 术语观测时段测站上开始接收卫星信号进行观测到停止连续观测的时间间隔同步观测两台及以上接收机同时对同一组卫星进行的观测同步观测环三台及以上接收机同步观测所获得的基线向量构成的闭合环独立观测环由独立观测所获得的基线向量构成的闭合环天线高观测时接收机天线平均相位中心到测站中心标志面的高度星历是不同时刻卫星在轨道位置上的坐标值卫星星历的提供方式通常有两种预报星历广播星历和后处理星历精密星历广播星历卫星发播的无线电信号载有预报一定时间内卫星轨道参数的电文信号精密星历由若干个卫星跟踪站所得到的观测数据经事后处理计算出的卫星轨道参数供卫星精密定位等使用单基线多台接收机同步观测每次只取两台接收机的观测数据解算两个测站间的基线向量 多基线在任意台接收机同步观测时只选择条独立基线一并构成观测方程统一解算出条基线向量单差两个不同观测站接收机同步观测同一卫星相位观测值之差双差两个不同观测站接收机同步观测两颗卫星所得两个单差之差三差两个不同观测站对同一对卫星不同历元的两个双差之差数据剔除率删除的观测值个数与应获取的观测值个数的比值 坐标系统和时间坐标系统测量应采用世界大地坐标系当测量同时要求采用北京坐标系或西安坐标系时应进行坐标转换各坐标系的地球椭球和参考椭球基本几何参数应符合表的规定地球椭球和参考椭球的基本几何参数表项目地球椭球参考椭球坐标系名西安坐标系北京坐标系参数名称长半轴短半轴扁率第一偏心率平方第二偏心率平方当测量要求采用地方或城市独立坐标系时应进行坐标转换并应具备下列技术参数参考椭球几何参数中央子午线经度值纵横坐标的加常数投影面正常高测区平均高程异常起算点坐标及起算方位角 当网的世界大地坐标系统转换成城市坐标系统时应满足投影长度变形值不大于可根据城市地理位置和平均高程按下列方法选定坐标系统当长度变形值不大于时采用高斯正形投影统一带的平面直角坐标系统当长度变形值大于时可采用下列方法投影于抵偿高程面上的高斯正形投影带的平面直角坐标系统高斯正形投影任意带的平面直角坐标系统投影面可采用黄海平均海水面或城市平均高程面当测量的高程值转换为正常高时其高程系统应采用国家高程基准或沿用年黄海高程系统地方原高程系统国家高程基准青岛原点高程为年黄海高程系统青岛原点高程为时间外业测量宜采用协调世界时记录当采用北京标准时时应与进行换算 网的技术设计网的分级城市或工程网按相邻点的平均距离和精度划分为二三四等和一二级在布网时可以逐级布设越级布设或布设同级全面网各等级网相邻点间弦长精度应按公式计算式中标准差基线向量的弦长中误差固定误差比例误差系数相邻点间的距离各等级网的主要技术要求应符合表规定相邻点最小距离应为平均距离的最大距离应为平均距离的倍网的主要技术要求表平均距离等级最弱边相对中误差二等三等四等一级二级注当边长小于时边长中误差应小于 布网原则与设计网应根据测区实际需要和交通状况进行设计网的点与点间不要求通视但应考虑常规测量方法加密时的应用每点应有一个以上通视方向在布网设计中应顾及原有城市测绘成果资料以及各种大比例尺地形图的沿用宜采用原有城市坐标系统对凡符合网布点要求的旧有控制点应充分利用其标石网应由一个或若干个独立观测环构成也可采用附合线路形式构成各等级网中每个闭合环或附合线路中的边数应符合表的规定非同步观测的基线向量边应按所设计的网图选定也可按软件功能自动挑选独立基线构成环路闭合环或附合线路边数的规定表等级二等三等四等一级二级闭合环或附合路线的边数条为求定点在地面坐标系的坐标应在地面坐标系中选定起算数据和联测原有地方控制点若干个其选定方法可按本规程第条的规定也可以根据实际需要取定大中城市的网应与国家控制网相互联接和转换并应与附近的国家控制点联测联测点数不应少于个点小城市或工程控制网可联测个点为了求得网点的正常高应进行水准测量的高程联测并应按下列要求实施高程联测应采用不低于四等水准测量或与其精度相当的方法进行平原地区高程联测点不宜少于个点并应均匀分布于网中丘陵或山地高程联测点应按测区地形特征适当增 加高程联测点其点数不宜少于个点点高程正常高经计算分析后符合精度要求的可供测图或一般工程测量使用工程建设标准全文信息系统 选点与标石埋设选点选点准备应符合下列要求技术设计前应收集城市或工程各项有关的资料收集的资料应包括城市万万比例尺地形图原有控制测量资料包括点的平面坐标高程坐标系统技术总结等有关资料以及国家或其他测绘部门所布设的控制测量成果资料测区有关的地质气象交通通讯等方面的资料城市总体规划和近期城市建设发展方面的资料在周密调查研究的基础上应进行控制网的技术设计选点人员应了解任务目的要求和测区的自然地理条件并按技术设计的要求进行现场踏勘选点应符合下列要求点位的选择应符合技术设计要求并有利于其他测量手段进行扩展与联测点位的基础应坚实稳定易于长期保存并应有利于安全作业点位应便于安置接收设备和操作视野应开阔被测卫星的地平高度角应大于点位应远离大功率无线电发射源如电视台微波站等其距离不得小于并应远离高压输电线其距离不得小于 附近不应有强烈干扰接收卫星信号的物体交通应便于作业应充分利用符合上述要求的旧有控制点及其标石和觇标选点作业应符合下列规定选点人员应按技术设计进行踏勘在实地按要求选定点位实地绘制点之记包括所利用的旧点并应符合本规程附录的要求点点名可取村名山名地名单位名应向当地政府部门或群众进行调查后确定当利用原有旧点时点名不宜更改点号编排码应适应于计算机计算当所选点位需要进行水准联测时选点人员应实地踏勘水准路线提出有关建议当利用旧点时应检查旧点的稳定性完好性以及觇标的安全可用性符合要求方可利用标石埋设各等级点的标石及标志规格要求应符合本规程附录的要求各等级点均应埋设永久性的标石埋设时坑底填以砂石捣固夯实或浇灌混凝土底层二三等点宜埋设盘石和柱石两层标志中心的偏离值应小于或等于标石可用混凝土按本规程第条规格预制也可现场灌制利用基岩或混凝土路面时可以凿孔现场灌注混凝土埋设标志点标石埋设所占土地应经土地使用者或管理部门同意依法办理征地手续并办理测量标志委托保管书选点埋石后应提交的资料点的点之记 网的选点网图土地占用批准文件与测量标志委托保管书选点与埋石工作技术总结工程建设标准全文信息系统 仪器设备的技术要求接收机的选择接收机的选择可按表规定执行接收机的选择表等级二三四一级二级项目接收机类型双频或单频双频或单频双频或单频双频或单频双频或单频标称精度观测量载波相位载波相位载波相位载波相位载波相位同步观测接收机数接收设备检验新购置的接收机或经维修后的接收机应按规定进行全面检验后使用接收机的检验应包括下列内容一般检视通电检验实测检验一般检视应符合下列规定接收机及天线型号应正确主机与配件应齐全接收机及天线外观应良好各部件及附件应完好紧固部 件不得松动和脱落设备使用手册及后处理软件手册及软盘应齐全通电检验应符合下列规定检查设备联接电缆正确无误方可通电进行以下检查电源信号灯工作应正常按键和显示系统工作应正常利用自测试命令进行测试检验接收机锁定卫星时间快慢接收信号强弱及信号失锁情况实测检验当接收机在完成一般检视和通电检验后应进行实测检验并应符合下列规定接收机内部噪声水平的测试其测试方法应符合本规程附录的要求接收机天线应进行平均相位中心稳定性的检验其方法应符合本规程附录的规定接收机不同测程精度指标的测试应在不同长度的标准基线或标准检定场上进行检测时天线应严格整平对中对中误差应小于天线定向标志应指向正北天线高应量至测试结果与基线长度比较应小于仪器标称精度对有特殊要求的任务应对接收机进行高温低温测试其测试方法可将天线架设在室外接收机主机放在高低温箱中进行测试或者在野外实际高低温下进行测试用于等级测量的接收机每年出测前应按本规程第条中两项检验经过检修或更换插板的接收机有关检验和测试项目均应重新进行用于天线基座的光学对点器在作业中应经常检验应确保对中的准确性其检验方法应符合本规程附录的要求接收设备的维护外业期间接收机应指定专人保管运输时应专人押 运并应采取防震防潮防晒和防尘措施带有软盘驱动器的微机在运输中应插入保护片或废磁盘接收机的接头和联接器应保持清洁连接外电源时应检查电压是否正确符合仪器电源要求电池正负极严禁接反天线电缆不应有扭转不得在硬度大的表面或粗糙面上拖曳每半年应检查一次天线电缆的性能接收机不使用时应存放在有软垫的仪器箱内仪器箱应放置于通风良好的阴凉处防潮防霉当防潮剂呈显粉红色时应及时更换接收机在室内存放期间应每隔个月通电检查一次电池应在充满电的状态下保存每隔个月应充电一次并应检查电池电容量严禁任意拆卸接收机的各部件如发生故障应做记录并交专业人员维修或更换部件 观测基本技术要求测量各等级的作业的基本技术要求应符合表规定测量各等级的作业的基本技术要求表等级项目二等三等四等一级二级观测方法静态卫星高度角快速静态静态有效观测卫星数快速静态静态平均重复设站数快速静态静态时段长度快速静态静态数据采样间隔快速静态注当采用双频机进行快速静态观测时时间长度可缩短为测量各等级的点位几何图形强度因子值应小于城市测量可不观测气象要素但应记录雨晴阴云等天气状况观测计划作业组在进入测区观测前应事先编制卫星可见性 预报表预报表应包括可见卫星号卫星高度角和方位角最佳观测卫星组最佳观测时间点位图形几何图形强度因子等内容编制预报表所用概略位置坐标应采用测区中心位置的经纬度预报时间应选用作业期的中间时间当测区较大作业时间较长时应按不同时间和地区分段编制预报表编制预报表所用概略星历龄期不应超过否则应重新采集一组新的概略星历作业组在观测前应根据作业的接收机台数网形设计及卫星预报表编制作业调度表其内容应包括观测时间测站号测站名称及接收机号等项并应符合本规程附录的要求观测准备每天出发前应检查电池容量是否充足仪器及其附件应携带齐全作业前应检查接收机内存或磁盘容量是否充足天线安置应符合下列要求作业员到测站后应先安置好接收机使其处于静置状态然后再安置天线天线可用脚架直接安置在测量标志中心的垂线方向上对中误差应天线应整平天线基座上的圆气泡应居中需在觇标基板上安置天线时应先卸去觇标顶部将标志中心按现行作业标准城市测量规范中有关规定投影至基板上然后依投影点安置天线天线定向标志应指向正北定向误差不宜超过对于定向标志不明显的接收机天线可预先设置标记每次应按此标记安置仪器观测作业要求观测组应严格按调度表规定的时间进行作业保证同步观测同一卫星组当情况有变化需修改调度计划时应经作业队负责人同意观测组不得擅自更改计划 接收机电源电缆和天线电缆应联接无误接收机预置状态应正确然后方可启动接收机进行观测每时段开机前作业员应量取天线高并及时输入测站名年月日时段号天线高等信息关机后再量取一次天线高作校核两次量天线高互差不得大于取平均值作为最后结果记录在手簿若互差超限应查明原因提出处理意见记入测量手薄备注栏中天线高的量取方法应符合本规程附录的要求量取的部位应在观测手薄上绘制略图接收机开始记录数据后作业员可使用专用功能键选择菜单查看测站信息接收卫星数卫星号各通道信噪比实时定位结果及存贮介质记录情况等仪器工作正常后作业员应及时逐项填写测量手簿中各项内容当时段观测时间超过以上应每隔记录一次记录手簿应符合本规程附录的规定一个时段观测过程中不得进行以下操作关闭接收机又重新启动进行自测试发现故障除外改变卫星高度角改变数据采样间隔改变天线位置按动关闭文件和删除文件等功能键观测员在作业期间不得擅自离开测站并应防止仪器受震动和被移动防止人和其他物体靠近天线遮挡卫星信号接收机在观测过程中不应在接收机近旁使用对讲机雷雨过境时应关机停测并卸下天线以防雷击观测中应保证接收机工作正常数据记录正确每日观测结束后应及时将数据转存至计算机硬软盘上确保观测数据不丢失 外业观测记录记录项目应包括下列内容测站名测站号观测月日年积日天气状况时段号观测时间应包括开始与结束记录时间宜采用协调世界时填写至时分接收设备应包括接收机类型及号码天线号码近似位置应包括测站的近似纬度近似经度与近似高程纬度与经度应取至高程应取至天线高应包括测前测后量得的高度及其平均值均取至观测状况应包括电池电压接收卫星信噪比故障情况等记录应符合下列要求原始观测值和记事项目应按规格现场记录字迹要清楚整齐美观不得涂改转抄外业观测记录各时段观测结束后应及时将每天外业观测记录结果录入计算机硬盘或软盘接收机内存数据文件在卸到外存介质上时不得进行任何剔除或删改不得调用任何对数据实施重新加工组合的操作指令 数据处理基线解算基线解算可采用双差相位观测值对于边长超过的基线解算时也可采用三差相位观测值卫星广播星历坐标值可作基线解的起算数据对于特大城市的首级控制网也可采用其他精密星历作为基线解算的起算值基线解算中所需的起算点坐标应按以下优先顺序采用国家级网控制点或其他高等级网控制点的已有系坐标国家或城市较高等级控制点转换到系后的坐标值不少于观测的单点定位结果的平差值提供的系坐标在采用多台接收机同步观测的一个同步时段中可采用单基线模式解算也可以只选择独立基线按多基线处理模式统一解算同一级别的网根据基线长度不同可采用不同的数学处理模型但内的基线必须采用双差固定解以内的基线可在双差固定解和双差浮点解中选择最优结果及其以上的基线可采用三差解作为基线解算的最终结果对于所有同步观测时间短于的快速定位基线应采用符合要求的双差固定解作为基线解算的最终结果 基线解算的质量检验同一时段观测值基线处理中二三等数据采用率都不宜低于采用单基线处理模式时对于采用同一种数学模型的基线解其同步时段中任一三边同步环的坐标分量相对闭合差和全长相对闭合差不宜超过表的规定同步环坐标分量及环线全长相对闭合差的规定表等级二等三等四等一级二级限差类型坐标分量相对闭合差环线全长相对闭合差对于采用不同数学模型的基线解其同步时段中任一三边同步环的坐标分量闭合差和全长相对闭合差按独立环闭合差要求检核同步时段中的多边形同步环可不重复检核无论采用单基线模式或多基线模式解算基线都应在整个网中选取一组完全的独立基线构成独立环各独立环的坐标分量闭合差和全长闭合差应符合下式的规定式中环闭合差独立环中的边数复测基线的长度较差不宜超过下式的规定 补测与重测无论何种原因造成一个控制点不能与两条合格独立基线相连结则在该点上应补测或重测不得少于一条独立基线可以舍弃在复测基线边长较差同步环闭合差独立环闭合差检验中超限的基线但应保证舍弃基线后的独立环所含基线数不得超过表的规定当超过表的规定时应重测该基线或者有关的同步图形由于点位不符合测量要求而造成一个测站多次重测仍不能满足各项限差技术规定时可按技术设计要求另增选新点进行重测网平差处理当各项质量检验符合要求时应以所有独立基线组成闭合图形以三维基线向量及其相应方差协方差阵作为观测信息以一个点的系三维坐标作为起算依据进行网的无约束平差无约束平差应提供各控制点在系下的三维坐标各基线向量三个坐标差观测值的总改正数基线边长以及点位和边长的精度信息在无约束平差确定的有效观测量基础上在国家坐标系或城市独立坐标系下应进行三维约束平差或二维约束平差约束点的已知点坐标已知距离或已知方位可作为强制约束的固定值也可作为加权观测值平差结果应输出在国家或城市独立坐标系中的三维或二维坐标基线向量改正数基线边长方位以及坐标基线边长方位的精度信息转换参数及其精度信息无约束平差中基线向量的改正数绝对值应满足下式要求 当超限时可认为该基线或其附近存在粗差基线应采用软件提供的方法或人工方法剔除粗差基线直至符合上式要求约束平差中基线向量的改正数与剔除粗差后的无约束平差结果的同名基线相应改正数的较差应符合下式要求当超限时可认为作为约束的已知坐标距离已知方位与网不兼容应采用软件提供的或人为的方法剔除某些误差较大的约束值直至符合上式要求 技术总结与成果资料提交测量全部工作结束后应编写技术总结报告内容应包括测区概况自然地理条件等任务来源测区已有测量情况施测目的和基本精度要求施测单位施测起止时间技术依据作业人员情况接受设备类型与数量以及检验情况观测方法重测补测情况作业环境重合点情况工作量与工日情况野外数据检核起算数据情况数据后处理内容方法与软件情况外业观测数据质量分析与野外检核计算情况方案实施与规范执行情况提交成果中尚存问题和需说明的其他问题各种附表与附图测量任务完成后应提交下列资料技术设计书卫星可见性预报表和观测计划外业观测记录含软盘测量手簿及其他记录数据加工处理中生成的文件资料和成果表网示意图技术总结和成果验收报告造点埋石后的资料应符合本规程第节的规定 附录点点之记点点之记日期年月日记录者绘图者校对者名点土质点号名及相邻点标石说明种名号单双层类类型旧点里程通视否旧点名所在地交通路线所在图幅号概略位置略图备注 附录各等级点标志及标石埋设图不锈钢普通钢附图金属标志图附图不锈钢标志图单位单位注金属标志制作材料为铸铁或其他金属品不锈钢标志可采用直径长度为不锈钢材料下部采用普通钢筋焊接而成图中处为测量单位名称 上石块新土捣固之土石层附图二三等点标附图岩石地区各等级石埋设图单位点标石埋设图单位钢筋附图四等一二级附图建筑物上各等级点标石埋设图单位点标石埋设图单位注建筑物顶上标石和顶面连接应牢固在山区及冻土地区小三角点标石尺寸和深度可自行设计 附录接收机内部噪声水平用零基线检验的方法零基线是采用功率分配器简称功分器将同一天线输出信号分成功率相位相同的两路或多路信号送到接收机然后将观测数据进行双差处理求得坐标增量作为检验仪器固有误差由于这种方法所测得的坐标增量可以消除卫星几何图形的影响天线相位中心偏移大气传播时延误差信号多路经效应误差及仪器对中误差等所以是检验接收机钟差信号通道时延延迟锁相环误差及机内噪声等电性能所引起的定位误差的一种有效方法零基线测试方法天线功分器接收机接收机图零基线测试连接框图应选择周围高度角以上无障碍物的地方安放天线按图连接天线功分器和接收机连接电源两台接收机应同步接收四颗以上卫星当交换功分器与接收机接口时应再观测一个时段应用随机软件计算零基线坐标增量和基线长度其基线误差应小于否则应送厂检修或降低级别使用 附录天线相位中心稳定性的检验该项检验可在标准基线比较基线场或检测场上进行检测时可以将接收机带天线两两配对置于基线的两端点天线应精确对中定向指标线指向正北观测一个时段然后交换接收机与天线再观测一个时段按上述方法在与该基线垂直的基线上不具备此条件可将一个接收机天线固定指北其他接收机天线绕轴顺时针转动进行同样观测观测结束应用随机软件解算各时段三维坐标计算各时段坐标差和基线长其误差不应超过仪器标称精度的倍固定误差否则应送厂返修或降低级别使用 附录光学对点器的检验与校正检验和校正方法很多在此仅介绍一种检验方法把基座置在三脚架上整平后用铅笔沿基座底板四周将它的轮廓画在三角架头上在地板上放一张毫米方格纸读出光学对中器在毫米纸上的十字丝位置然后转动基座并小心地在其他两个位置上把底座板放进铅笔画的轮廓中在每转动一次就得整平并读出光学对中器十字丝的位置如果三次读数相符则光学对点器是正确的否则不正确就需进行校正工作校正方法先找出三个位置所构成的误差三角形的中心然后用校正拨针把两个水平校正螺丝放松旋转使十字丝能随着另一个竖直螺丝的运动而移动放松竖直螺丝的锁定环然后旋转这个螺丝直至看到水平十字丝对准地面标点再将两水平螺丝拧紧各稍微松开其中一个并立即上紧另一个螺丝再拧紧锁定环但不要拧得太紧或太松否则光学对点器不会保持在校正的位置上 附录测量作业调度表测量作业调度表时段观测测站号名测站号名测站号名测站号名测站号名测站号名编号时间机号机号机号机号机号机号 附录天线高测定方法及要求在觇标基板上安置天线时应采用经过鉴定的钢尺三次量取标志中心至觇标基板下沿的高度两次差不应大于取平均值为量取天线基板厚度以及量取基板上沿平面至厂方指定的天线高部位则天线高为在三角架上天线高的量取应符合下列要求当备有专用量取仪器高的直角杆设备时可直接量取标志中心至厂方指定天线高部位的高度当备有专用测杆时可在三个互成的折线形孔读取标志中心至厂方指定天线高部位的距离其互差应小于取平均值为已知天线基板半径为则天线高按下式计算采用无专用测高设备的仪器时可采用小钢卷尺从脚架三个空档互成量取从三脚架上沿至标志中心的距离互差应小于取平均值为并量取从脚架上沿至厂方提供天线高部位为已知天线基板半径为则天线高按下式计算上在观测墩上安置天线时用小钢卷尺从天线基座下表面量至标石中心高度值然后加上厂方指定的平均相位中心至天线基座下表面的高度值即为天线高 附录外业观测手簿工程外业观测手簿观测者姓名日期年月日测站名测站号时段号天气状况本测站为测站近似坐标新点等大地点经度纬度等水准点高程记录时间北京时间区时开录时间结束时间接收机号天线号天线高测后校核值平均值天线高量取方式略图测站略图及障碍物情况观测状况记录电池电压块条接收卫星号信噪比故障情况备注 附录本规程用词说明为了便于在执行本规程条文时区别对待对要求程度不同的用词说明如下表示很严格非这样作不可的用词正面词采用必须反面词采用严禁表示严格在正常情况下均应这样作的用词反面词采用应反面词采用不应或不得表示允许稍有选择在条件许可时首先应这样作的用词正面词采用宜或可反面词采用不宜条文中指明应按其他有关标准执行的写法为应按执行或应符合的要求或规定非必须按照所指的标准执行的写法为可参照的要求或规定 附加说明本规程主编单位参加单位和主要起草人员名单主编单位北京市测绘设计研究院参编单位武汉测绘科技大学同济大学清华大学南京市测绘研究院长沙市勘察测绘研究院青岛市勘察测绘研究院主要起草人洪立波刘大杰金善火昆孟庆遇刘经南过静君刘长春蒋达善'