GPS测量操作步骤详细介绍

GPS测量是利用两个GPS接收器在空间轨道上接收超过4颗GPS卫星发射的载波信号，并通过一定的计算方法找出两个GPS接收器天线相位中心之间的距离。本节介绍了GPS全球卫星定位系统在工程测量中的应用，包括卫星定位测量控制网络的布局、卫星定位控制点的选择和GPS外业的观测步骤。

一、卫星定位测量控制网布置

卫星定位测量控制网布置应符合下列要求：

(1)根据测量区域的实际情况、精度要求、卫星状况、接收机的类型和数量以及测量区域内现有的测量数据进行综合设计。

(2)首级网布置时，应联测两个以上高等级国家控制点或地方坐标系的高等级控制点；对于控制网中的长边，应形成大地四边形或中点多边形。

(3)控制网应由独立观测边组成一个或多个闭合环或附合路线：各级控制网中构成闭合环或附合路线的边数不得超过6条。

(4)各级控制网中独立基线的观测总数不得少于必要观测基线数的1.5倍。

(5)加密网应根据工程需要，在满足精度要求的前提下，采用更灵活的布网方式。

(6)对于采用GSP-RTK测图的测区，应考虑控制网布置中参考站点的分布和位置。

二、卫星定位控制点的选择

(1)点位应选择在土壤坚实、稳定可靠的地方，并有利于加密和扩展。每个控制点至少应有一个视觉方向。

(2)点位要选在视野开阔，高度角为15°以上的范围内，应无障碍物；点附近不得有强烈干扰接收卫星信号的干扰源或强烈反射卫星信号的物体。

(3)充分利用符合要求的旧控制点。

三、GPS外业观察

1.GPS观测准备工作

(1)GPS接收器的一般性检查

主要检查接收机各部件是否齐全完好，紧固件是否松动脱落，设备使用手册和资料是否齐全。

(2)通电检查

通电检查的主要项目包括：设备通电后信号灯、按钮、显示系统和仪表的工作，以及自检系统的工作。自检正常后，按操作步骤捕获和跟踪卫星，检查其工作情况。

(3)试验检验

试验主要是检查接收机的精度和稳定性。试验是在不同长度的基线上进行的。将两台GPS接收机测量的基线长度与标准值进行比较，以确定接收机的精度和稳定性。接收机通常每年至少检查一次。

(4)编制GPS卫星可见性预报和观测期的选择

GPS定位精度与观测卫星的几何图形密切相关。卫星几何图形的强度越好，定位精度越高。从观测站观测卫星的高度角越小，卫星分布范围越大，几何精度因子的GDOP值越小，定位精度越高，通常要求GDOP值小于6。

GPS接收器的商业数据处理系统通常配备卫星可见预报软件。使用该软件时，应在当前子目录下存储前观测时的卫星日历文件；进入预测软件后，输入预计观测站的概略坐标、预计观测日期和观测卫星高度的截止角。软件首先阅读早期卫星日历文件的卫星日程表，根据预期观测日期计算卫星位置，然后利用测站坐标计算卫星高度角，选择高度角大于截止角的所有卫星进行预测，并按时间顺序列出所有可见卫星信息。

2.观测工作

观测工作包括天线安置、GPS接收器安置及操作、气象参数测定及测站记录等。

(1)天线安置

天线的精准放置是实现精准定位的前提之一。一般情况下，天线应尽量放置在标志中心的垂直方向上，直接对中；天线圆水泡必须中间；天线定向标志线应指向北方，考虑当地磁偏角的影响，减弱相位中心偏差的影响，定向误差一般不大于土5°。

天线安置后，每个观测期前后取一次天线高度。两次量高差不应大于3mm。以平均值作为最终天线高度。如果相互差异超过限制，应查明原因，提出处理意见，并记录在观测记录中。

(2)安装GPS接收仪器

将接收器放置在离天线适当位置的地面上，用电缆将接收器连接到电源、天线和控制器上。确认后，打开电源开关进行预热和静置。

(3)开机观察

观测的主要任务是捕获GPS卫星信号并跟踪、接收和处理信号，以获取所需的定位观测数据。

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