GPS测量步骤

GPS测量是利用两台GPS接收机接受空间轨道上4颗以上GPS卫星发射的载波信号，通过一定的计算方法，求出两台GPS接受机天线相位中心的距离。本节试介绍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的布设、卫星定位控制点位的选定及GPS外业观测步骤。

一、卫星定位测量控制网的布设

卫星定位测量控制网的布设，应符合下列要求:

(1)应根据测区的实际情况、精度要求、卫星状况、接收机的类型和数量以及测区已有的测量资料进行综合设计。

(2)首级网布设时，宜联测2个以上高等级国家控制点或地方坐标系的高等级控制点;对控制网内的长边，宜构成大地四边形或中点多边形。

(3)控制网应由独立观测边构成一个或若干个闭合环或附合路线:各等级控制网中构成闭合环或附合路线的边数不宜多于6条。

(4)各等级控制网中独立基线的观测总数，不宜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可采用比较灵活的布网方式。

(6)对于采用GSP-RTK测图的测区，在控制网的布设中应顾及参考站点的分布及位置。

二、卫星定位控制点位的选定

(1)点位应选在土质坚实、稳固可靠的地方，同时要有利于加密和扩展，每个控制点至少应有一个通视方向。

(2)点位应选在视野开阔，高度角在15°以上的范围内，应无障碍物;点位附近不应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有控制点。

三、GPS外业观测

1.GPS观测准备工作

(1)GPS接收仪的一般性检视

主要检查接收机各部件是否齐全、完好，紧固部件是否松动与脱落，设备的使用手册及资料是否齐全等。

(2)通电检验

通电检验的主要项目包括:设备通电后有关信号灯、按键、显示系统和仪表工作情况，以及自测试系统工作情况。当自测试正常后，按操作步骤进行卫星捕获与跟踪，以检验其工作情况。

(3)试测检验

试测检验主要是检验接收机精度及其稳定性。试测检验是在不同长度的基线上进行，两台GPS接收机所测的基线长与标准值比较，以确定接收机的精度和稳定性。通常至少应在每年使用接收机前进行一次检验。

(4)编制GPS卫星可见性预报及观测时段的选择

GPS定位精度与观测卫星的几何图形有密切关系，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，则几何精度因子GDOP值越小，定位精度越高，通常要求GDOP值小于6。

通常GPS接收机的商用数据处理系统都带有卫星可见预报软件。使用软件时，需在当前子目录下存有前观测时卫星星历文件;调入预报软件后，输入预计观测站的概略坐标、预计观测日期和观测卫星的高度的截止角。软件首先读取前期卫星星历文件的卫星日程表，软件按预计观测日期计算卫星位置，再利用测站坐标计算卫星高度角，选取高度角大于高度的截止角的所有卫星进行预报，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接收仪安置与操作，气象参数测定及测站记录等。

(1)天线安置

天线的精确安置是实现精密定位的前提条件之一。通常情况下，天线应尽量利用三脚架安置在标志中心的垂线方向上，直接对中;天线的圆水准泡必须居中;天线定向标志线应指向正北，并顾及当地磁偏角的影响，以减弱相位中心偏差的影响，定向误差一般不应大于土5°。

天线安置后，应在各观测时段的前后各量取天线高一次。两次量高之差不应大于3mm。取平均值作为最后天线高。如果互差超限，应查明原因，提出处理意见，记入观测记录。

(2)安置GPS接收仪

在离天线的适当位置的地面上安放接收仪，用电缆把接收仪与电源、天线及控制器连接好，确认无误后，打开电源开关，进行预热和静置。

(3)开机观测

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