GB 50633-2010 核电厂工程测量技术规范
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Ⅲ GPS观测

3.2.7 GPS控制测量作业的基本技术要求,应符合表3.2.7的规定。

表3.2.7 GPS控制测量作业的基本技术要求

关于GPS控制测量作业的基本技术要求:

1 GPS定位有绝对定位和相对定位两种形式,本规范所指的定位方式为相对定位。

依据测距的原理,GPS定位可划分为伪距法定位、载波相位测量定位和GPS差分定位等。本章的GPS定位特指载波相位测量定位,测地型接收机目前主要采用载波相位观测值等进行相对定位。

2 GPS定位卫星同时使用了两种不同频率的载波,即频率为1575.42MHz(波长约为19.0cm)的L1载波和频率为1227.60MHz(波长约为24.4cm)的L2载波。

只能接收L1载波的接收机称为单频接收机,能同时接收L1载波和L2载波的接收机称为双频接收机。利用双频技术可以建立较为严密的电离层修正模型,通过改正计算,可以消除或减弱电离层折射对观测量的影响,从而获得很高的精度,这便是后者的优点。对于前者,虽然可以利用导航电文所提供的参数,对观测量进行电离层影响修正,但由于修正模型尚不完善,故精度较差。对一般的工程控制网,单频接收机便能满足精度要求。但对于有特殊精度要求的工程控制网特别是部分基线边很长时,建议采用双频卫星定位接收机。

3 GPS卫星有两种星历,即卫星广播星历和精密星历。

通常我们所直接接收到的星历便是卫星广播星历,它是一种外推星历或者说预估星历。虽然在GPS卫星广播星历中给出了卫星钟差的预报值,但误差较大。可见卫星广播星历的精度相对不高,但通常可满足工程测量的需要。

对于有特殊精度要求的工程控制网,如高精度变形监测网,需采用精密星历处理卫星定位观测数据,才能获得更高的基线测量精度。

4 工程控制网的建立可采用静态和快速静态两种GPS作业模式。

在现行国家标准《工程测量规范》GB 50026中规定建立四等及四等以上的工程控制网时,需采用静态定位。但考虑到GPS测量规范中C、D级控制网均允许采用快速静态定位的模式,同时考虑到快速静态定位在观测时间上及GPS观测数据处理上的优越性,故在本规范中允许四等工程控制网采用快速静态定位的模式。

5 观测时段的长度和数据采样间隔的限制,是为了获得足够的数据量。足够的数据量有利于整周未知数的解算、周跳的探测与修复和观测精度的提高。

由于采用双频接收机可以较快获得整周未知数的解算结果,所以规定双频接收机用于一、二级的快速静态定位测量的时间可以缩短至10min。

6 GPS定位的精度因子通常包括:平面位置精度因子HDOP,高程位置精度因子VDOP,空间位置精度因子PDOP,接收机钟差精度因子TDOP,几何精度因子GDOP等。

用户接收机普遍采用空间位置精度因子(又称图形强度因子)PDOP值,来直观地计算并显示所观测卫星的几何分布状况。其值的大小与观测卫星在空间的几何分布变化有关。所测卫星高度角越小,分布范围越大,PDOP值越小。实际观测中,为了减弱大气折射的影响,卫星高度角不能过低。在满足15°高度角的前提下,PDOP值越小越好。

为了保证观测精度,四等及以上等级限定为PDOP≤6,一、二级限定为PDOP≤8。

作业过程中,如受外界条件影响,持续出现观测卫星的几何分布图形很差,即PDOP值不能满足规范的要求时,则要求暂时中断观测并做好记录;待条件满足要求时,可继续观测;如果经过短时等待,依然无法满足要求时,则需要考虑重新布点。

7 由于工程控制网边长相对较短(二等网的平均边长也不超过10km),卫星信号在传播中所经过的大气状况较为相似,即同步观测中,经电离层折射改正后的基线向量长度的残差小于1×10-6。若采用双频接收机时,其残差会更小。加之在测站上所测定的气象数据有一定局限性,因此作业时可不观测相关气象数据。

3.2.8 对于规模较大的GPS测区,应编制作业计划。

GPS测量作业计划的编制仅限于规模较大的测区,其目的是为了进行统一的组织协调。编制预报表时所需测区中心的概略经纬度,可从小比例尺地图上量取并精确至分。小测区则无需进行此项工作。

3.2.9 GPS测量在观测前,应对接收机进行预热和静置,同时应检查电池的容量、接收机的内存和可储存空间是否充足。

接收机预热和静置的目的,是为了让接收机自动搜索并锁定卫星,并对机内的卫星广播星历进行更替,同时也是为了使机内的电子元件运转稳定。随着接收机制造技术的进一步完善,本条对预热和静置的时间不进行统一规定,应根据接收机的品牌及性能具体掌握。

3.2.10 GPS观测,安置天线对中误差不应大于2mm,天线高量取应精确至1mm。

关于天线安置的对中误差和天线高的量取规定,主要是为了减少人为误差对测量精度的影响,通常情况下都应该满足这一要求。

本条只提供了量取天线高的限差要求,由于当前GPS接收机天线类型的多样化,则天线高量取部位各不相同,因此作业前应熟悉所使用的GPS接收机的操作说明,并严格按其要求量取。

3.2.11 GPS测量作业时,应避免在接收机近旁使用无线电通信工具。

3.2.12 GPS测量作业时应做好控制点点名、接收机序列号、仪器高、开关机时间等相关信息的测站记录。GPS记录手簿格式应符合本规范附录D的规定。

由于GPS接收机数据采集的高度自动化,其记录载体不同于常规测量,人们容易忽视数据采集过程的其他操作。如果不严格执行各项操作或人工记录有误,如点名、点号混淆将给数据处理造成麻烦,天线高量错也将影响成果质量,以致造成超限返工。因此,应认真填写测站记录表格,应记录包括控制点点名、接收机序列号、仪器高、开关机时间等相关的测站信息。