GPS测量工作程序可分为方案设计、选点建立标志、外业观测、成果检核和内业数据处理等阶段。其中，以载波相位观测值为主的相对定位测量是目前GPS测量普遍采用的精密定位方法。下面以此方法为例介绍其定位方法和工作程序。
1.GPS控制网设计
控制网设计是进行GPS测量的基础，应依据国家有关规范规程及GPS网的用途、用户要求等因素进行网形、精度和基准设计。
（1）各级GPS测量的精度指标。GPS精度指标取决于网的用途、实际需要和设备等。在各级GPS控制网中，相邻点之间的距离误差σ表示如下：
式中 σ——标准差（mm）；
a——固定误差（mm）；
b——比例误差系数（ppm）；
d——相邻点之间的距离（ppm）。
不同用途的GPS网精度是不同的，用于地壳形变及国家基本大地测量的GPS网可以参照《全球定位系统（GPS）测量规范》（GB/T18314—2009）；用于城市或工程的GPS网，其精度可以参照《卫星定位城市测量技术标准》（CJJ/T73—2019）执行。各级GPS网测量基本技术规定应符合表5-15的要求。
表5-15 各级GPS网测量基本技术要求
GPS测量中，大地高差的限差（固定误差a和比例误差b）可按表5-16放宽一倍执行。
表5-16 固定误差与比例误差
AA 级和A 级点平差后，在ITRF地心参考框架中的点位精度及连续观测站经多次观测后计算的相邻点之间基线长度的年变化率的精度要求见表5-17。
表5-17 点位精度及基线长度年变化率的精度要求
（2）GPS网的基准设计。GPS测量获得的是GPS基线向量，它属于WGS-84坐标系的三维坐标，而实际需要的是国家坐标系（北京54）或地方坐标系。在GPS网设计时必须明确GPS成果所采用的坐标系和起算数据，即GPS网的基准。GPS网基准包括位置基准、方位基准和尺度基准。方位基准一般由给定的起算方位角值确定，也可由GPS基线向量的方位作为基准；尺度基准一般由地面电磁波测距确定，也可由两个以上的起算点间距确定，还可由GPS基线向量的距离确定；位置基准一般由给定的起算点坐标确定。因此，GPS网的基准设计实质上主要是指确定网的位置基准问题。
（3）GPS网的图形设计。因为GPS网测量点之间无须相互通视，所以网形设计具有很大的灵活性。网形布设通常有点连式、边连式、网连式及边点混合连接式四种。点连式是指相邻同步图形之间仅有一个公共点连接，图形强度较弱且检查条件少，一般不单独使用，如图5-25（a）所示；边连式是指相邻同步图形之间有一条公共边连接，其图形强度和可靠性优于点连式，如图5-25（b）所示；网连式如图5-25（c）所示，是指相邻同步图形之间有两个以上的公共点连接，这种方法需要四台以上的GPS接收机，其图形几何强度和可靠性指标相当高，但花费时间和经费比较多，多用于高精度控制网；边点混合连接式如图5-25（d）所示，是将边连式和点连式有机地结合起来，其周边的图形应尽量采用边连式，这样可保证网的精度，提高可靠性且减少外业工作量，降低成本，是比较理想的布网方法。
另外，低等级GPS测量或碎部测量可以采用星连式，这种方式图形简单，无检核条件，作业速度快，如图5-25（e）所示。
图5-25 GPS网的图形设计
（a）点连式；（b）边连式；（c）网连式；（d）边点混合连接式；（e）星连式
【提示】
（1）GPS网一般应通过独立观测边构成闭合图形，以增加检核条件，提高网的可靠性。(www.xing528.com)
（2）GPS网点应尽可能与控制网点重合。重合点一般不应少于三（不足时应连测）个且在网中分布均匀。
（3）GPS网点虽然不需要通视，但是为了便于常规连测和加密，要求控制点至少与一个其他控制点通视，或者在控制点附近300 m 外布设一个通视良好的方位点，以便建立连测方向。
（4）进行高程测量时，GPS网点尽可能与水准点重合，非重合点应根据要求以水准测量方法进行联测，或在网中布设一定密度的水准点，进行同等级水准连测。
2.选点建立标志
GPS测量选点时应满足以下要求：
（1）点位应尽量选在便于安置接收机、视野开阔的位置；点位目标要显著，视场周围15°以上不应有障碍物，以便减少GPS信号的阻挡或被吸收；要选在交通方便、土质坚硬、便于保存、有利于其他手段联测的地方。
（2）GPS点应避开对电磁波接收有强烈吸收、反射等干扰影响的强干扰体和大面积水域，如无线电发射源、高压输电线、电台、高层建筑和大范围水面等。
（3）点位选定后，按要求埋设标石，并绘制点之记、测站环视图和GPS网选点图。
3.外业观测
外业观测是利用接收机接收来自GPS卫星的无线电信号，主要包括天线安置和接收机操作及气象数据记录等工作。
（1）天线安置。观测时，先在点位上安置接收机，操作程序为对中、整平、精确定向并量取天线高。
（2）接收机操作。在离开天线不远的地面上安放接收机，接通接收机至电源、天线、控制器的连接电缆，并经预热处理和静置后，即可启动接收机进行数据采集。观测数据由接收机自动形成，并保存在接收机存储器中，供随时调用和处理。目前，接收机的智能化程度比较高，所以要严格按照仪器说明进行操作。
外业观测前应对测区的情况作一个详细的了解，内容包括点位情况、测区内交通状况、民风民俗、测量人员的食宿安排等。另外，由于不同时间，测区上空的卫星个数、分布和PDOP值是变化的，为了保证野外数据采集的质量，必须进行星历预报（即根据测区的地理位置，以及最新的星历对卫星状况进行预报，作为选择合适的观测时间段的依据）。
4.成果检核和数据处理
（1）成果检核。按照《全球定位系统（GPS）测量规范》（GB/T18314—2009）要求，对各项检查内容严格检查，确保准确无误后进行数据处理。
（2）数据处理。GPS接收机记录的是GPS接收机天线到卫星的伪距、载波相位和星历等数据。GPS数据处理要从原始的观测值出发得到最终的测量定位成果，其数据处理过程主要可分为基线向量解算、基线向量网平差及GPS网平差阶段。
由于GPS测量信息量大、数据多，采用的数字模型和解算方法比较复杂，在实际工作中，一般是应用电子计算机通过一定的计算程序完成数据处理工作。
课后讨论
1.导线布设的形式有哪些？为何要布设成一定的形状？
2.简述一级导线的技术要求。
3.简述导线外业施测的步骤。
4.简述导线内业处理的步骤。
5.如何分配导线计算中的路线内角和闭合差与坐标增量闭合差？
6.四等水准测量一测站观测程序是什么？
7.三角高程测量的使用范围是什么？
8.三角高程测量的原理及计算公式是什么？
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