GPS测量技术设计是进行GPS定位的最基本性工作，它是依据国家有关规范（规程）及GPS网的用途、用户的要求等，对GPS控制网的网形、精度及基准进行具体的设计。
1.GPS网的技术设计依据
GPS网技术设计的主要依据是GPS测量规范（规程）和测量任务书。
（1）GPS测量规范（规程）
GPS测量规范（规程）是国家质量技术管理部门或各行业部委制定的技术法规，目前GPS网设计的依据的规范（规程）包括如下几项：
1）2001年国家质量技术监督局发布的国家标准（GB）《全球定位系统（GPS）测量规范》（GB/T 18314—2001）。
2）1997年建设部发布的行业标准《全球定位系统城市测量技术规程》（CJJ 739—97）。
3）1992年国家测绘局发布的测绘（CH）行业标准《全球定位系统（GPS）测量规范》（CH 2001—1992），简称CH《规范》。
（2）测量任务书
测量任务书是测量单位的上级主管部门下达的工作任务和技术要求文件。测量合同书是测量单位与合同甲方共同签订的测量任务和技术要求。这些文件是指令性的，它规定了测量任务的范围、目的、精度和密度要求，提交成果资料的项目、时间以及完成任务的经济指标等。
在GPS方案设计时，一般首先依据测量任务书提出的GPS网精度、密度和经济指标，再结合规范规定并现场踏勘后，具体确定布网方案和观测方案。
2.GPS网的精度设计
GPS网的精度设计主要取决于网的用途。用于城市或工程的GPS控制网可根据相邻点的平均距离和精度参考《全球定位系统城市测量技术规程》中的二、三、四等和一、二级，见表14.1。
表14.1 GPS测量精度分级
各等级GPS相邻点间弦长的精度通常用下式表示
式中 σ——GPS基线向量的弦长中误差，亦即等效距离误差，mm；
a——GPS接收机标称精度中的固定误差，mm；
b——GPS接收机标称精度中的比例误差系数，ppm·D；
d——GPS网中相邻点间的距离，km。
实际工作中，精度标准的确定要根据用户的实际需要以及人力、物力、财力情况合理设计，也可参照本部门已有的生产规程和作业经验适当掌握。在具体布设中，可以分级布设，也可以越级布设，或布设同级全面网。
3.GPS点的密度设计
针对不同的任务要求和服务对象，GPS点的密度要求也不同。对工程测量布设点的密度主要满足工程测量的需要，平均边长往往在几公里之内。见表14.1中的“平均距离”一列。
4.GPS网的基准设计
GPS测量获得的是GPS基线向量，它是属于WGS—84坐标系的三维坐标向量，而实际工作中我们需要的是国家坐标系或地方独立坐标系的坐标。所以在GPS网的技术设计时，就必须明确GPS成果转换时所采用的坐标系统和起算数据。我们将这项工作称之为GPS网的基准设计。
GPS网的基准设计主要是确定位置基准，在基准设计时，应充分考虑以下问题。
（1）为了将GPS点的WGS—84坐标值转换为国家或地方坐标值，至少要选定2～3个国家或地方坐标点与工程GPS网联测。
（2）为保证GPS网进行约束平差后坐标精度的均匀性和减少尺度比误差的影响，对GPS网内重合的高等级国家点或原城市等级控制网点，除了与未知点连接图形观测外，对它们也应适当地构成长边图形。(www.xing528.com)
（3）GPS网经平差计算后，可以得到GPS点在地面参照坐标系中的大地高，为了求得GPS点的正常高，可根据具体情况联测高程点，联测的高程点应均匀地分布于网中。
（4）新建的GPS网的坐标系应尽量与测区过去采用的坐标系统一致，如果采用地方独立或工程坐标系，一般还应了解以下参数：①所采用的参考椭球；②坐标系的中央子午线经度；③纵、横坐标加常数；④坐标系的投影面高程以及测区的平均高程异常值；⑤起算点的坐标值。
5.GPS网的图形设计
GPS网的图形设计同步观测不要求通视，与常规控制测量相比有较大的灵活性。GPS网的图形设计主要取决于用户的要求、经费、时间、人力以及所投入的接收机的类型、数量和后勤保障条件。根据不同的用途，GPS网的图形布设通常有点连式、边连式、网连式及边点混连式四种基本连接方式。也有布设成星形连接、附和导线连接、三角锁型连接等。选择什么样的组网，取决于工程所需要的精度、野外条件及接收机台数等因素。
（1）星形网（图14.3）。这种网广泛应用于精度较低的工程测量、地质、地籍和地形测量。
图14.3 星形网图形
图14.4 点连式图形
（2）点连式（图14.4）。这种网所构成的图形几何强度很弱，没有或极少有非同步图形闭合条件，一般不能单独采用。
（3）边连式（图14.5）。该种网的几何强度较高，有较多的复测边和异步图形闭合条件。相同的仪器台数，观测时段数将比点连式大大增加。
（4）边点混连式（图14.6）。该种网形既保证了强度和可靠性，又减少了作业量，降低了成本，是一种较为理想的布网方法。
（5）三角锁（或多边形）连接（图14.7）。适用于狭长地区的GPS布网，如铁路、公路、渠道及管线工程控制。
（6）导线（环）网形连接（图14.8）。形如导线结构式的GPS网，各独立边应构成封闭形状，形成非同步图形，以增加可靠性，适用于精度较低的GPS网。
图14.5 边连式图形
图14.6 边点混合连接图形
14.7 三角锁式连接图形
图14.8 导线网式连接图形
在设计GPS网的图形时要注意以下原则。
（1）GPS网点之间尽管不要求通视，但考虑到利用常规测量手段加密时的需要，每点至少应有一个通视方向。
（2）为了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，应尽量采用原有城市坐标系统。对符合要求的旧点，应充分利用其标石。
（3）在GPS网中不应存在自由基线，因其不构成闭合图形，无发现粗差能力，必须避免出现自由基线。
6.编写GPS测量技术设计书
在接受到测量任务后，依据施工设计图，对测区进行踏勘、调查，尤其是对现有控制点的情况要做到认真、详细调查；收集图件有关资料；结合配备的测量设备、人员，测量任务的时间要求，编写GPS测量技术设计书。设计书应包括的内容有：任务来源及工作量、测区概况、布网方案、选点与埋标、观测计划、数据处理方法及软件、完成任务的措施。
免责声明：以上内容源自网络，版权归原作者所有，如有侵犯您的原创版权请告知，我们将尽快删除相关内容。
