GPS測量步驟

GPS測量是利用兩臺GPS接收機接受空間軌道上4顆以上GPS衛星發射的載波信號，通過一定的計算方法，求出兩臺GPS接受機天線相位中心的距離。本節試介紹GPS全球衛星定位系統在工程測量中的應用，包括衛星定位測量控制網的布設、衛星定位控制點位的選定及GPS外業觀測步驟。

一、衛星定位測量控制網的布設

衛星定位測量控制網的布設，應符合下列要求:

(1)應根據測區的實際情況、精度要求、衛星狀況、接收機的類型和數量以及測區已有的測量資料進行綜合設計。

(2)首級網布設時，宜聯測2個以上高等級國家控制點或地方坐標系的高等級控制點;對控制網內的長邊，宜構成大地四邊形或中點多邊形。

(3)控制網應由獨立觀測邊構成一個或若干個閉合環或附合路線:各等級控制網中構成閉合環或附合路線的邊數不宜多于6條。

(4)各等級控制網中獨立基線的觀測總數，不宜少于必要觀測基線數的1.5倍。

(5)加密網應根據工程需要，在滿足精度要求的前提下可采用比較靈活的布網方式。

(6)對于采用GSP-RTK測圖的測區，在控制網的布設中應顧及參考站點的分布及位置。

二、衛星定位控制點位的選定

(1)點位應選在土質堅實、穩固可靠的地方，同時要有利于加密和擴展，每個控制點至少應有一個通視方向。

(2)點位應選在視野開闊，高度角在15°以上的范圍內，應無障礙物;點位附近不應有強烈干擾接收衛星信號的干擾源或強烈反射衛星信號的物體。

(3)充分利用符合要求的舊有控制點。

三、GPS外業觀測

1.GPS觀測準備工作

(1)GPS接收儀的一般性檢視

主要檢查接收機各部件是否齊全、完好，緊固部件是否松動與脫落，設備的使用手冊及資料是否齊全等。

(2)通電檢驗

通電檢驗的主要項目包括:設備通電后有關信號燈、按鍵、顯示系統和儀表工作情況，以及自測試系統工作情況。當自測試正常后，按操作步驟進行衛星捕獲與跟蹤，以檢驗其工作情況。

(3)試測檢驗

試測檢驗主要是檢驗接收機精度及其穩定性。試測檢驗是在不同長度的基線上進行，兩臺GPS接收機所測的基線長與標準值比較，以確定接收機的精度和穩定性。通常至少應在每年使用接收機前進行一次檢驗。

(4)編制GPS衛星可見性預報及觀測時段的選擇

GPS定位精度與觀測衛星的幾何圖形有密切關系，衛星幾何圖形的強度越好，定位精度越高，從觀測站觀測衛星的高度角越小，衛星分布范圍越大，則幾何精度因子GDOP值越小，定位精度越高，通常要求GDOP值小于6。

通常GPS接收機的商用數據處理系統都帶有衛星可見預報軟件。使用軟件時，需在當前子目錄下存有前觀測時衛星星歷文件;調入預報軟件后，輸入預計觀測站的概略坐標、預計觀測日期和觀測衛星的高度的截止角。軟件首先讀取前期衛星星歷文件的衛星日程表，軟件按預計觀測日期計算衛星位置，再利用測站坐標計算衛星高度角，選取高度角大于高度的截止角的所有衛星進行預報，按時間順序列出所有可見衛星信息。

2.觀測工作

觀測工作包括天線安置，GPS接收儀安置與操作，氣象參數測定及測站記錄等。

(1)天線安置

天線的精確安置是實現精密定位的前提條件之一。通常情況下，天線應盡量利用三腳架安置在標志中心的垂線方向上，直接對中;天線的圓水準泡必須居中;天線定向標志線應指向正北，并顧及當地磁偏角的影響，以減弱相位中心偏差的影響，定向誤差一般不應大于土5°。

天線安置后，應在各觀測時段的前后各量取天線高一次。兩次量高之差不應大于3mm。取平均值作為最后天線高。如果互差超限，應查明原因，提出處理意見，記入觀測記錄。

(2)安置GPS接收儀

在離天線的適當位置的地面上安放接收儀，用電纜把接收儀與電源、天線及控制器連接好，確認無誤后，打開電源開關，進行預熱和靜置。

(3)開機觀測

觀測的主要任務是捕獲GPS衛星信號并對其進行跟蹤、接收和處理信號，以獲取所需的定位觀測數據。