(QDCORS)RTK测量作业规定教学文稿.doc

(QDCORS)RTK测量作业规定

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青岛市连续运行基准站系统QDCORS

RTK测量作业规定
（试行）

青岛市勘察测绘研究院
二〇〇八年五月

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目 录
1 总则 1
2 术语 2
3 引用标准及文件 4
4 坐标系统和时间 4
4.1 坐标系统 4
4.2 时间 4
5 精度等级 5
5.1 RTK平面测量精度等级 5
5.2 RTK高程测量精度等级 5
6 GNSS RTK平面测量 6
6.1 一般规定 6
6.2 仪器设备 7
6.3 网络RTK测量 8
6.4 基于QDCORS的单基站RTK测量 9
7 动态GNSS高程测量 9
8 数据处理 10
9 质量检查 10
10 上交资料 11
附录A 常规单基站RTK测量 12
附录B GNSS RTK外业观测手簿 13
附录C 用户入网管理规定 14
附录D 网络RTD测量 16

1 总则
本作业规定适用于青岛市连续运行基准站系统的RTK测量，用于青岛市范围内的普通工程控制网测量、管线测量、地籍测量、地形测量、工程测量等测绘业务。规定中未涉及到的内容，按照相关规范执行。
2 术语
1）连续运行基准站系统（Continuously Operating Reference Station System）
由多个连续运行基准站及计算机网络、通讯等技术组成，用于提供不同精度、多种定位等服务的信息系统，简称CORS网或CORS系统。青岛市连续运行基准站系统简称QDCORS。
2）连续运行基准站
长期连续跟踪接收卫星信号的永久性地面观测站。
3）GNSS（Global Navigation Satellite System）
全球导航卫星系统（包括GPS、GLONASS、北斗、GALILEO等）。
4）RTK（Real-Time Kinematic）
利用载波的实时动态差分定位，网络RTK指基于CORS系统的RTK。
5）RTD（Real-Time Differential）
利用伪距的实时动态差分定位，在QDCORS下指使用移动GIS设备（手持GPS）的作业模式。
6）天线高
观测时接收机天线平均相位中心到测站中心标志面的高度。
7）高程异常
似大地水准面相对于参考椭球面的高度。
8）GNSS大地高
点位参照于GNSS参考椭球面的高程。
9）正常高
点位参照于似大地水准面的高程。
10）似大地水准面
从地面点沿正常重力线按正常高相反方向量取高至正常高端点所构成的曲面。
11）似大地水准面精化
利用全球或局部重力场模型，结合重力测量数据、地形数据、卫星测高数据以及GNSS点水准资料等，按照物理大地测量的方法综合确定出高分辨率、高精度的区域似大地水准面。青岛市高精度似大地水准面精化于2004年完成，范围包括青岛市七区范围。
12）GNSS水准点
具有水准观测成果的GNSS点。
13）GNSS高程测量
利用GNSS定位技术、水准测量技术或已建立的似大地水准面模型，获取实测GNSS点的高程异常值，进而得到该点的正常高，称为GNSS高程测量。
14）一测回
在QDCORS环境下，接收机从开机或失锁——接收到卫星信号和差分信息重新完成初始化——到接收规定的历元数完成某点测量的过程称为一测回。
3 引用标准及文件
《全球定位系统（GPS）测量规范》 GB/T 18314-2001
《全球卫星定位系统城市测量技术规范》 CJJ 73－97
《城市测量规范》 CJJ8-99
《全球定位系统城市测量技术规程》 （讨论稿）
4 坐标系统和时间
4.1 坐标系统
4.1.1 在青岛市范围内进行GNSS测量要采用国际大地坐标系WGS-84，当要求采用1980西安坐标系、1954年北京坐标系或城市坐标系时，应进行坐标转换。
4.1.2 进行坐标转换时，要具备下列技术参数：
1）参考椭球几何参数；
2）中央子午线经度值；
3）纵横坐标的加常数；
4）投影面正常高；
5）测区平均高程异常；
6）起算点坐标及起算方位角。
4.1.3 GNSS测量的高程值经改算转换成正常高，高程系统采用1985国家高程基准。
4.2 时间
4.2.1 GNSS测量的时间采用协调世界时UTC记录。当采用GLONASS时或北京标准时BST时，应与UTC进行换算。
4.2.2 GLONASS时与UTC时两者的关系可用GLONASS=UTC+2h换算。
4.2.3 BST时与UTC时两者的关系可用BST=UTC+8h换算。
5 精度等级
5.1 RTK平面测量精度等级
城市GNSS RTK平面测量按精度划分为二级、三级、图根和碎部，布设的平面RTK控制点应满足扩展的需要。GNSS RTK平面测量的技术要求应符合表5.1的规定。
表5.1 GNSS RTK平面测量技术要求
等级
相邻点间距离（m）
点位中误差（cm）
相对
中误差
测回数
二级
≥300
5
≤1/10000
≥3
三级
≥200
5
≤1/6000
≥3
图根
≥100
5
≤1/4000
≥2
碎部
---
图上0.5mm
------
≥1
注：1、困难地区相邻点间距离缩短至表中的2/3，但边长误差不应大于±2cm。
2、界址点、像控点、管线点、细部坐标点按图根等级测量。
3、如需要高程成果，测回数按高程测量要求，见表7.1。
5.2 RTK高程测量精度等级
RTK模式GNSS高程测量按精度等级划分为图根级和碎部级，测量主要的技术要求应符合表5.2的规定。
表5.2 GNSS RTK高程测量主要的技术要求 （单位：cm）
地形
等级
一般地区
山区
高程异常模型内符合中误差
高程
测量
中误差
限差
高程异常模型内符合中误差
高程
测量
中误差
限差
图根
≤±3.0
≤±5.0
≤±10.0
≤±4.5
≤±7.5
≤±15.0
碎部
≤±5.0
≤±7.5
≤±15.0
≤±7.5
≤±11.5
≤±23.0
6 GNSS RTK平面测量
6.1 一般规定
6.1.1 适用对象
基于青岛市连续运行基准站系统的RTK测量，平面主要适用于二级、三级、图根和碎部点及相同精度等级的控制、测量、放样等作业，高程适用于图根和碎部测量或相同精度等级的测量工作。
6.1.2 有效范围
有效范围为QDCORS基准站网及周边20公里范围内。
6.1.3 测量模式
RTK测量可采用网络模式和单基站模式，在系统正常的情况下，不宜采用单基站模式。
6.1.4 测量技术要求
RTK平面测量的主要技术要求应符合本作业规定表5.1的要求，同时在开始作业或重新设置之后，应至少检测一个已知点或重复测量点，检测点至少观测1个测回，检测点点位较差应小于5cm。
6.1.5 作业时卫星状况要求
RTK作业时卫星状况应符合本规程表6.1规定。
表6.1 RTK作业中GNSS卫星状况的基本要求
观测窗口状态
15°以上的卫星个数
PDOP值
良好窗口
≥6
<6
勉强可用的窗口
5
≤8
避免观测的窗口
<5
>8
6.1.6 RTK控制点的选点要求
1）依据设计进行选点，点位的基础应坚实稳定，易于长期保存，并有利于安全作业；
2）点位周围应便于安置接收设备和方便作业，视野应开阔；
3）点位与周围大功率无线电发射源（如电视台、电台、微波站等）的距离应大于200m；与高压输电线的距离应大于50m；
4）点位附近不应有强烈干扰接收卫星信号的物体，如大型建筑物、玻璃幕墙及大面积水面等；
5）点位应选择在交通便利、并有利于扩展和联测的地点；
6）视场内障碍物的高度角不宜大于15º；
7）对符合上述要求的已有控制点，经检查点位稳定可靠时可充分利用；
8）点位选定后应现场标记、画略图。
6.1.7 为维护原始数据文件的严肃性，并确保数据可追溯，测量控制器的系统时间应设置成当前日期和时间。
6.2 仪器设备
6.2.1 RTK测量接收设备应符合下列规定：
1）接收设备应包括双频接收机、天线和天线电缆、数据采集器等。
2）接收设备应具有接收、发送并处理标准差分数据功能。
3）接收设备应操作方便、性能稳定可靠、故障率低、可靠性高。
4）宜选用符合下列测量精度(RMS)指标的RTK接收机：
平面：10mm+1×10-6×d
高程：20mm+1×10-6×d
其中，d—流动站至基准站的距离，以公里为单位。
6.2.2 RTK测量前宜对设备进行以下的检验：
1）数据采集器与接收机的通讯应确保接收机信息能在控制器中显示，控制器发送的指令接收机有响应；
2）通过数据采集器检查通讯链状态。
6.2.3 观测前的设备准备工作包括下列内容：
1）检查GNSS天线、通讯口、接收机接口等设备是否牢固可靠；连接电缆接口是否有氧化脱落或松动；
2）检查数据采集器、接收机等电源是否备足；
3）检查数据采集器内存或贮存卡容量能否满足工作需要；
4）检查接收机的参数设置的正确性；
5）检查水准气泡、基座是否合乎要求；
6)检查天线高度设置是否正确。
6.3 网络RTK测量
6.3.1 网络RTK的主要测量技术应符合本作业规定表5.1的规定。
6.3.2 网络RTK作业时的卫星状况应满足本作业规定表6.1的要求。
6.3.3 网络RTK的用户应在系统服务中心进行注册，获得系统的授权，获得授权后请保护好用户名和密码，并正确使用，否则3次登录错误系统将禁用该用户。
6.3.4 网络RTK测量应在QDCORS系统的有效范围内进行。
6.3.5 网络RTK测量用户应实现与服务中心的双向通讯。
6.3.6 每次开始作业前检查并正确设置天线高信息。
6.3.7 正确设置数据单位、尺度因子、投影参数和坐标系统转换参数，坐标系统转换参数统一使用院技术科提供的参数，如特殊工程求解的局部转换参数必须经过检验测试方可使用。
6.3.8在似大地水准面模型覆盖的范围严禁自行求解局部转换参数等方法获取高程值。
6.3.9 GNSS RTK每测回观测应符合下列要求：
1）开始前应对仪器进行初始化；
2）观测应在RTK固定解收敛至毫米级、水平精度（HRMS）小于1.5cm、垂直精度（VRMS）小于2cm且稳定后开始记录，记录的数据应是观测值的固定解；
3）每测回的自动观测个数不应少于10个有效观测值，观测时间一般可设为20秒（在电子手簿的观测时间中进行设置），每次读数的坐标分量较差应不大于10mm，取平均值作为定位结果；一般地形区（郊区、山区、空旷地区）碎部点观测时间可为5秒（5个历元）以上。
4）如果中间数据中断，本测回数据作废。
5）平面坐标和高程宜记录到0.001m，经、纬度宜记录到0.00001s。
6.3.10 测回间观测记录的时间间隔不应小于一分钟。
6.3.11 测回间的平面坐标分量较差应小于2cm（或小于0.0007s），垂直坐标分量较差应小于3cm，超出时应增加测回数。
6.3.12 当初始化时间超过3分钟仍不能获得固定解时，应断开通讯链接，重启GNSS接收机，再次进行初始化操作。重试次数超过3次仍不能获得初始化时，应取消本次测量，对现场观测环境和通讯链接进行分析，选择观测和通讯条件较好的其它位置重新进行测量。
6.4 基于QDCORS的单基站RTK测量
6.4.1 在系统的网络RTK模式出现故障时，可采用单基站模式（不需要特殊设置，系统会自动转换到单基站模式）。
6.4.2 单基站模式的作业范围与网络模式相同，但离最近基站的距离不应超过30km，如不能满足应采用其他方式测量。
6.4.3 其他要求与网络RTK模式相同。
7 动态GNSS高程测量
7.1 GNSS高程测量按作业过程分为高程异常模型的建立、GNSS测量和高程计算三部分。高程异常模型可利用已有模型或根据需要单独获取。
7.2 在青岛市七区内已建立高精度似大地水准面模型区域采用似大地水准面模型进行GNSS高程计算。
7.3 GNSS高程观测的主要技术要求应符合表7.1规定，取平均值作为最后观测成果。
表7.1 GNSS RTK高程观测的技术要求
等级
观测方法
测回数
管线点、细部坐标点
动态
≥5
图根
动态
≥3
碎部
动态
≥1
注：像控点、BM点按图根级观测
7.4 其他要求与网络RTK平面测量相同。
75 高程的计算
利用随机软件导出观测点的WGS-84三维坐标，编辑成标准格式的文本文件，转发给院技术科进行改算，经改算便可获得1985国家基准高程，输出的结果文件为文本格式。
·文件名命名：
输入文件：简要的工程名＋作业单位＋日期－in.txt（如：“盐场测三080601-in.txt”）
输出文件：简要的工程名＋作业单位＋日期－out.txt
·输入输出数据格式：
输入数据：点名 WGS-84纬度 WGS-84经度 WGS-84大地高
输出数据：点名 WGS-84纬度 WGS-84经度 WGS-84大地高 正常高 高程异常
示例数据： GPS01 36°06'22.73638"N 120°22'10.73845"E 64.372
编辑后输入文件格式： GPS01 36.062273638 120.221073845 64.372
不同的值之间只能用空格分隔(空格可用多个)，并且不能为空值（可用0值），一个观测点占一行，经纬度单位为度分秒，点名可以使用汉字，点名一般不超过10个字长度。
8 数据处理
8.1 及时将外业采集的原始数据从数据采集器中导入计算机，并进行数据备份，应提交原始观测记录，不得进行任何剔除或修改，不得调用任何对数据实施重新加工组合的操作指令，同时对数据采集器内存进行定期整理。
8.2 利用软件导出包括点号、平面坐标、高程、水平精度、垂直精度、卫星数等信息的测量成果表，图根级以上打印并随资料上交，其他上交电子文档。
8.3 利用软件导出观测点WGS-84三维坐标用于高程改算，形成的两个文本文件（见高程计算部分）以电子形式上交归档。
9 质量检查
9.1 对测量成果应进行100％的内业检查，检查应包括下列主要内容：
1）数据文件中的坐标系统参数和天线高设置是否正确；
2）原始观测记录齐全；
3）输出成果完整；
4）观测成果的精度指标、测回间观测值及检核点的较差。
9.2 外业检查按有关规定执行。
10 上交资料
由任务执行部门质检项目负责人根据技术设计书或项目任务书的要求提交GNSS作业的各项资料，具体如下：
1）技术设计书（需要时）；
2）外业观测原始记录文件；
3）测量成果表；
4) 高程改算文本文件；
5）区域坐标转换参数及精度分析（特殊工程单独求解转换参数的情况下）；
6）测量检验资料；
7）技术小结/总结。
上述成果以电子文档或光盘形式上交，并根据工程需要提供纸质文档。
附录A 常规单基站RTK测量
A.1 常规单基站 RTK平面测量（使用电台做数据链的传统RTK测量）按精度划分为二级、三级、图根和碎部，布设的平面RTK控制点应满足扩展的需要。技术要求应符合表A-1的规定。
表A-1 常规单基站RTK平面测量技术要求
等级
相邻点间距离（m）
点位中误差（cm）
相对
中误差
起算点
等级
流动站到单基准站间距离(km)
测回数
二级
≥300
±5
≤1/10000
四等及以上
≤6
≥3
三级
≥200
±5
≤1/6000
四等及以上
≤6
≥3
二级及以上
≤3
图根
≥100
±5
≤1/4000
四等及以上
≤6
≥2
三级及以上
≤3
碎部
——
图上
±0.5mm
——
四等及以上
≤15
≥1
三级及以上
≤10
A.2 常规单基站RTK高程测量，在满足表A-1中规定的起算点等级和流动站到基准站距离的要求下，其他规定和网络RTK高程测量要求相同。
A.3 基准站观测和记录应符合下列规定：
1）安置GNSS接收机天线时，天线的定向标志宜指向正北。对于定向标志不明显的接收机天线，可预先设置定向标志。
2）用三脚架安置GNSS接收机天线时，对中误差应小于3mm；在高标基板上安置天线时，应将标志中心投影到基板上，投影示误三角形最长边或示误四边形对角线应小于5mm。
3）天线高应量测至毫米，测前测后应各量测一次，两次较差不应大于3mm，并取平均值作为最终成果；较差超限时应查明原因，并记录至GNSS外业观测手簿备注栏内。GNSS外业观测手簿格式应符合附录B的规定。
A.4 选择无线电通讯方法时，应按约定的工作频率进行数据链设置，以免串频。
A.5 常规RTK测量的其他相关规定和网络RTK测量相同。
附录B GNSS RTK外业观测手簿
GNSS RTK外业观测手簿
观 测 者 日期 年 月 日
测 站 名 测站号
本测站为： 等控制点 级控制点
记录时间：北京时间 □ UTC □ 区时 □
开机时间： 结束时间：
接收机号： 天线号：
天线高：（m）
1 2. 3. 平均值
电台型号： 电台功率： 电台频率：
备注：

附录C 用户入网管理规定
青岛市连续运行基准站(QDCORS)是由青岛市勘察测绘研究院负责建设管理的高精度GPS综合服务系统，QDCORS由10个连续运行基准站和中心机房及网络系统组成，覆盖青岛市全境范围，系统连续发布伪距差分信号和载波相位差分信号，为青岛市GPS用户提供动态分米级、动态厘米级和静态毫米级定位服务。用户只需一台GPS接收机即可实现精密测量定位，使用移动GIS设备可实现分米级快速定位。系统可广泛应用在规划建设、国土测绘，土地管理、城管、公安、交通、水利、地质、农林等部门，同时服务于气象预报、地震监测等领域，是青岛基础空间信息共享框架的重要组成部分。为保证系统安全、稳定运行服务，制定管理规定如下。
一、 QDCORS用户分为专业测量用户和普通用户两种，专业测量用户需使用测量型GPS设备，普通用户使用移动GIS设备（手持型GPS）。对专业测量用户可提供动态VRS模式服务（厘米级）、静态高精度服务（毫米级），对普通用户提供RTD模式动态亚米级定位服务。
二、 用户入网需要签署入网协议和保密协议，并按规定交纳使用费用，遵守国家和地方有关测绘保密和管理规定。专业测量用户要具备相应测绘资质，同时具备测绘资料保密管理条件，在用户数量限额内入网，并在入网协议规定的区域使用QDCORS系统；普通用户应是政府部门或企事业单位，具有资料保密条件的法人单位。
三、 对长年使用QDCORS的用户，可申请加入QDCORS会员，通过签署会员单位长期合作协议，享受技术服务和使用费用优惠政策。
四、 我院负责系统的管理和维护（以下简称：管理方），负责入网无线网卡的购置和网络通讯使用费用，协助解决用户设备入网技术改造。负责对入网用户的培训和技术支持，开通服务热线电话随时响应用户问题，对用户使用中的技术问题及时解决，需要现场解决的问题24小时内到达，协助解决用户设备、网络等外部原因故障。
五 管理方负责提供统一的坐标系统，协助解决专业测量用户地方坐标系统的转换工作，需要外业测量时用户应按照国家收费标准支付相应费用。专业测量用户如需要后处理高精度服务数据，应事先提出要求，管理方根据国家有关规定提供免费下载数据服务。
六、 管理方要建立系统管理制度，指定专人负责，并有稳定的技术服务和维护人员，建立用户管理档案和用户联系回访制度，协助用户提高系统使用效率，不断提高系统功能，为用户提供优良服务。
七、 用户要加强入网设备和用户名、密码的保密管理，未经管理方同意不得转借或泄漏第三方使用，不得在入网协议规定的区域外使用，不得用于协议未规定的其他领域，对违反协议的用户管理方可终止其使用。
八、 鉴于系统的复杂性及受网络等外部因素制约等原因，对于系统可能出现的故障，管理方不承诺对用户可能带来的直接和间接损失赔偿。如由于管理方原因造成用户连续一个月不能使用时，管理方应退还用户所交使用费用的50％，超过二个月不能使用时退还全部费用。
九、 用户入网费用按年度交纳，在入网协议签署、交纳使用费用后开通使用，临时用户可按月交纳。具体使用费按规定标准执行（附表）。
QDCORS入网使用费用标准（暂定） 附表
种类
用户类别
费用标准（元）
单位
备注
A类会员
专业测量用户

每台.年

A类

B类会员
普通用户

B类

C类
专业测量临时用户

每台.月

D类
普通临时用户

无线网卡押金

每次
C、D类临时用户预交
说明：
1、 标准用户（A类、B类）按年缴费，临时用户（C类、D类）按月缴费；
2、 QDCORS会员用户限A类、B类的长期用户；
3、 无线网卡按流量包月，可以满足用户正常使用，如因用户非正常使用造成流量大幅超出，用户应支付超出包月流量的通讯费用；
4、 临时用户开通时需交纳无线网卡使用费押金，使用期满后退还；
5、 如用户丢失配置的无线网卡，应支付一年的无线网络费用和卡费。
附录D 网络RTD测量
D.1 网络RTD平面测量为亚米级精度，主要用于城市框架数据更新和城市社会、经济属性信息普查等工作。通常使用带拨号的移动GIS设备作业。
D.2在青岛的城市建成区范围内，对兴趣点按每秒一次的采样间隔观测10秒，其点位测量精度中误差在0.7到1.0之间；在青岛市城的城乡结合部范围内，对兴趣点按每秒一次的采样间隔观测10秒，其点位测量精度中误差在0.6到1.0之间；在青岛的农村地区范围内，对兴趣点按每秒一次的采样间隔观测10秒，其点位测量精度中误差在0.6到0.8之间。
D.3在青岛的城市建成区和城乡结合部范围内，对城市主要道路采用往返形式测量，测量精度中误差在0.5-1米之间，车速要求低于60公里；在青岛市的农村地区范围内或其他地区开阔处，对主要道路采用往返形式测量，测量精度中误差在0.3-0.8米之间，车速要求低于60公里。
D.4 网络RTD按载波后处理方式平面测量精度为0.3米。
D.5 缺省情况下，网络RTD平面测量最少需要追踪四颗卫星；GPS 滑标设置在中间位置。
D.6 对线状或面状属性信息测量，必须先设定采样间隔，可以按距离或时间设置要素之间位置的间隔。
D.7 利用设备自带的TerraSync软件或我院信息中心自主开发的QdSync软件的采集原始数据,并及时将外业采集的原始数据从数据采集器中导入计算机中；使用GPS Pathfinder Office软件或我院信息中心自主开发的VRS manage软件将原始数据转为GIS数据。
D.8 采用RTD方式采集数据时作业范围可扩大至QDCORS基站范围外50公里，超出50公里时应对其精度进行检验。