宁夏GPS接收机检定场建设与应用

摘要: 通过对宁夏gps接收机检定场建设原则、建设内容的介绍，阐述了GPS接收机检定场建设的设计方法、技术要求、应用和意义。

关键词: GPS接收机 检定场 建设 应用

1引言

随着我国经济建设规模日益扩大，测绘科技蓬勃发展，近十几年来，全球卫星定位系统（GPS）接收机、电磁波测距仪等测绘仪器的应用范围、规模不断扩大，应用水平逐步提高，其快速、准确的优势凸显。对全球定位系统（GPS）接收机、全站仪等各类测绘仪器进行计量检定，是测绘部门为经济建设提供可靠测绘保障不可缺少的一项重要工作。为了确保测绘成果质量，为国民经济各个部门的基础科学研究、经济建设提供可靠的测绘保障，2010年7月至2011年8月，宁夏测绘产品质量监督检验站委托国家测绘局第一大地测量队，设计并建立了包括标准长度检定场、GPS接收机中长基线场、短边基线场、超短基线场融为一体的，并能满足新颁布检定规程要求的多功能综合型的检定场。

2建设原则

2.1建设目标

建立一个功能全面、综合性强、技术先进、服务面广，具有一定的可扩展性和适应能力，能够满足多种电磁波测距仪和全站仪，以及从单频到双频各种型号测量型和导航型GPS接收机的检定场地。同时与测绘科研、科普相结合，形成一个融检定、科研、科普为一体的测绘仪器检定场地。

2.2建设项目

⑴中心检定室：主要用于室内检定、软件测试和数据处理等；

⑵标准长度基线场（GPS短基线场）：主要用于电磁波测距仪和全站仪的加、乘常数、综合精度的测定和检验，以及GPS接收机野外作业性能及其不同测程测定精度的检测；

⑶GPS超短基线场：主要用于天线相位中心稳定性、接收机内部噪声水平等项目的测试；

⑷GPS中长基线场：主要用于双频GPS接收机野外作业性能及其测定精度的检测。

3建设内容

3.1标准长度基线场（GPS短基线场）

场地位于贺兰山的冲积扇上，为东西走向，东低西高，从JX0到JX8高差约27.4米。基线全长1200米，共设9个观测墩。各段距离设计如下：

单位：米

因为场地为戈壁滩，高差较大且不是按照等坡度上升。在保证各点点点通视及一定的视线高度情况下，为方便以后检测仪器和基线丈量，各点设计墩高为：

点号 JX0 JX1 JX2 JX3 JX4 JX5 JX6 JX7 JX8

墩高 1.4 1.37 1.26 1.68 1.13 0.8 1.2 1.5 1.2

3.2GPS超短基线场

GPS超短基线场布设为正六边形，边长为6米左右。其中心一点作为和GPS中长基线场的联测网点。点位选择应满足GPS观测要求。各点设置观测墩并安装强制对中装置。

3.3GPS中长基线场

根据场地条件设计的点位有：需要埋设的点5点，分别为西夏王陵、军马场、测绘局、苏峪口和金山乡，利用GPS超短基线场一点（超短基线场中心点G001），GPS短基线两点（标准长度基线场东端点JX0和西端点JX8），共8个点。点位选择应满足GPS观测要求，各点设置观测墩并采用强制对中装置。

4 选址和埋石

4.1选址原则

选址人员在实地选点前，应收集测区的资料，包括1:50000或更大比例尺地形图，已有的各类控制点、跟踪站等资料，然后在技术设计的基础上，选址员到实地勘测点位，了解情况，最后选定点位。点位的基本要求为：

点位一般选在交通方便、地质构造稳定、便于管理和使用的地方；点位周围应便于安置接收设备和操作，视场内障碍物的高度角不宜超过10°，个别点可以放宽到15°；点位应远离大功率无线电发射源（如电视台、电台、微波站等），其距离不小于300米；远离高压输电线和微波无线电信号传送通道，其距离不得小于50米；点位附近不应有强烈反射卫星信号的物件；选址时应尽可能使测站附近的小环境（地形、地貌、植被等）与周围的大环境一致，以减少气象元素的代表性误差；标准长度基线场应选择地势平坦、植被良好、总坡度小于1?的等倾斜地段；基线两侧附近无湖泊、水塘、沙沟等，离金属网栅栏的距离不小于3米，离建筑物不小于2米，测线上无干线公路横穿；在基线延长方向上尽量避开高大的建筑物。

4.2 放样要求

⑴超短基线场各边长放样误差不大于1cm；⑵超短基线场各天线墩表面相对于中心点的高程测定中误差不大于0.3mm、相对于中心点的放样高程互差不大于1cm。⑶标准长度基线场各分段长度放样误差不大于2cm；⑷标准长度基线场各观测墩表面高程相对于设计高程误差不大于5cm；⑸标准基线场直线度，基线任一标志点相对于基线首尾标志点连线定向偏差不大于5"。

4.3 观测墩埋设

观测墩分为基岩观测墩、土层观测墩、楼顶观测墩。各类观测墩顶面中央埋设强制对中的装置，观测墩北侧应有点号、点名、建墩日期、建墩单位等字样。观测墩采用混凝土现场浇铸的方法制作，混凝土浇铸过程中的水泥、沙子、石子及其他添加剂的用量以及混凝土施工的要求均按照规定执行。标准长度基线场和GPS超短基线场埋设时，应按设计进行精确放样，放出各观测墩的位置、高程。

标准长度基线场观测墩墩高为设计高度，埋设坑位深度为2.0米以上。GPS中长基线场各点如埋设土层观测墩，埋设坑位深度为1.3米以上。挖掘标石坑时，开口较大，宽度一般在1.4m以上，大小以方便作业为准，下部逐渐缩小至1.2m×1.2m。最下部30cm按照观测墩类型的基座修整规则，土模的四边与底面平整且土模底面处于水平状态，作为建造标石基座的土模。

待基座混凝土凝固硬实后，在基座中心垂直安置内径为40cm的钢筋混凝土涵管（相当于模板），并在涵管周围堆混凝土，压实，然后下柱石钢筋骨架，浇灌混凝土并充分捣固，混凝土浇灌至距涵管顶面20cm时，安置强制对中的标志。在安置标志时利用在标志顶端放置的8′圆水准气泡来指示调节标志，使其表面最大倾斜度小于1mm 。观测墩顶面部位的混凝土面略低于强制对中标志，以防止积水。

GPS中长基线场点位如埋设基岩观测墩时，埋设时先清理点位表层的风化层，至新鲜基岩面，然后在基岩上开挖1m×1m×0.3m的基坑，在其内建基座。其余过程和土层观测墩一样，观测墩高度为0.8-1m。如果点址为楼顶时，埋设时应处理好楼面，采用打入膨胀螺丝、灌粘合胶等方式，保证观测墩和大楼成为一个整体。埋设后必须做好屋面防水处理。

5 施测

5.1 施测方法

GPS超短基线场、GPS短基线场的测定利用铟瓦基线尺配合水准测量进行量测（按《比长基线测量规范》执行）。GPS中长基线场施测采用GPS静态测量技术进行施测。

5.2 基本技术要求

GPS超短基线场、短基线场和中长基线场等各基线边应在不同时期独立观测两期以上； GPS观测时段分布应尽量日夜均匀，夜间观测时段所占比例不应低于30%； GPS中长基线场施测参照《全球定位系统（GPS）测量规范》中B级网要求，使用双频GPS接收机进行静态观测。 每时段观测前后各记录一次有关信息，仪器高及有关信息的观测应符合规范的要求；超短基线丈量每条基线边采用往返测，施测两测回。基线边长采用高差化平。其作业参数为：读数差小于0.2mm，往返差小于0.2mm，测回差小于0.3mm。作业中严格按以上规定执行。

5.3 精度指标

⑴GPS超短基线丈量精度：边长测量中误差优于±0.3mm

⑵标准长度基线场（GPS短基线场）精度：全长相对精度在百万分之一以上

⑶GPS中长基线场的测定精度：

GPS相邻基线点水平分量测定精度：±3～5mm

GPS相邻基线点垂直分量测定精度：±5～10mm

5.4 坐标系统

坐标参考框架采用ITRF2005（历元2010.0），中长基线场各点、超短基线场和短基线场联测点的坐标均应归算至ITRF2005（历元2010.0）。

6 结束语

宁夏GPS接收机检定场不仅可以对多种GPS接收机定位能力、综合精度进行测定和检验，对多种电磁波测距仪和全站仪的加、乘常数、综合精度进行测定和检验，而且可以对其它外业大长度量值进行传递和比对，也为交通、水利、地震、测绘、城建、地质等各部门的基础性科学研究和工程建设，提供广泛的计量保障。宁夏GPS接收机检定场的建成并投入使用，填补了宁夏一直以来不能检定GPS接收机的空白，取得了较好的经济效益和社会效益，具有非常重要的现实意义。

参考文献

[1] GB/T18314-2009，全球定位系统（GPS）测量规范[S].

[2] CH8016-95，全球定位系统（GPS）测量型接收机检定规程[S].

[3] GB 16789-1997《比长基线测量规范》[S]