GNSS静态控制网布设方案模板（分等级细化版）

一、项目基本信息

项目名称	[填写项目全称，如XX市XX区城市更新测绘项目]
项目范围	[填写经纬度范围或行政区域，如东经113°25′~113°35′，北纬23°10′~23°20′，覆盖面积约XX km²]
控制网等级	□ 国家GNSS四等 □ 城市三级GNSS控制网（二选一勾选）
精度要求	国家GNSS四等：平面点位中误差≤±2cm，基线长度相对中误差≤1/100000；高程中误差≤±5cm城市三级GNSS：平面点位中误差≤±5cm，基线长度相对中误差≤1/50000；高程中误差≤±10cm
坐标基准	统一采用CGCS2000坐标系，正常高（1985国家高程基准）
项目周期	国家GNSS四等：外业4天，内业3天城市三级GNSS：外业3天，内业2天
编制单位	[填写编制单位全称]
编制日期	[填写年-月-日]

二、技术依据

1. 《全球导航卫星系统(GNSS)测量规范》（GB/T 18314-2021）
2. 《国家大地测量基本技术规定》（GB 22021-2008）
3. 《城市测量规范》（CJJ/T 8-2011）
4. 《CGCS2000国家大地坐标系使用技术指南》
5. 项目相关技术设计书及合同要求

三、控制网设计

3.1 网形设计原则

1. 整体控制：先布设高级控制点（已知点），再扩展未知控制点，确保网形覆盖全项目范围。
2. 强度充足：每个未知控制点至少与2个其他控制点（已知/未知）形成独立基线，国家GNSS四等闭合环边数≤5条，城市三级≤6条。
3. 闭合校验：国家GNSS四等每35个点形成一个闭合环，城市三级每46个点形成一个闭合环，便于质量检核。
4. 灵活适配：结合地形、交通条件，采用边连接方式（国家GNSS四等）或点连接+边连接（城市三级），降低观测难度。

3.2 控制点数量与分布

点类型	数量	分布要求	备注
已知高级控制点	[X]个	均匀分布在项目范围边缘或内部，国家GNSS四等需≥2个，城市三级≥1个	需提供CGCS2000三维坐标及精度（平面中误差≤±1cm）
未知控制点	[Y]个	国家GNSS四等：23 km²/个；城市三级：510 km²/个；重点区域（如工程核心区）加密50%	编号规则：四等（CGCS-4-XX）、三级（CGCS-3-XX）

3.3 选点与埋石要求

3.3.1 选点要求（通用+等级补充）

选点项	通用要求	国家GNSS四等补充要求	城市三级GNSS补充要求
视野条件	15°高度角以上无遮挡	20°高度角以上无遮挡（核心观测时段）	15°高度角以上无遮挡，局部遮挡≤10%观测时长
电磁干扰	远离强电磁干扰源≥200m	远离强电磁干扰源≥300m，避开高压输电线≥100m	远离强电磁干扰源≥200m，避开高压输电线≥50m
地质条件	地质坚硬、无滑坡、无沉降	优先选择基岩露头或密实土层，避开软土区	地质稳定，避开回填土、河道边缘
交通可达	便于仪器运输和安置	车辆可直达点位附近≤50m	车辆可直达点位附近≤100m

3.3.2 埋石规格（分等级）

等级	标石类型	规格（长×宽×高）	埋深要求	标志材质与规格
国家GNSS四等	混凝土标石（地面）	60cm×60cm×100cm	≥100cm（冻土层以下≥50cm）	不锈钢标志直径≥25mm，厚度≥8mm，十字线刻划精度≤0.1mm
城市三级GNSS	混凝土标石（地面）	50cm×50cm×80cm	≥80cm（冻土层以下≥30cm）	不锈钢标志直径≥20mm，厚度≥5mm，十字线刻划精度≤0.2mm
辅助标识	通用：防护栏（必要时）、警示牌、点位示意图	国家GNSS四等需在标石侧面刻点号、单位、埋深	城市三级可简化为警示牌标注核心信息

3.4 网形示意图

[此处插入控制网形图，标注已知点（红色）、未知点（蓝色）、基线连接关系、闭合环、项目范围边界；国家GNSS四等需标注基线观测时段，城市三级标注加密点位]

四、外业准备

4.1 仪器设备配置（分等级）

设备名称	型号规格	数量	精度指标	校准要求	等级补充要求
GNSS接收机	双频双星及以上（北斗+GPS）	[Z]台	静态测量精度：±(2mm+1ppm×基线长度)	观测前6个月内完成校准（国家GNSS四等）/1年内（城市三级）	国家GNSS四等需支持多系统联合解算（北斗+GPS+GLONASS）
三脚架	铝合金，带光学对中器	[Z]个	对中误差≤1mm	无变形、稳固	国家GNSS四等需配备强制对中装置
对中杆	长度1.5m，带圆水准器	[Z]个	对中精度≤0.5mm	刻度清晰、无弯曲	-
电子手簿	配套接收机使用	[Z]个	可存储观测数据、设置观测参数	电量充足、功能正常	国家GNSS四等需支持实时数据质量查看
备用电池	接收机专用	[2Z]块	单次续航≥8小时	满电状态	国家GNSS四等需额外配备移动电源
气象仪器	温度计、气压计	[1]套	温度精度±0.2℃，气压精度±0.5hPa（国家GNSS四等）；温度±0.5℃，气压±1hPa（城市三级）	校准合格	国家GNSS四等需每观测时段记录3次气象数据
其他工具	扳手、记号笔、观测手簿、遮阳伞等	若干	-	齐全完好	国家GNSS四等需配备基线尺（量取仪器高）

4.2 人员配置（分等级）

岗位	人数	职责	资质要求	等级补充要求
项目负责人	1人	整体协调、技术指导、质量把控	测绘中级及以上职称	国家GNSS四等需具备大地测量专业背景
观测组长	[Z/2]人	组织小组观测、参数设置、数据检查	具备GNSS测量实操经验≥2年	国家GNSS四等需参与过四等及以上项目
观测员	[Z]人	仪器安置、对中整平、观测记录	熟悉接收机操作流程	国家GNSS四等需经专项培训考核合格
内业处理员	2人	数据导入、基线解算、网平差、成果输出	熟练使用TGO/CASS等处理软件	国家GNSS四等需具备平差计算资质

五、外业观测（核心细化）

5.1 观测参数设置（分等级）

观测参数	国家GNSS四等	城市三级GNSS	备注
采样间隔	10s	10~15s	复杂环境可缩短至5s（国家GNSS四等）
观测时段长度	≥90分钟/时段，每条基线≥2个时段观测	≥45分钟/时段，每条基线≥1个时段观测	遮挡严重区域延长30%时段
卫星高度角	≥15°（默认），核心时段≥20°	≥15°	-
有效观测卫星数	观测期间≥5颗，核心时段≥6颗	观测期间≥4颗，核心时段≥5颗	核心时段指观测时段中间60%时长
数据记录格式	RINEX 3.03（双频数据）	RINEX 3.02（双频数据）	包含北斗、GPS卫星数据
信噪比要求	≥40dB（主要卫星）	≥35dB（主要卫星）	信噪比＜30dB的卫星不参与解算

5.2 观测操作流程（补充等级差异）

1. 仪器安置：
   • 国家GNSS四等：强制对中器对中（误差≤0.5mm），电子水准器整平（误差≤5″）；
   • 城市三级：光学对中器对中（误差≤2mm），圆水准器整平（误差≤10″）。
2. 仪器高量取：
   • 国家GNSS四等：观测前、中、后各量取1次，3次差值≤2mm，取平均值（精确至0.1mm）；
   • 城市三级：观测前、后各量取1次，差值≤3mm，取平均值（精确至0.1mm）。
3. 气象数据记录：
   • 国家GNSS四等：观测开始、中间、结束各记录1次气温（℃）、气压（hPa）、湿度（%）；
   • 城市三级：观测开始和结束各记录1次气温、气压。

5.3 外业数据检核（分等级合格标准）

检核指标	国家GNSS四等合格标准	城市三级GNSS合格标准	处理方式
数据完整性	历元缺失率≤0.5%，无连续缺历元≥5个	历元缺失率≤1%，无连续缺历元≥10个	缺失率超标的重新观测该时段
仪器高一致性	3次量取差值≤2mm	2次量取差值≤3mm	超差则重新量取，必要时重测
基线初检残差	水平残差≤1cm，垂直残差≤2cm	水平残差≤3cm，垂直残差≤5cm	超差则调整点位或延长观测时段
卫星信噪比	主要卫星（≥6颗）信噪比≥40dB	主要卫星（≥4颗）信噪比≥35dB	信噪比不达标则更换观测时段

六、内业数据处理（含分等级流程图+细化步骤）

6.1 内业数据处理操作流程图（分等级）

6.1.1 国家GNSS四等数据处理流程图

graph TD A[数据导入：RINEX 3.03文件] --> B[数据预处理：剔除低信噪比历元+精密气象改正] B --> C[基线解算：多系统联合解算（北斗+GPS+GLONASS）] C --> D[基线质量检核：残差≤1cm+相对中误差≤1/100000] D -->|合格| E[构建控制网：闭合环验证（闭合差≤1.5√n cm）] D -->|不合格| F[重新解算：调整电离层/对流层模型+剔除异常卫星] F --> C E --> G[三维约束平差：已知点三维坐标约束] G --> H[平差成果检核：点位中误差≤2cm+高程中误差≤5cm] H -->|合格| I[高程转换：四等水准联测+似大地水准面精化] H -->|不合格| J[核查已知点精度+重新构建控制网] J --> E I --> K[成果输出：详细报告+坐标成果表]

6.1.2 城市三级GNSS数据处理流程图

graph TD A[数据导入：RINEX 3.02文件] --> B[数据预处理：剔除低信噪比历元+常规气象改正] B --> C[基线解算：北斗+GPS联合解算] C --> D[基线质量检核：残差≤2cm+相对中误差≤1/50000] D -->|合格| E[构建控制网：闭合环验证（闭合差≤2√n cm）] D -->|不合格| F[重新解算：调整卫星高度角+补测部分历元] F --> C E --> G[三维约束平差：已知点平面+高程约束] G --> H[平差成果检核：点位中误差≤5cm+高程中误差≤10cm] H -->|合格| I[高程转换：三角高程联测+市级似大地水准面模型] H -->|不合格| J[核查基线解算参数+重新平差] J --> G I --> K[成果输出：简化报告+坐标成果表]

6.2 数据预处理（补充等级差异）

1. 气象改正：
   • 国家GNSS四等：采用实测气象数据（气温、气压、湿度）进行精密改正，公式为：S_{改}=S_{原}×\frac{P_0 T}{P T_0}（P_0=1013.25hPa，T_0=293.15K）；
   • 城市三级：采用实测气象数据或区域平均气象数据进行改正，忽略湿度影响。
2. 数据筛选：
   • 国家GNSS四等：剔除信噪比＜35dB、高度角＜15°、历元残差＞3σ的历元数据；
   • 城市三级：剔除信噪比＜30dB、高度角＜15°、历元残差＞5σ的历元数据。

6.3 基线解算（分等级参数与标准）

解算参数	国家GNSS四等	城市三级GNSS
解算方法	双频载波相位相对定位（多系统联合解算）	双频载波相位相对定位（北斗+GPS）
电离层改正	双频电离层无关组合+高阶项改正	双频电离层无关组合
对流层改正	Saastamoinen模型+分段改正（每30分钟分段）	Saastamoinen模型
整周模糊度解算	LAMBDA方法+固定解验证（Ratio值≥3.0）	LAMBDA方法（Ratio值≥2.0）
基线长度相对中误差	≤1/100000	≤1/50000
基线向量残差	水平残差≤0.8cm，垂直残差≤1.5cm	水平残差≤2cm，垂直残差≤3cm
整周模糊度固定率	≥98%	≥95%

6.4 网平差计算（分等级标准）

平差指标	国家GNSS四等合格标准	城市三级GNSS合格标准
平差类型	三维约束平差（已知点三维坐标约束）	三维约束平差（已知点平面坐标+高程约束）
闭合环闭合差	水平闭合差≤±1.5√n cm；垂直闭合差≤±3√n cm（n为闭合环边数）	水平闭合差≤±2√n cm；垂直闭合差≤±5√n cm
未知点点位中误差	≤±2cm	≤±5cm
相邻点相对中误差	≤±1.5cm	≤±3cm
高程中误差	≤±5cm	≤±10cm

6.5 高程转换（分等级方法）

等级	转换方法	精度要求	操作要点
国家GNSS四等	水准联测（四等水准）+ 似大地水准面精化模型	高程转换中误差≤±3cm	每3~5个控制点联测1个四等水准点，采用区域似大地水准面精化成果，公式：H_{正常}=H_{大地}-\zeta（\zeta为高程异常）
城市三级GNSS	三角高程联测（二级三角高程）+ 似大地水准面模型	高程转换中误差≤±8cm	每5~8个控制点联测1个三等水准点，采用市级似大地水准面成果，三角高程高差公式：h=S\tan\alpha+i-v+f（f为两差改正）

七、成果输出（分等级成果表）

7.1 成果文件清单（补充等级差异）

成果类型	通用文件	国家GNSS四等专项文件	城市三级GNSS专项文件
技术文件	技术设计书、网形图、选点埋石记录表	基线解算详细报告、平差精度评定报告、气象数据记录表	简化基线解算报告、成果说明文档、点位照片集
数据文件	原始观测数据（RINEX）、预处理数据	多时段基线解算数据、平差中间成果数据、交叉平差结果	基线解算结果数据、平差最终成果数据
成果表	控制点成果表、精度评定表	仪器高量取记录表、闭合环闭合差计算表	观测手簿复印件、高程转换成果表

7.2 控制点成果表示例（分等级）

国家GNSS四等成果表（示例）

点号	CGCS2000-X（m）	CGCS2000-Y（m）	CGCS2000-Z（m）	1985正常高（m）	平面中误差（cm）	高程中误差（cm）	备注
CGCS-4-01	3856212.3456	512345.6789	123.4567	122.345	±1.2	±2.5	已知点（CGCS2000）
CGCS-4-02	3856543.2189	512678.9012	124.5678	123.456	±1.8	±3.2	未知点

城市三级GNSS成果表（示例）

点号	CGCS2000-X（m）	CGCS2000-Y（m）	CGCS2000-Z（m）	1985正常高（m）	平面中误差（cm）	高程中误差（cm）	备注
CGCS-3-01	3857123.4567	513456.7890	125.6789	124.567	±3.5	±6.8	已知点（CGCS2000）
CGCS-3-02	3857456.7890	513789.0123	126.7890	125.678	±4.2	±7.5	未知点

八、质量控制与保障（分等级强化）

8.1 事前控制

控制项	国家GNSS四等要求	城市三级GNSS要求
仪器校准	观测前3个月内完成校准，提供权威机构校准证书	观测前1年内完成校准，提供校准证书
人员培训	专项培训≥8小时，含四等网操作、数据处理实操	培训≥4小时，含三级网操作流程、常见问题处理
方案评审	组织3名及以上大地测量专家评审	组织2名及以上测绘专家评审

8.2 事中控制

控制项	国家GNSS四等要求	城市三级GNSS要求
外业巡检	项目负责人每日巡检所有观测小组，抽查率100%	项目负责人每2日巡检，抽查率≥80%
数据质量查看	每日内业处理员解算当日基线，不合格基线次日重测	外业结束后3日内完成基线初解，不合格基线重测
数据备份	双备份（硬盘+云端），每日备份1次	双备份（硬盘+U盘），外业结束后统一备份

8.3 事后控制

控制项	国家GNSS四等要求	城市三级GNSS要求
基线解算复核	2名内业处理员独立解算，成果差异≤0.5cm	2名内业处理员独立解算，成果差异≤1cm
平差成果验证	采用不同软件（如TGO+Bernese）交叉平差，差异≤1cm	采用软件自带平差+简化平差交叉验证，差异≤2cm
成果审核	单位技术负责人审核，提交主管部门备案	项目负责人审核，提交甲方确认

九、常见问题处理预案（分等级）

9.1 外业观测类问题

问题类型	现象描述	原因分析	处理步骤（国家GNSS四等）	处理步骤（城市三级GNSS）
卫星信号差（有效卫星数＜4颗）	观测期间卫星数持续不足，信噪比低	点位遮挡、电磁干扰、卫星星座分布差	1. 更换观测时段（避开遮挡时段）；2. 调整点位（迁移至视野开阔处）；3. 延长观测时长至120分钟	1. 更换观测时段；2. 局部调整点位；3. 延长观测时长至60分钟
仪器高量取超差（差值＞3mm）	多次量取仪器高差异较大	量取方式错误、对中杆弯曲、标石点位不清晰	1. 采用基线尺量取（从相位中心至标石中心）；2. 检查对中杆直线度；3. 重新对中整平后量取	1. 规范量取方法（垂直量取）；2. 更换对中杆；3. 重新量取2次取平均
数据记录中断（缺历元）	观测数据出现连续缺历元，文件损坏	电池断电、存储卡故障、仪器异常	1. 更换满电电池和备用存储卡；2. 重启仪器重新观测；3. 核查仪器日志排除故障	1. 更换电池和存储卡；2. 重启仪器补测；3. 外业结束后及时备份数据

9.2 内业处理类问题

问题类型	现象描述	原因分析	处理步骤（国家GNSS四等）	处理步骤（城市三级GNSS）
基线解算不合格（残差超标）	基线水平/垂直残差＞合格标准，相对中误差不达标	观测数据质量差、解算模型不当、卫星数据异常	1. 剔除低信噪比卫星和异常历元；2. 调整电离层/对流层改正模型；3. 采用多时段数据联合解算；4. 重测该基线	1. 剔除异常历元；2. 调整解算参数（如卫星高度角）；3. 补测部分时段数据；4. 重测基线
闭合环闭合差超差（＞限值）	水平/垂直闭合差超过等级标准	基线解算精度低、已知点坐标误差大、网形强度不足	1. 重新解算超差闭合环内的基线；2. 核查已知点坐标精度（剔除异常已知点）；3. 增加闭合环内基线观测时段；4. 优化网形补充基线	1. 重新解算闭合环内基线；2. 核查已知点坐标；3. 补充1~2条基线增强网形；4. 调整平差约束条件
平差点位中误差超标	未知点点位中误差＞等级要求	约束条件不当、基线精度低、多余观测不足	1. 调整已知点约束权重；2. 重新解算所有基线；3. 增加多余观测（补测基线）；4. 核查高程转换精度	1. 重新平差（调整约束条件）；2. 优化基线解算参数；3. 补充少量多余观测；4. 简化精度要求（符合项目需求）

9.3 高程转换类问题

问题类型	现象描述	原因分析	处理步骤（国家GNSS四等）	处理步骤（城市三级GNSS）
高程转换精度不达标	转换后高程中误差＞等级要求	水准联测点数不足、似大地水准面模型精度低	1. 增加四等水准联测点数（每2~3个控制点联测1个）；2. 采用更高精度似大地水准面精化成果；3. 重新计算高程异常	1. 增加三角高程联测点数；2. 采用区域似大地水准面模型；3. 优化三角高程观测精度（增加观测次数）

十、安全与注意事项（通用+等级补充）

1. 安全操作：
   • 野外作业遵守交通规则，山区作业（国家GNSS四等）需配备登山装备、急救包和卫星电话；
   • 雷雨天暂停观测，国家GNSS四等观测点需远离开阔地带、孤立建筑物和高压线（距离≥200m）；
   • 高温天气观测时，配备防晒装备和饮用水，避免中暑。
2. 等级补充注意事项：
   • 国家GNSS四等：观测期间不得随意移动仪器，禁止在仪器旁使用对讲机、手机等强电磁设备；标石埋设后需拍摄点位照片（正面、侧面、周边环境）存档；
   • 城市三级：点位标志需在观测后1个月内巡查1次，避免被施工破坏；内业数据处理完成后，需与周边已知控制点坐标比对（差异≤3cm为合格）。

十一、备注

[填写项目特殊要求，如国家GNSS四等需与周边国家控制点联测、城市三级需转换为地方坐标系（如北京54/西安80）、成果需提交CAD格式坐标文件、甲方额外要求的精度验证方式等]