GPS测量实施的工作程序可分为技术设计、选点与建立标志、外业观测、成果检核、GPS网型的平差计算以及技术总结等几个阶段。

1）技术设计

GPS控制测量宜采用GPS静态相对定位方法，控制网的技术设计是建立GPS网的第一步，技术设计的依据是国家测绘局颁发的《全球定位系统（GPS）测量规范》及建设部颁发的《全球定位系统城市测量技术规范》。GPS技术设计的主要内容包括确定精度指标和网型的图形设计等方面。

（1）GPS测量的精度标准

国家测绘局制订的《全球定位系统（GPS）测量规范》（GB/T 18314—2009）将GPS的测量精度分为A～E五级，以适应不同范围、不同用途要求的GPS工程，表6-1列出了规范对不同级别GPS控制网精度的要求。

GPS测量的精度标准通常也用网中相邻点之间的距离中误差来表示，其形式为：

式中：md——距离中误差（mm）；

a——固定误差（mm）；

b——比例误差系数（ppm）；

d——相邻点间的距离（km）。

表6-1　GPS网的分级精度指标（一）

表6-2　GPS网的分级精度指标（二）

（2）GPS网型的图形设计

采用静态相对定位观测的GPS网的布设应根据作业时卫星状况、预期达到的精度、成果可靠性等综合考虑，按照优化设计原则进行。

适当地分级布设GPS网，也便于GPS网的数据处理和成果检核分阶段进行；通常在进行GPS网设计时，需要顾及测站选址、仪器设备装置与后勤交通保障等因素；当观测点位、接收机数量确定后，还需要设计各观测时段的时间及接收机的搬站顺序。

GPS网型应根据同一时间段内观测的基线边构成闭合图形为原则，来构成不同结点数的同步环，如三角形（三个接收机）、N边形（N个接收机）等，以此增加检核条件，提高网的可靠性。因此点连式、边连式、网连式和混连式是构网的四种基本形式。实际上根据作业条件，图形布设形式的选择取决于工程所要求的精度、GPS接收机台数及野外条件等因素，应灵活选择。

图6-12　GPS网的图形布设

点连式是指只通过一个公共点将相邻的同步图形连接在一起。点连式布网由于不能组成一定的几何图形，形成一定的检核条件，图形强度低，而且一个连接点或一个同步环发生问题，影响到后面所有的同步图形。因此这种布网形式一般不能单独使用。

边连式是通过一条边将相邻的同步图形连接在一起。与点连式相比，边连式观测作业方式可以形成较多的重复基线与独立环，具有较好的图形强度与较高的作业效率。

网连式就是相邻的同步图形间有3个以上的公共点，相邻图形有一定的重叠。采用这种形式所测设的GPS网具有很强的图形强度，但作业效率很低，一般仅适用于精度要求较高的控制网。

在实际作业中，由于以上几种布网方案存在这样或那样的缺点，一般不单独采用一种形式，而是根据具体情况，灵活地采用以上几种布网方式，称为混连式。混连式是实际作业中最常用的作业方式。

（3）坐标系统与起算数据

GPS测量得到的是GPS基线向量（两点的坐标差），其坐标基准为WGS-84坐标系，而实际工程中，需要的是属于国家坐标系或地方独立坐标系中的坐标。为此，在GPS网的技术设计中，必须说明GPS网的成果所采用的坐标系统和起算数据。

WGS-84系统与我国的1954年北京坐标系和1980年国家大地坐标系相比，彼此之间不仅采用的椭球不同，而且定位和定向均不同。因此，GPS测量获得的坐标是不同于我们常用的大地坐标的。为获得大地坐标，必须在两坐标系之间进行转换。为解决两坐标系间的转换，可采用类似区域网平差中绝对定向的方法，即在该需要转换区域内选择3个以上均匀分布的控制点，已知它们在两个坐标系中的坐标，通过空间相似变换求得7个待定系数：3个平移参数、3个旋转参数和1个缩放参数。但在我国的大部分地区，转换精度较低。常用的方法是首先对GPS网在WGS-84坐标中单独平差处理，然后再以两个以上的地面控制点作为起始点，在大地坐标系（1954年北京坐标系或1980年国家大地坐标系）中进行一次平差处理，可以获得较高的控制测量精度。(www.daowen.com)

GPS测定的高程是WGS-84坐标系中的大地高，与我国采用的1985年黄海国家高程基准正常高之间也需要进行转换。为了得到GPS点的正常高，应使一定数量的GPS点与水准点重合，或者对部分GPS点联测水准。若需要进行水准联测，则在进行GPS布点时应对此加以考虑。

2）选点与建立标志

和常规测量相比，GPS测站不要求相邻点间通视，因此网形结构灵活，选点工作较常规测量要简便得多。选点前应根据测量任务和测区状况，收集有关测区的资料。

由于GPS测量不需要点间通视，而且网的结构比较灵活，因此选点工作较常规测量要简便。选点前，收集有关布网任务、测区资料、已有各类控制点、卫星地面站的资料，了解测区内交通、通讯、气象等情况，以便恰当地选定GPS点的点位。在选定GPS点点位时，应遵守以下原则：

（1）周围便于安置接收设备和操作，视野开阔，视场内障碍物的高度角不宜超过15°。

（2）远离大功率无线电发射源（如电视台、电台、微波站等），其距离应大于200m；远离高压电线和微波无线电传送通道，其距离应大于50m。

（3）附近不应有强烈反射卫星信号的物件（如大型建筑物、大面积水域等）。

（4）交通方便，有利于其他测量手段扩展和联测。

（5）地面基础稳定，易于点的保存。

为了较长期地保存点位，GPS控制点一般应设置具有中心标志的标石，精确地标志点位，点的标石和标志必须稳定、坚固。最后，应绘制点之记、测站环视图和GPS网图，作为提交的选点技术资料。

3）GPS外业观测

在进行GPS测量之前，必须做好一切外业准备工作，以保证整个外业工作的顺利实施。外业准备工作一般包括测区的踏勘、资料收集、技术设计书的编写、设备的准备与人员安排、观测计划的拟订、GPS仪器的选择与检验。GPS观测工作主要包括天线安置、观测作业、观测记录、观测成果的外业检核4个过程。因此，GPS外业测量的主要工作如下。

（1）GPS接收机的检查

一般性检查：检查接收机各部件是否齐全、完好，紧固部件是否松动与脱落，资料是否齐全等。

通电检验：检验的主要项目包括设备通电后有关信号灯、按键、显示系统和仪表工作情况，以及自测试系统工作情况。当自测试正常后，按操作步骤进行卫星捕获与跟踪，以检验其工作情况。

（2）编制GPS卫星可见性预报及观测时段的选择

GPS定位精度与观测卫星的几何图形有密切关系。卫星几何图形的强度越好，定位精度就越高。卫星分布范围越大，则定位精度就越高。因此，观测前要编制卫星可见性预报，选择最佳观测时段，拟定观测计划。

（3）天线安置

天线的精确安置是实现精密定位的前提。一般情况下，天线应尽量利用三脚架安置在标志中心的垂线方向上，对中误差不大于3mm。架设天线不宜过低，一般应距地面1.5m以上。天线的圆水准气泡必须居中；天线定向标志线应指向正北，并顾及当地磁偏角的影响，以减弱相位中心偏差的影响，定向误差不超过±5°。天线安置后，应在各观测时段的前后各量取天线高一次。两次量高之差不应大于3mm，取平均值作为最后天线高。

（4）安置GPS接收机并开机观测

在离天线的适当位置的安全处安放接收机，用电缆把接收机与电源、天线及控制器连接好，确认无误后，打开电源开关，进行预热和静置。在需要观测时输入测站名、卫星截止高度角、卫星信号采样间隔等。一个时段的测量工作结束后要查看仪器高和测站名是否输入，确保无误后再关机，关电源，迁站。为削弱电离层的影响，安排一部分时段在夜间观测。

（5）观测记录与测量手簿

外业观测过程中，所有的观测数据和资料都应妥善记录。观测记录主要由接收设备自动完成，数据自动记录。其内容包括：GPS卫星星历、卫星钟差参数、同一历元的伪距观测值、载波相位观测值、大气折射修正参数、实时绝对定位结果等。至于测站的信息，包括观测站点点号、时段号、近似坐标、天线高等，通常是由观测人员在观测过程中手工输入接收机。测量手簿在观测过程中由观测人员填写，不得测后补记。手簿的内容还包括天气状况、气象元素、观测人员等内容。

4）成果检核与数据处理

当外业观测工作完成后，当天即将观测数据下载到计算机中，对外业观测数据及时进行严格检查，对外业预处理成果，按规范要求进行严格检查、分析，根据情况进行必要的重测和补测，确保外业成果无误。当进行了数据的检核后，就可以将基线向量组网进行平差了。当完成基线向量解算后，应对解算成果进行检核，常见的有同步环和异步环的检测。根据规范要求的精度，剔除误差大的数据，必要时还需要进行重测。

同步环：同步环坐标分量及全长相对闭合差不得超过2ppm与3ppm。

非同步环：非同步环闭合差