T/AOPA 0070-2024 架空输电线路无人机激光扫描数字航拍勘测技术规范

ICS 49.020
CCS V04
团体标准
T/AOPA 0070—2024
架空输电线路无人机激光扫描数字航拍勘测技术规范
Technical specification for UAV laser scanning digital aerial photography survey ofoverhead transmission lines
2024-11-15 发布2024-11-15 实施
中国航空器拥有者及驾驶员协会发布

目次
前言.............................................................................. I
引言............................................................................. II
1 范围............................................................................ 1
2 规范性引用文件.................................................................. 1
3 术语和定义...................................................................... 1
4 基本要求........................................................................ 3
4.1 作业内容.................................................................... 3
4.2 作业资质.................................................................... 3
4.3 坐标基准及投影转换.......................................................... 3
4.4 原始数据要求................................................................ 3
5 作业前准备...................................................................... 4
5.1 任务资料收集................................................................ 4
5.2 现场踏勘.................................................................... 4
5.3 作业分区.................................................................... 4
5.4 航线设计.................................................................... 4
5.5 空域申报.................................................................... 4
6 作业实施........................................................................ 5
6.1 航前检查.................................................................... 5
6.2 数据采集.................................................................... 5
6.3 数据检查.................................................................... 5
7 数据处理........................................................................ 5
7.1 一般规定.................................................................... 5
7.2 基础数据.................................................................... 6
7.3 点云数据处理................................................................ 6
7.4 DEM 制作..................................................................... 6
7.5 DSM 制作..................................................................... 6
7.6 DOM 制作..................................................................... 6
7.7 处理成果.................................................................... 7
8 线路走廊调绘与选线平台建立...................................................... 7
8.1 线路走廊调绘................................................................ 7
8.2 选线平台建立................................................................ 7
9 辅助优化设计.................................................................... 7
9.1 一般规定.................................................................... 7
9.2 线路优化.................................................................... 8
9.3 成果资料.................................................................... 8
附录A（规范性）航拍勘测流程....................................................... 9
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附录B（规范性）数字航拍技术表.................................................... 10
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I
前言
本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规
定起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由中国航空器拥有者及驾驶员协会（中国AOPA）提出并归口。
本文件起草单位：国网电力空间技术有限公司、国网辽宁省电力有限公司、国网内蒙古东部电
力有限公司兴安供电公司、国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院、国网辽宁省电力有限公司鞍
山供电公司、国网辽宁省电力有限公司盘锦供电公司、国网浙江省电力有限公司、国网浙江省电力
有限公司湖州供电公司、国网重庆市电力公司、国网重庆市电力公司超高压分公司、国网重庆市电
力公司永川供电公司、国网四川省电力公司超高压分公司、国网青海省电力有限公司超高压分公司、
国网冀北电力有限公司、国网河北省电力有限公司超高压分公司、国网江西省电力有限公司超高压
分公司、国网福建省电力有限公司漳州供电公司、北京智通航认证科技有限公司。
本文件主要起草人：李春峰、王淼、朱跃、刘俊男、段文运、董晖、叶剑锋、李加尧、张忠瑞、
鲍明正、吴昊、段世杰、马连瑞、刘少俊、于洋、周啸宇、姜云土、张鹏、岳灵平、黄会贤、陈俊
吉、徐郁、周双勇、夏远灿、武剑、杨富淇、杨森、文承家、何涛、李享、于佰龙、廖云杰、赵云
龙、魏继东、杨大伟、黄小龙、刘敏、马超、郑杰、陈杰、邹彪、程海涛、杜玉玺、于美妍、雷振
宇、王宁、朱松涛、朱晓康、任伟达、杨亚男、方平凯、奚海蛟、胡琪。
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II
引言
为规范无人机激光扫描技术应用于输电工程辅助优化设计的技术要求与工作流程，借鉴现行有效的
技术标准和规范，制定本文件。
本文件是在总结输电工程中无人机激光扫描航拍勘测的技术方法与应用现状的基础上，结合无人机
激光扫描发展水平、输电工程勘测设计要求以及现行相关国家、行业技术标准和规范而编制的。
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1
架空输电线路无人机激光扫描数字航拍勘测技术规范
1 范围
本文件规定了输电工程设计过程中采用无人机平台进行激光扫描数字航拍勘测的技术要求、作业方
法、作业流程、质量检查、成果提交以及应用成果辅助优化设计等。
本文件适用于架空输电线路走廊路径优化设计，使用无人机对规划区域进行航拍勘测。
2 规范性引用文件
GB/T 6962 1:500 1:1000 1:2000 地形图航空摄影规范
GB/T 7931 1:500 1:1000 1:2000 地形图航空摄影测量外业规范
GB/T 17941 数字测绘成果质量要求
GB/T 18314 全球定位系统（GPS）测量规范
GB/T 23236 数字航空摄影测量空中三角测量规范
GB 50545 110 kV～750 kV 架空输电线路设计规范
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
无人机unmanned aerial vehicle（UAV）
利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的，或者由机载计算机完全地或间歇自主地操作的
不载人飞机。
3.2
机载GNSS 接收机airborne GNSS receiver
装载于无人机或其他飞行平台上、用于测定飞行器在空间的瞬时位置信息的GNSS 接收机。
3 . 3
惯性测量单元inertial measurement unit（IMU）
用于测定传感器在空间的瞬时姿态参数（旋偏角、俯仰角和侧滚角）的装置。
注：示意图见图1。
图1 IMU 姿态角示意图
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2
3 . 4
定位定姿系统position orientation system（POS）
机载GNSS 接收机与惯性测量单元共同构成的用于确定传感器空间位置参数与姿态参数的系统。
3 . 5
偏心分量lever arms
将机载GNSS 天线或传感器（三维激光扫描仪或数码相机）相位中心与IMU 测量中心的空间偏移投
影在以IMU 测量中心为原点的像空间辅助坐标系上分解的三个坐标分量。
注1：示意图见图2 所示。
注2：U，代表天线或传感器相位中心与IMU 测量中心的空间偏移投影在x 轴上的偏心分量，取飞行方向为正。
V，代表天线或传感器相位中心与IMU 测量中心的空间偏移投影在y 轴上的偏心分量，取飞行左侧方向为正。
W，代表天线或传感器相位中心与IMU 测量中心的空间偏移投影在z 轴上的偏心分量，取天顶方向为正。
U W
V
x
IMU
图2 偏心分量示意图
3 . 6
视场角field of view（FOV）
以扫描中心为顶点，最大范围的两条边缘扫描线构成的夹角。
注：示意图见图3。
视场
图3 视场角示意图
3 . 7
连续运行参考站系统continuously operating reference stations system（CORS）
一个或若干个固定的、连续运行的GNSS 参考站，利用现代计算机、数据通信和互联网（LAN/WAN）
技术组成的网络，实时向不同类型、不同需求、不同层次的用户自动提供经过检验的不同类型的GNSS 观
测值（载波相位，伪距）、各种改正数、状态信息，以及其他有关GNSS 服务项目的系统。
x
y
z
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3
3 . 8
精化大地水准面refined geoid
按一定分辨率和精度确定大地水准面精确高程后的成果。
3 . 9
数字高程模型digital elevation model（DEM）
一定范围内，用一组有序数值阵列形式表示地面高程的一种实体地面模型。
3 . 1 0
数字正射影像digital orthophoto map（DOM）
利用数字高程模型对扫描处理的数字化的航空像片，经逐个像元进行投影差改正，再按影像镶嵌，
根据图幅范围剪裁生成的影像数据。
3 . 1 1
数字表面模型digital surface model（DSM）
物体表面形态以数字表达的集合。
注：是地物表面的模拟，包括植被表面、房屋的表面等，对DSM 进行加工，去掉房屋、植被等信息，可以形成DEM。
4 基本要求
4.1 作业内容
架空输电线路无人机激光扫描数字航拍勘测作业内容包括数据采集、数据处理、选线平台建立、辅
助优化设计等工作，作业流程见附录A。
4.2 作业资质
4.2.1 实施无人机激光扫描航拍勘测的单位应具备国家有关管理部门颁发的测绘资质。
4.2.2 作业人员应取得民用航空操控无人机资质，且完成相应无人机激光扫描作业或航拍勘测作业培
训。
4.2.3 作业人员应完成项目管理单位安全准入。
4.3 坐标基准及投影转换
4.3.1 无人机激光扫描系统采集的原始数据平面坐标系统宜为WGS84 坐标系统，UTM 投影，高程系统
宜为大地高。
4.3.2 成果数据平面坐标系统应为CGCS2000 坐标系统，高程系统应为1985 高程系统。
4.3.3 获取采集区域的WGS84 坐标系统与CGCS2000 坐标系统之间的转换参数，应将原始数据从WGS84
坐标系转换到CGCS2000 坐标系统。
4.3.4 对于无法获取转换参数的区域，应布设、施测3 个以上控制点，根据控制点在两个坐标系统的
坐标值，解算两个坐标系统之间的转换参数。
4.3.5 收集采集区域的精化大地水准面成果，对点云数据进行高程拟合，完成从大地高到正常高的转
换。
4.3.6 对于无精化大地水准面成果的区域，应在测区布设、施测高程点，进行拟合转换。
4.4 原始数据要求
4.4.1 无人机激光扫描系统采集的原始数据通道宽度不宜小于2 km。
4.4.2 原始数据点云密度宜满足以下要求：
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4
a） 植被覆盖较少的地区不宜少于1个点/m2；
b） 植被覆盖较多的地区不宜少于4个点/m2；
c） 植被特别密集的地区不宜少于8个点/m2；
d） 输电线路的点云数据不宜少于10个点/m2。
4.4.3 原始数据点云平面中误差不宜大于0.1 m，高程中误差不宜大0.4 m。
5 作业前准备
5.1 任务资料收集
作业人员收到任务需求后，应准备如下资料：
a） 出版时间较近的1:10000、1:50000比例尺地形图或具有空间地理信息的遥感数据；
b） 包含初步拟定的路径方案的线路路径图；
c） 线路走廊区域内现有的主要障碍物、协议区、重要交叉跨越、重要基础设施、气象分区（冰、风、
雷）、污秽分布等信息；
d） 飞行所涉及禁飞区资料。
5.2 现场踏勘
5.2.1 现场踏勘应查看测区大落差、高大障碍物、行车条件等地理环境，并预选起降点。
5.2.2 起降点宜选择在水泥或沥青硬化的区域，场地整洁、空旷，无人员、动物、电磁等干扰。
5.2.3 起降点应净空环境良好，保证无人机起降需求。
5.3 作业分区
5.3.1 作业分区应综合考虑无人机单架次航时、航程及作业区地形变化等因素，合理划设航摄分区。
5.3.2 相邻作业分区应至少500 m 重叠。
5.3.3 对于进行影像空三加密的情况，应参照GB/T 23236 相关规定。
5.3.4 同一分区内地面高差不应大于航高的1/3。
5.4 航线设计
5.4.1 航线设计应基于无人机性能指标及搭载的激光扫描仪、数码相机的技术参数，充分考虑空域航
路、现场踏勘情况，以满足飞行安全要求、成果数据技术要求与精度要求。
5.4.2 飞行高度应综合考虑影像地面分辨率、点云密度和精度、激光测距能力及飞行安全等因素，同时
应考虑激光安全等级。
5.4.3 满足成果数据的技术要求和精度要求的前提下，同一分区内各条航线可采用不同的相对航高。
5.4.4 无人机激光扫描数据采集宜沿架空线路可研路径进行，数据带宽不宜小于2km，线路中心线两
侧不宜小于1km。
5.4.5 数码相机的视场角宜与激光扫描仪的视场角一致。
5.4.6 点云数据相邻航线间旁向重叠率不宜小于20%，以保证飞行姿态变化时不产生数据覆盖漏洞。
5.4.7 影像的航向重叠度宜满足60%～65%，旁向重叠度宜满足30%～35%。
5.4.8 航向起始和结束宜超出作业区至少500 m。
5.4.9 在荒漠、山区等作业特别困难的地区，宜敷设构架航线。
5.4.10 像控点布设原则及设计方案参照GB/T 7931 执行。
5.5 空域申报
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5
现场作业除了严格按照国家相关政策法规、当地民航军管等要求规范化使用空域，还要根据无人机
作业计划，按相关要求办理空域审批手续，密切跟踪当地空域变化情况。
6 作业实施
6.1 航前检查
6.1.1 作业天气应避免积雪、低云、雾等不利气象条件，应符合激光扫描设备反射率和穿透率的要求。
6.1.2 数码相机光圈、快门及ISO 等参数应根据天气条件合理设置，应符合GB/T 6962 的相关要求。
6.1.3 无人机及载荷设备应安装稳固，准确测量偏心分量，读数精确至厘米级。
6.1.4 无人机激光扫描设备检校原则及检校方案参照相关操作手册执行。
6.1.5 作业区域应有稳定可靠的CORS 系统，或布设观测有效的地面GNSS 基站，地面GNSS 基站应符合
GB/T 18314 的相关要求，并应填写表B.4 GNSS 基站观测手簿。
6.1.6 无人机设备、激光扫描设备、地面基站等作业设备各项指标参数应检查正常。
6.2 数据采集
6.2.1 起飞前，应按照当地军民航管制单位要求，进行放行申请；作业过程中，应按照空域要求进行
飞行实施和动态报送工作。
6.2.2 起飞前，激光扫描设备应开机静置5 min，落地后，激光扫描设备应静置5 min 关机，完成惯
性测量单元校准。
6.2.3 作业时，无人机进入测区前应先“8”字飞行，出测区后应“8”字飞行后降落。
6.2.4 实际航高与设计航高高差不应超过50 m。
6.2.5 同一作业分区内，飞行速度应保持一致。
6.2.6 无人机俯仰角、侧滚角不宜大于2°，倾斜角宜小于20°，航线弯曲度不宜大于3%。
6.2.7 飞行中，作业人员应密切关注各个设备工作状态，应包括以下内容：
a） 观察无人机飞行轨迹、飞机姿态、电池电量等是否正常；
b） 观察地面GNSS基站或CORS系统信号是否正常；
c） 观察激光扫描设备各项指标参数是否正常。
6.3 数据检查
6.3.1 数据文件检查应包括以下内容：
a） POS数据文件是否完整、有效；
b） 机载GNSS流动站及地面基准站GNSS观测数据文件是否完整、有效；
c） 激光点云数据文件是否完整；
d） 原始影像文件是否完整。
6.3.2 若数据检查结果不能满足要求，应进行调整，必要时进行补飞或重飞。
6.3.3 补飞或重飞航线的两端宜超出补飞范围外500 m，并应满足设计比例尺的重叠度要求。
7 数据处理
7.1 一般规定
7.1.1 根据设计需求确定数据成果DEM、DSM、DOM、点云数据的分块方式、数据格式。
7.1.2 根据设计需求确定分类点云类别，例如地面、植被、建筑物、杆塔、导线等。
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7.1.3 根据设计需求确定数据成果DOM 的地面分辨率及DEM 的格网大小。
7.2 基础数据
在进行数据处理前，应准备以下基础数据：
a） 三维激光点云数据、原始影像、影像POS列表、航迹文件、设备检校相关文件等；
b） 像控点数据，用于精度检核及系统误差消除；
c） 坐标转换参数；
d） 其他相关数据。
7.3 点云数据处理
7.3.1 噪声点滤除：将明显高于或低于整体数据的点或点群（噪声点）进行滤除。
7.3.2 自动分类：基于激光点云反映的地形地物特性（反射强度、回波次数、地物形状等）利用算法或算法
组合对激光点云数据自动分类，宜分为地面点和非地面点。
7.3.3 人工交互分类编辑：分类点云数据必须经过人机交互检查，纠正自动算法的分类误差，确保地面完整、
连续、准确、可靠。可辅助使用光照、三维浏览、显示模式、影像对照等方法来提高检查的准确性。
7.3.4 非地面点宜分为建筑物、树木、水系、输电线路、铁路、其他等六类，如有特殊需求，可根据实际需
求增加分类项。
7.3.5 处理后的点云数据密度应满足附录B.1 点云数据密度表的要求。
7.3.6 激光点云数据坐标转换宜在分类完成后进行。
7.4 DEM 制作
DEM 制作：基于分类的地面点数据生产DEM，应满足以下技术要求：
a） DEM格网间距和精度应符合本导则成果数据精度要求；
b） 成果应反映完整地形，不得出现插值漏洞；
c） 图幅接边地形过渡自然，接边误差应符合GB/T 17941规范要求；
d） DEM成果宜采用Geotiff格式；
e） DEM成果应满足B.2 DEM、DOM 成果精度表要求。
7.5 DSM 制作
基于噪声点滤除后的点云数据生产DSM，应满足以下技术要求：
a） DSM格网间距和精度应符合本导则成果数据精度要求；
b） 成果应反映完整地形，不得出现插值漏洞；
c） 图幅接边地形过渡自然，接边误差应符合GB/T 17941规范要求；
d） DSM成果宜采用Geotiff格式；
f） DSM成果应满足表B.3 航带拼接误差表要求。
7.6 DOM 制作
利用分类得到的地面点激光点云数据对数码影像进行自动微分纠正，生成DOM 成果，应满足以下技
术要求：
a） DOM影像分辨率和精度应符合本导则成果数据精度要求；
b） 影像无明显拼接偏差；
c） 影像清晰，反差适中，色调正常；
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d） 图幅接边过渡自然，接边误差应符合GB/T 17941规范要求；
e） DOM成果宜采用Geotiff 格式；
g） DEM成果应满足B.2 DEM、DOM 成果精度表要求。
7.7 处理成果
数据处理成果应包含：DEM数据、DSM数据、DOM数据、激光点云分类成果、技术报告、其他相关文
档。
8 线路走廊调绘与选线平台建立
8.1 线路走廊调绘
8.1.1 路径走廊航测的外业调绘工作，宜结合正射影像图和分类点云数据进行，采用室内判读、野外调
绘及仪器实测相结合的方式进行。调绘范围为线路路径中心线左右各300 m。
8.1.2 室内判读应采用影像识别、点云判读等方法，对难以准确判读的微地物、微地貌等，应到现场进
行调绘。对于交叉跨越、平行接近、新增地物和变化地形，宜采用仪器进行复测核实。
8.1.3 外业调绘必须判读准确、描绘清楚、图式符号运用恰当、位置正确、各种注记准确无误、清晰易
读。地物、地貌的类别和性质，应现场确定。
8.1.4 对交叉跨越的电力线应在像片上标明电压等级和杆（塔）型，并标出杆（塔）高；对35kV 及以上
电压等级的电力线，应通过点云数据量测或实测出路径附近的杆（塔）高。根据设计要求，必要时测量线
路路径跨越电力线的弧垂点高度。
8.1.5 对交叉跨越的通讯线、架空电缆、架空光缆应在像片上标注类型、等级、杆型、杆高。
8.1.6 对交叉跨越的地下电缆、地下光缆和地下管线应在正射影像图上标注类别及位置。
8.1.7 对交叉跨越的架空索道、架空水渠等地物应在正射影像图上标注位置及高度。
8.1.8 对交叉跨越的公路和铁路应标注名称、通向及跨越点里程；对交叉跨越的江河应标注名称、通向
及流向。
8.1.9 对沿线走廊范围内的经济作物和森林应在正射影像图上标出范围、类别及高度。
8.1.10 外业调绘的正射影像图应由调绘者签署姓名和日期。
8.2 选线平台建立
8.2.1 利用数据预处理获取的影像外方位元素，进行空中三角测量，建立立体模型，应符合GB/T 8930
和GB/T 23236 中的规定。
8.2.2 将外业调绘的成果进行内业转绘，形成矢量数据，并进行复核与修正。对不同信息进行转绘时，
宜进行分色、分层等处理，以便查询、编辑和入库。
8.2.3 将DEM 数据和激光点云分类数据导入选线平台，生成等高线文件（含等高线注记）。
8.2.4 利用DOM 数据、等高线、公里格网线和调绘信息数据等，制作正射影像地形图。
8.2.5 利用立体模型、DEM 数据、DOM 数据、调绘信息等构建可视化的三维选线设计平台。
9 辅助优化设计
9.1 一般规定
9.1.1 辅助优化设计一般是配合设计人员，在三维选线平台共同完成线路的优化设计，电气设计内容参
照GB 50545 执行。
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9.1.2 辅助优化设计的过程包括：
a） 将初步设计路径展绘至正射影像地形图上，进行初步调整；
b） 在三维选线平台合理调整和优化路径，进行转角塔初排位，确定线路路径的可行性；
c） 输出转角坐标成果表、正射影像路径图及简易断面图等成果。
9.2 线路优化
9.2.1 在正射影像地形图上展绘线路路径，依据设计人员综合评判意见，调整线路走向和转角塔的位置。
9.2.2 精确调整路径，利用DEM 数据进行直线塔排位，结合立体模型和DEM 数据查看塔位地形，逐基
确定杆塔位置。
9.2.3 统计线路长度、转角数量、角度和房屋拆迁量；可利用激光点云分类数据进行林区统计。
9.2.4 将正射影像、线路路径、转角标识、公里格网、调绘成果、等高线等信息叠加，生成正射影像路
径图；应完整标识正射影像路径图图幅信息，包括工程名称、比例尺、航摄时间等。
9.3 成果资料
辅助优化设计提交的成果资料应包括：
a） 空三加密成果，包括相机文件、解算报告、加密点文件等；
b） 正射影像路径图，包括正射影像、等高线、线路路径、转角标识、调绘成果、地名注记、公里格
网、图幅信息等；
c） 房屋分布图；
d） 塔位坐标成果表；
e） 路径优化报告。
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附录A
（规范性）
航拍勘测流程
无人机激光扫描进行航拍勘测作业流程应按照图A.1。
图A.1 无人机激光扫描航拍勘测作业流程图
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附录B
（资料性）
数字航拍技术表
数字航拍技术表见表B.1、表B.2、表B.3、表B.4。
B.1 点云数据密度表
点云数据密度表见表B.1。
表B.1 点云数据密度表
序号成图比例尺DEM 格网间距（m） 点云密度（点/m2）
1 1:500 0.5 或1.0 16
2 1:1000 1.0 或2.0 4～16
3 1:2000 1.0 或2.0 1～4
4 1:5000 2.5 或5.0 1/4～1
B.2 DEM、DOM 成果精度表
DEM、DOM 成果精度表见表B.2。
表B.2 DEM、DOM 成果精度表
序号比例尺地形类别
DEM 高程中误差
（m）
DOM 平面中误差
（m）
1 1:500
平地0.2 0.3
丘陵地0.4 0.3
山地0.5 0.4
高山地0.7 0.4
2 1:1000
平地0.2 0.6
丘陵地0.5 0.6
山地0.7 0.8
高山地1.5 0.8
3 1:2000
平地0.3 1.2
丘陵地0.5 1.2
山地1.2 1.6
高山地1.5 1.6
4 1:5000
平地0.35 2.5
丘陵地1.2 2.5
山地2.5 3.7
高山地3.0 3.7
B.3 航带拼接误差表
航带拼接误差表见表B.3。
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表B.3 航带拼接误差表
序号成图比例尺航带拼接误差上限（m）
1 1:500 0.2
2 1:1000 0.2
3 1:2000 0.3
4 1:5000 0.35
B.4 GNSS 基站观测手簿
GNSS 基站观测手簿见表B.4。
表B.4 GNSS 基站观测手簿
项目名：
观测日期点号
观测员点名
开关机确认者天气及温度
气压接收机频率
接收机型号接收机天线P/N
天线半径天线偏心距
采样间隔卫星数量
纬度经度
高程天线高（斜距）
开始记录时间结束记录时间
点位说明略图
备注