ISO 17123-112025 光学和光学仪器 大地测量和测量仪器试验现场规程 第11部分GNSS仪器标准立项发展报告

光学和光学仪器大地测量和测量仪器试验现场规程第11部分：GNSS仪器标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:OpticsandOpticalInstruments—FieldProceduresforTestingGeodeticandSurveyingInstruments—Part11:GNSSInstruments摘要关键词：GNSS仪器；现场试验规程；ISO17123；大地测量仪器；计量检定；标准化一、引言1.1研究背景全球导航卫星系统（GlobalNavigationSatelliteSystem,GNSS）是以人造地球卫星为基准的无线电导航定位系统，包括美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧盟的Galileo以及中国的北斗卫星导航系统（BDS）等。经过数十年的发展，GNSS技术已经从最初的军事用途发展成为全球性的时空信息服务基础设施，在测绘地理信息、精准农业、智能交通、无人机导航、工程施工、地壳形变监测等领域发挥着不可替代的作用。随着GNSS应用场景的不断扩展和用户对测量精度要求的持续提升，GNSS仪器的性能验证和质量控制问题日益凸显。与其他大地测量仪器（如水准仪、经纬仪、全站仪等）不同，GNSS仪器的工作原理涉及卫星信号接收、多路径效应抑制、载波相位观测和精密定位算法等多个复杂环节，其性能不仅取决于硬件质量，还受到观测环境、卫星几何分布、电离层和对流层延迟等多种因素的影响。因此，建立科学、规范的GNSS仪器现场试验规程，对于确保GNSS测量成果的准确性和可靠性具有重要意义。然而长期以来，国际标准化组织在GNSS仪器试验方法领域一直缺乏统一的标准。ISO17123系列标准主要针对传统光学测量仪器（如水准仪、经纬仪、全站仪等）制定了系统完善的现场试验规程，但尚未覆盖GNSS仪器。这一标准空缺导致各国在GNSS仪器检定和校准中方法不一、标准各异，严重影响了测量成果的国际互认和行业规范化发展。1.2标准立项的必要性首先，从行业需求角度看，全球GNSS仪器保有量逐年攀升。根据中国卫星导航定位协会发布的《2024中国卫星导航与位置服务产业发展白皮书》，2023年我国卫星导航与位置服务产业总体产值达到5362亿元人民币，同比增长7.09%。产业的高速增长带来了对GNSS仪器量值溯源和性能评价的巨大需求。其次，现有技术法规中虽然有关GNSS仪器的精度要求（如ISO17123-8中对该标准后续发展的铺垫），但缺乏系统的试验方法和统一的评定标准。这种标准供给不足的状况已成为制约行业规范化发展的技术瓶颈。因此，制定专门针对GNSS仪器的现场试验规程具有迫切的现实需求。第三，GNSS技术本身仍在快速演进——多频多系统接收机的普及、PPP-RTK等精密定位技术的发展、惯性导航与GNSS的深耦合集成等，都对仪器的试验方法提出了新的技术挑战，亟需通过标准化手段加以规范和引导。二、标准编制概况2.1编制背景与工作进程ISO17123-11:2025由国际标准化组织ISO/TC172/SC6（光学和光学仪器技术委员会/大地测量与测量仪器分技术委员会）负责制定。该分技术委员会的秘书处由德国标准化协会（DIN）承担。按照ISO标准制定程序的规范流程，该标准经历了以下主要阶段：-提案阶段（NWIP）：由瑞士等国在SC6会议上提出关于制定GNSS仪器现场试验规程的新工作项目提案-准备阶段（WD）：成立工作组，由瑞士徕卡测量系统有限公司的专家担任项目负责人-委员会阶段（CD）：在SC6内部征求意见，收集各国标准化专家的技术意见-询问阶段（DIS）：形成国际标准草案，向全体ISO成员国征求意见-批准阶段（FDIS）：最终国际标准草案投票-出版阶段：2025年7月14日正式发布2.2标准技术框架ISO17123-11:2025作为ISO17123系列标准的第11部分，延续了该系列标准的基本结构体系。标准正文包括以下主要章节：范围、规范性引用文件、术语和定义、缩略语、试验的一般要求、试验方法、数据处理、试验报告等。在适用范围上，该标准规定了使用GNSS仪器（含GNSS接收机及配套天线）进行大地测量和工程测量的现场试验程序，适用于静态相对定位模式和实时动态差分（RTK）定位模式下的GNSS仪器性能检测。标准规定的试验方法既可用于新购仪器的验收检验，也可用于使用中仪器的周期检定。三、标准主要技术内容3.1试验条件与要求ISO17123-11:2025对试验条件作出了明确而系统的规定。在试验场地的选择方面，标准要求试验场地应视野开阔，周围无高大建筑物、水面、金属反射物等可能导致多路径效应的影响源；观测时段应避开强电离层活动和恶劣气象条件。标准推荐在进行试验前对测站进行多路径环境评估，以确保试验结果不受外部反射信号干扰。同时，标准对基准站与流动站之间的距离范围、测站数的最低要求等作出了量化规定，以保证试验结果的统计有效性。在仪器要求方面，标准规定试验所用仪器应处于正常工作状态，电池电量充足，固件版本已知且未经未授权的修改。试验前应对仪器进行全面的外观检查和基本功能检查。3.2试验方法在实际操作层面，该标准确立了基于重复观测的统计检验方法体系，同时将RTK测量模式纳入试验范围，填补了此前标准中动态测量检定的空白。其核心思路是通过在已知坐标的基准点上进行重复观测，利用观测值与已知值之间的偏差以及多次观测值之间的一致性来评估仪器的性能水平。标准针对不同测量模式设计了差异化的试验流程：对于静态测量模式，规定了基线的长度选择、观测时段的划分和有效观测时长的最低要求，建议在短、中、长三条不同长度的基线上分别进行观测；对于RTK测量模式，则明确规定了初始化次数、每个测点的重复测量次数和采样间隔等技术参数。标准还引入和扩展了多点网形试验方法，通过建立包含多个未知点的试验网进行整体平差，从而区分仪器内部噪声和外部环境影响，获得更加客观的仪器性能评价。此外，值得注意的是，标准中包含的试验方法旨在为仪器性能评价提供标准化程序，以避免因操作人员、观测环境等外部因素差异导致的评价结果不具可比性。这为不同厂商、不同型号GNSS仪器之间的性能横向对比提供了统一尺度。3.3数据处S理与合格评定标准规定采用最小二乘平差方法对试验观测数据进行处理，计算点位坐标的标准偏差等精度指标。数据处理流程包括基线解算、网平差、精度统计等步骤，并对粗差剔除和质量控制措施作出了明确规定。在合格评定方面，该标准提供了完整的技术框架。核心评定依据是将试验计算得到的重复性精度指标与标准规定的限值进行比较。限值并非简单的固定数值，而是针对不同等级、不同测量模式的仪器给出了分级指标。同时，考虑到GNSS定位精度受观测条件影响的客观现实，该标准在数据处理和精度评定时特别引入和强调了外部精度检验环节——即利用已知坐标的基准点对试验结果进行外部符合性验证，从而区分仪器内部噪声与外部环境影响，并尽可能消除系统误差的影响。四、标准主要创新与特点4.1填补ISO标准体系空白ISO17123-11:2025是ISO首次发布的专门针对GNSS仪器的现场试验方法标准，填补了国际标准在该领域的技术空白。该标准的发布使ISO17123系列标准从传统光学测量仪器全面拓展至卫星测量仪器领域。4.2体现多系统多频技术发展标准的试验方法充分考虑了多系统、多频GNSS接收机的技术特征，规定了多星座组合观测模式下的试验方法，适应了当前GNSS技术向多系统融合发展的趋势。4.3突出现场可操作性与实验室检定方法不同，该标准强调“现场试验”的核心理念，试验设备简单、操作流程清晰、数据处理便捷，便于测量单位和检测机构在实际工作条件下开展仪器性能检测，避免了将GNSS仪器运送至专业实验室进行检定的时间成本和经济成本。五、标准主要起草单位介绍5.1瑞士徕卡测量系统有限公司作为本标准的项目负责人和主要起草单位，瑞士徕卡测量系统有限公司（LeicaGeosystemsAG）是全球测量与空间信息领域的技术领导者。公司总部位于瑞士Heerbrugg，隶属于海克斯康集团。徕卡测量系统在GNSS技术领域具有深厚的技术积累。公司自20世纪80年代开始GNSS测量技术研发，于1990年代推出全球首台高精度双频GPS接收机系统，此后持续引领GNSS测量技术的发展方向。在ISO17123-11:2025的编制过程中，徕卡测量系统充分发挥了其在GNSS仪器设计、测试方法学和标准化领域的专业优势，主导完成了标准框架设计、试验方法验证和技术文本起草等核心工作。公司位于瑞士的计量实验室具备国际领先的GNSS仪器检定测试能力，为标准的技术验证提供了坚实的实验基础。此外，该标准的制定也吸收了来自德国联邦制图与大地测量局（BKG）、中国测绘科学研究院等各国技术机构专家的智慧，体现了国际标准制定的开放性和协作性。六、结论与展望ISO17123-11:2025《光学和光学仪器大地测量和测量仪器试验现场规程第11部分：GNSS仪器》的正式发布，是国际测绘仪器标准化领域的一项重要里程碑。该标准首次将GNSS仪器系统性地纳入ISO17123系列标准的规范框架，建立了统一、科学、可操作的GNSS仪器现场试验方法体系，有效填补了现行国际标准在该领域的技术空白。展望未来，该标准的实施推广将对全球GNSS测量技术的发展和测绘仪器行业的规范化产生深远影响。一方面，统一试验规程的实施将促进各国GNSS测量成果的互认和比较，为国际工程测量合作提供技术保障；另一方面，标准对GNSS仪器性能的系统化评价要求将持续推动仪器制造企业提升产品质量和技术水平。参考文献[1]ISO17123-11:2025,Opticsandopticalinstruments—Fieldproceduresfortestinggeodeticandsurveyinginstruments—Part11:GNSSinstruments.Geneva:InternationalOrganizationforStandardization,2025.[2]ISO17123-1:2014,Opticsandopticalinstruments—Fieldproceduresfortestinggeodeticandsurveyinginstruments—Part1:Theory.Geneva:InternationalOrganizationforStandardization,2014.[3]ISO17123-8:2015,Opticsandopticalinstruments—Fieldproceduresfortestinggeodeticandsurveyinginstruments—Part8:GNSSfieldmeasurementsystemsinreal-timekinematic(RTK).Geneva:Internat