靜態(tài)GNSS測量介紹.ppt

測繪事業(yè)部 靜態(tài)GPS介紹及靜態(tài)作業(yè) 數(shù)據(jù)處理流程 目錄 一 靜態(tài)GPS工作原理二 靜態(tài)GPS工程運用三 GPS與常規(guī)控制測量的優(yōu)勢四 靜態(tài)GPS操作流程五 注意事項 將靜態(tài)機的GPS接收天線長時間靜止不動架設(shè)在待測點位上 按一定的采樣間隔采集由衛(wèi)星發(fā)射過來的觀測文件和星歷文件 之后 用靜態(tài)后處理軟件對觀測文件和星歷文件進行基線解算 網(wǎng)平差等后續(xù)工作 靜態(tài)定位是確定在WGS84坐標系下的經(jīng)緯度 然后在內(nèi)業(yè)中平差 1靜態(tài)GPS工作原理 1 絕對定位 單點定位 2 靜態(tài)相對定位3 快速靜態(tài)相對測量 2靜態(tài)機工程運用 絕對定位又稱單點定位 是在 坐標系中 利用偽距測量確定觀測站相對地球質(zhì)心絕對位置的方法 其實質(zhì)就是空間距離的后方交會 其優(yōu)點是只需一臺接收機即可獨立確定待求點的絕對坐標 精度一般15 30米 可用于旅游 汽車 飛機 輪船等導(dǎo)航 偽距 衛(wèi)星發(fā)射的測距碼信號到達GPS接收機的傳播時間乘以光速所得到的量測距離 絕對定位 2靜態(tài)機工程運用 靜態(tài)相對定位是在 坐標系中 利用載波相位確定觀測站與某一地面參考點之間的相對位置 或兩測站之間的相對位置 也就是我們通常所說的靜態(tài)測量 測量時必須使用兩臺或兩臺以上的接收機分別擺在不同的測站上 兩兩測站之間至少要有4顆共同衛(wèi)星 同步做一定時間的靜止觀測 其精度經(jīng)靜態(tài)后處理軟件處理后可達 平面 5mm 1ppm 高程 10mm 1ppm 其主要用于建各種控制網(wǎng) 長距離導(dǎo)線測量和變形監(jiān)測 靜態(tài)相對定位 2靜態(tài)機工程運用 兩兩測站之間至少4顆共同衛(wèi)星 2靜態(tài)機工程運用 采用快速逼近模糊度技術(shù) 觀測時間可以縮短為靜態(tài)相對測量的1 3 1 2 一般適用于等級較低 精度不高的控制網(wǎng)和導(dǎo)線點 操作方法與靜態(tài)相對測量一樣 精度為 平面 10mm 1ppm 高程 15mm 1ppm 快速靜態(tài)相對測量 2靜態(tài)機工程運用 3靜態(tài)GPS與常規(guī)控制測量的優(yōu)勢 1 定位精度高2 測站之間無需通視3 全天候作業(yè)4 效率高 觀測時間短5 節(jié)省大量人力 物力6 操作簡單 1 選點和埋石 制定觀測計劃2 野外觀測3 數(shù)據(jù)的下載4 靜態(tài)GPS數(shù)據(jù)處理 4靜態(tài)GPS操作流程 1 選點和埋石 制定觀測計劃 選點 觀測站位置的選擇 在GPS測量中并不要求觀測站之間相互通視 網(wǎng)的圖形選擇也比較靈活 因此選點比經(jīng)典控制測量簡便得多 埋石 在GPS測量中 網(wǎng)點一般應(yīng)設(shè)置具有中心標志的標石 以精確標志點位 具體標石類型及其適用級別可參照 全球定位系統(tǒng) GPS 測量規(guī)范 制定觀測計劃在施測前 建議用戶根據(jù)網(wǎng)的布設(shè)方案 規(guī)模的大小 精度要求 GPS衛(wèi)星星座 參與作業(yè)的GPS數(shù)量以及后勤保障條件 交通 通信 等 制定觀測計劃 1 確定工作量 2是否采用分區(qū)觀測 3 選擇觀測時段4 確定觀測進程及調(diào)度 4靜態(tài)GPS操作流程 GPS基線向量網(wǎng)的設(shè)計原則 為保證對衛(wèi)星的連續(xù)跟蹤觀測和衛(wèi)星信號的質(zhì)量 要求測站上空應(yīng)盡可能的開闊 在10 15 高度角以上不能有成片的障礙物 為避免或減少多路徑效應(yīng)的發(fā)生 測站應(yīng)遠離對電磁波信號反射強烈的地形 地物 如高層建筑 成片水域等 為減少各種電磁波對GPS衛(wèi)星信號的干擾 在測站周圍約200m的范圍內(nèi)不能有強電磁波干擾源 如大功率無線電發(fā)射設(shè)施 高壓輸電線等 為便于觀測作業(yè)和今后的應(yīng)用 測站應(yīng)選在交通便利 上點方便的地方 測站應(yīng)選擇在易于保存的地方 1 選點的原則 選點注意事項 15 15 15 高度角以上不能有成片的障礙物 1 為保證對衛(wèi)星的連續(xù)跟蹤觀測和衛(wèi)星信號的質(zhì)量 要求測站上空應(yīng)盡可能的開闊 在15 高度角以上不能有成片的障礙物 4靜態(tài)GPS操作流程 2 為減少各種電磁波對GPS衛(wèi)星信號的干擾 在測站周圍約200m的范圍內(nèi)不能有強電磁波干擾 如電視塔 微波站 高壓輸電線 選點注意事項 4靜態(tài)GPS操作流程 3 為避免或減少多路徑效應(yīng)的發(fā)生 測站應(yīng)遠離對電磁波信號反射強烈的地形 地物 如高層建筑 成片水域等 選點注意事項 4靜態(tài)GPS操作流程 多路徑效應(yīng) 在GPS測量中 如果測站周圍的反射物所反射的衛(wèi)星信號 反射波 進入接收機天線 這就將和直接來自衛(wèi)星的信號 直接波 產(chǎn)生干涉 從而使測量值偏離真值 產(chǎn)生所謂的 多路徑誤差 這種由于多路徑的信號傳播所引起的干涉時延效應(yīng)被稱作多路徑效應(yīng) 4靜態(tài)GPS操作流程 4 為便于觀測作業(yè)和今后的使用 測站應(yīng)選在交通便利 上點方便且易于保存的地方 條件不好如何測量 對于控制網(wǎng)中的一些特殊點 如已知點 某些待測點根本無法滿足1 3條的選點要求而又必須測量的情況下 我們可以適當?shù)难娱L觀測時間及事先通過星歷預(yù)報軟件預(yù)測當?shù)貤l件下的衛(wèi)星運行情況 選擇無遮擋方向衛(wèi)星多的時候進行靜態(tài)觀測 選點注意事項 4靜態(tài)GPS操作流程 1 擺站 對中 整平2 量取儀器高 斜高或垂直高 異步環(huán) 不同廠家 不同型號儀器混合測量 3 按電源燈開機 鎖星一分鐘后開始記錄 4 手工記錄測站信息 測站名 儀器編號 儀器高 開始及結(jié)束時間 2 野外觀測 4靜態(tài)GPS操作流程 3 野外觀測靜態(tài)數(shù)據(jù)記錄信息 儀器號碼 機身編號 如 0838268 開機時間 GPS時間 8小時 北京時間測站點名 字母 數(shù)字 四個字符 如 GP03 儀器高 單位米 精確到0 1毫米 如 1 6586 注意 這四個信息是最基本的信息 一定要記錄 當天數(shù)據(jù)當天編輯下載到電腦保存 4靜態(tài)GPS操作流程 2 提高可靠性的原則 增加觀測時段 增加獨立基線數(shù) 保證一定的重復(fù)設(shè)站次數(shù) 保證每點與三條以上的獨立基線相連 最小異步環(huán)邊數(shù)不大于6 GPS基線向量網(wǎng)的設(shè)計原則 3 提高精度的原則 網(wǎng)中距離較近的點一定要進行同步觀測 以獲得它們間的直接觀測基線 建立框架網(wǎng) 最小異步環(huán)邊數(shù)不大于6 適當引入高精度測距邊 若要進行高程擬合 水準點密度要高 分布要均勻 且要將擬合區(qū)域包圍起來 適當延長觀測時間 增加觀測時段 選取適當數(shù)量的已知點 已知點分布均勻 GPS基線向量網(wǎng)的設(shè)計原則 4 數(shù)據(jù)下載 用串口下載數(shù)據(jù) 用中海達接收機管理軟件 可以通過串口連接方式下載和刪除文件 格式化主機 用USB下載數(shù)據(jù) 使用USB進行U盤拖拽式下載方式 不需傳輸軟件 但USB方式不能編輯或刪除主機里文件 4靜態(tài)GPS操作流程 數(shù)據(jù)下載 串口數(shù)據(jù)線USB數(shù)據(jù)線 4靜態(tài)GPS操作流程 1 新建項目 并設(shè)置坐標系統(tǒng) 2 導(dǎo)入數(shù)據(jù) 并編輯文件天線高信息 3 基線解算 并根據(jù)殘差信息進行調(diào)整 直到基線質(zhì)量合格 4 網(wǎng)平差 輸入控制點信息后 完成自由網(wǎng)平差 84約束平差 當?shù)厝S約束平差或二維約束平差 5 導(dǎo)出各種解算報告 HGO數(shù)據(jù)處理軟件操作流程 5靜態(tài)GPS操作流程 新建項目 執(zhí)行主程序 啟動后處理軟件 選擇 文件 菜單的 新建項目 進入任務(wù)設(shè)置窗口 在 項目名稱 中輸入項目名稱 同時可以選擇項目存放的文件夾 工作目錄 中顯示的是現(xiàn)有項目文件的路徑 按 確定 完成新項目的創(chuàng)建工作 HGO數(shù)據(jù)處理 項目屬性設(shè)置 選擇 文件 菜單的 項目屬性 系統(tǒng)將彈出項目屬性設(shè)置對話框 用戶可以設(shè)置項目的細節(jié) 這里主要是對限差項進行設(shè)置 HGO數(shù)據(jù)處理 注意 可以通過導(dǎo)航條直接打開項目屬性 導(dǎo)航條包含了HGO后處理的一般過程 打開項目 HGO數(shù)據(jù)處理 任務(wù)建完后 開始加載觀測數(shù)據(jù)文件 選擇 文件 導(dǎo)入 在彈出的對話框中選擇需要加載的數(shù)據(jù)類型 按 導(dǎo)入文件 或者 導(dǎo)入目錄 進入文件選擇對話框 導(dǎo)入數(shù)據(jù) HGO數(shù)據(jù)處理 也可以通過導(dǎo)航條導(dǎo)入文件 導(dǎo)入數(shù)據(jù) HGO數(shù)據(jù)處理 導(dǎo)入數(shù)據(jù)后 軟件自動形成基線 同步環(huán) 異步環(huán) 重復(fù)基線等信息 顯示窗口如下 導(dǎo)入數(shù)據(jù) HGO數(shù)據(jù)處理 當數(shù)據(jù)加載完成后 系統(tǒng)會顯示所有的文件 點擊中間的樹形目錄的 觀測文件 并將右邊工作區(qū)選項卡切換為 文件 即可查看詳細的文件列表 雙擊某一行 即可彈出編輯界面 這里主要是為了確定天線高 接收機類型 天線類型 按照相同方法完成所有文件天線信息的錄入或編輯 處理基線 HGO數(shù)據(jù)處理 基線解算的時間由基線的數(shù)目 基線觀測時間的長短 基線處理設(shè)置的情況 以及計算機的速度決定 處理全部基線向量后 基線列表窗口中會列出所有基線解的情況 網(wǎng)圖中原來未解算的基線也由原來的淺色改變?yōu)樯罹G色 處理基線 HGO數(shù)據(jù)處理 在基線處理完成后 需要對基線處理成果進行檢核 由于本章為快速入門 所以我們假定所有參與解算的基線都合格 通常情況下 如觀測條件良好 一般一次就能成功處理所有的基線 基線解算合格后 還需要根據(jù)基線的同步觀測情況剔除部分基線 在這里我們也不作介紹 平差前的設(shè)置 HGO數(shù)據(jù)處理 現(xiàn)在我們直接進入網(wǎng)平差的準備 首先確定哪些站點是控制點 在樹形視圖區(qū)中卻換到 點 在右邊工作區(qū)點擊 站點 對選中的站點右鍵菜單 選擇 轉(zhuǎn)為控制點 這些點會自動添加到 控制點 列表中 平差前的設(shè)置 HGO數(shù)據(jù)處理 切換到 控制點 列表 雙擊某個站點名進行編輯 同樣方法把所有的已知點坐標都輸入完畢 平差前的設(shè)置 HGO數(shù)據(jù)處理 選擇菜單 網(wǎng)平差 平差設(shè)置 進入 平差設(shè)置 窗口 平差前的設(shè)置 HGO數(shù)據(jù)處理 執(zhí)行菜單 網(wǎng)平差 下的 平差 軟件會彈出平差工具 見下圖 進行網(wǎng)平差 點擊 全自動平差 軟件將自動根據(jù)起算條件 完成自由網(wǎng)平差 84下的約束平差 以及當?shù)厝S約束平差和二維約束平差 并形成平差結(jié)果列表 可以選擇要查看的結(jié)果 點擊 生成報告 即可查看報告 HGO數(shù)據(jù)處理 在 網(wǎng)平差 選中 平差報告設(shè)置 可以對輸出內(nèi)容及格式進行指定和選擇 然后在 網(wǎng)平差 平差 工具中點擊 生成報告 即可導(dǎo)出相應(yīng)的平差報告了 成果輸出 HGO數(shù)據(jù)處理 在 網(wǎng)平差 選中 平差報告設(shè)置 可以對輸出內(nèi)容及格式進行指定和選擇 成果輸出 然后在 網(wǎng)平差 平差 工具中點擊 生成報告 即可導(dǎo)出相應(yīng)的平差報告了 HGO數(shù)據(jù)處理 以生成HTML格式報告為例 平差結(jié)果中的全部內(nèi)容輸出成一個HTML報告形式 至此 一個完整的基線解算成果 以及平差后的各站點坐標成果都已經(jīng)獲得 靜態(tài)解算完成 成果輸出 HGO數(shù)據(jù)處理 影響基線解算質(zhì)量的主要因素及應(yīng)對方法 基線解算時所設(shè)定的起點坐標不準確 設(shè)定較準確的起點坐標 采用同一點或同一點的衍生點起算 少數(shù)衛(wèi)星的觀測時間太短 導(dǎo)致這些衛(wèi)星的整周未知數(shù)無法準確確定 剔除觀測時間太短的衛(wèi)星 在整個觀測時段里 有個別時間段或個別衛(wèi)星周跳太多 致使周跳無法完全修復(fù) 剔除周跳多的衛(wèi)星 截去周跳多的時間段 在觀測時段內(nèi) 多路徑效應(yīng)比較嚴重 觀測值的改正數(shù)普遍較大 剔除受多路徑影響嚴重的觀測值 對流層折射或電離層折射影響太大 模型改正 采用Iono Free觀測值 提高截止高度角 HGO數(shù)據(jù)處理 靜態(tài)數(shù)據(jù)處理注意事項 1 基線合格的兩個指標 RATIO值和整數(shù)解中誤差2 重復(fù)基線 同步環(huán)閉合差 異步環(huán)閉合差的檢核3 自由網(wǎng)平差是否超限4 約束平差已知點的選擇 長邊控制短邊的原則 長邊控制短邊示意圖 HGO數(shù)據(jù)處理 充電時應(yīng)使用本儀器配用的專用充電器在一