GPS測(cè)量綜合教案分析

1、2021-7-16GPS測(cè)量綜合教案分析11、原理、原理2、我國(guó)、我國(guó)GPS測(cè)量的常用坐標(biāo)系測(cè)量的常用坐標(biāo)系3、GPS靜態(tài)定位在測(cè)量中的應(yīng)用靜態(tài)定位在測(cè)量中的應(yīng)用4、南方測(cè)繪、南方測(cè)繪NG100一體化測(cè)量系一體化測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)5、GPS高程高程GPSGPS測(cè)量教學(xué)電子教案2021-7-16GPS測(cè)量綜合教案分析2第一部分 原理1 GPS測(cè)量的特點(diǎn)2 GPS的歷史和背景3 GPS系統(tǒng)的組成4 GPS衛(wèi)星5 GPS地面控制站6 GPS用戶設(shè)備7 GPS系統(tǒng)現(xiàn)狀8 GPS定位原理9 GPS測(cè)量10 小結(jié)2021-7-16GPS測(cè)量綜合教案分析31 GPS測(cè)量的特點(diǎn)GPSGPS測(cè)量與經(jīng)典測(cè)量方法的對(duì)比測(cè)量

2、與經(jīng)典測(cè)量方法的對(duì)比1 1：不需要相互通視觀測(cè)作業(yè)不受天氣條件的影響網(wǎng)的質(zhì)量與點(diǎn)位的分布情況無關(guān)能達(dá)到大地測(cè)量所需要的精度水平白天和夜間均可作業(yè)經(jīng)濟(jì)效益顯著2021-7-16GPS測(cè)量綜合教案分析4(1)(1) GPSGPS測(cè)量效率比傳統(tǒng)方法有極大的提高測(cè)量效率比傳統(tǒng)方法有極大的提高(2)(2)無論作大面積控制和局部測(cè)量都是理想的儀器無論作大面積控制和局部測(cè)量都是理想的儀器 (3)(3)價(jià)格上具有更強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力價(jià)格上具有更強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力(4)(4)任何條件下都有充分把握提供足夠的精度任何條件下都有充分把握提供足夠的精度GPSGPS測(cè)量與經(jīng)典測(cè)量方法的對(duì)比測(cè)量與經(jīng)典測(cè)量方法的對(duì)比2 2：2

3、021-7-16GPS測(cè)量綜合教案分析5 2 GPS的歷史和背景GPS是美國(guó)軍方研制的第二代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是美國(guó)軍方研制的第二代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) (1)全球通用 (2)24小時(shí)可以定位，測(cè)速和授時(shí) (3)用戶設(shè)備成本低廉 (4)確保美國(guó)軍事安全，服務(wù)于全球戰(zhàn)略 (5)導(dǎo)航精度可達(dá)1020m (6)取代現(xiàn)存各種導(dǎo)航系統(tǒng) 這種設(shè)備可以用來武裝戰(zhàn)車，艦船和飛機(jī)，提高其作戰(zhàn)能力，并可廣泛用于地面部隊(duì)，其作用已經(jīng)在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中得到充分展示。2021-7-16GPS測(cè)量綜合教案分析6系統(tǒng)特征NNSSGPS載波頻率GHz0.15,0.401.23,1.58衛(wèi)星高度km100020200衛(wèi)星數(shù)5-621+3衛(wèi)星周期m

4、in1:4711:58衛(wèi)星鐘穩(wěn)定度10-1110-12GPS與NNSS的主要特征比較2021-7-16GPS測(cè)量綜合教案分析7系統(tǒng)特征GLONASSGPS載波頻率GHz1.61,1.251.23,1.58衛(wèi)星高度km1910020200衛(wèi)星數(shù)21+321+3衛(wèi)星周期h11:1511:58衛(wèi)星鐘穩(wěn)定度10-1110-13GPS與GLONASSS的主要特征比較2021-7-16GPS測(cè)量綜合教案分析8技術(shù)背景技術(shù)背景( (信號(hào)組成信號(hào)組成) )： C/A 碼 L1 P碼和Y碼 L2 防電子欺騙技術(shù)(AS) 選擇性服務(wù)政策(SA)*SA技術(shù)已經(jīng)于2000年5月取消2021-7-16GPS測(cè)量綜合教案

5、分析93 GPS 系統(tǒng)的組成全球定位系統(tǒng)全球定位系統(tǒng)(GPS)由三個(gè)主要部分組成由三個(gè)主要部分組成2021-7-16GPS測(cè)量綜合教案分析10 24顆衛(wèi)星(21+3) 6個(gè)軌道平面 55軌道傾角 2萬km軌道高度(地面高度) 12小時(shí)(恒星時(shí))軌道周期 5個(gè)多小時(shí)出現(xiàn)在地平線以上(每顆星)4 GPS衛(wèi)星目前軌道上實(shí)際運(yùn)行的衛(wèi)星個(gè)數(shù)已經(jīng)超過了32顆2021-7-16GPS測(cè)量綜合教案分析115 GSP地面控制站一個(gè)主控站一個(gè)主控站：科羅拉多斯必靈司三個(gè)注入站：三個(gè)注入站：阿松森(Ascencion) 迭哥伽西亞(Diego Garcia) 卡瓦加蘭(kwajalein)五個(gè)監(jiān)測(cè)站五個(gè)監(jiān)測(cè)站=1個(gè)

6、主控站+3個(gè)注入站+夏威夷(Hawaii)5555HawaiiAscencionDiego GarciakwajaleinColorado springs2021-7-16GPS測(cè)量綜合教案分析12 6 GPS用戶設(shè)備測(cè)地型GPS接收機(jī)導(dǎo)航型GSP接收機(jī)一般情況下無數(shù)據(jù)輸出的記錄存儲(chǔ)設(shè)備(手持機(jī))供電信號(hào)信息命令數(shù)據(jù)供電，控制供電數(shù)據(jù)控制 2021-7-16GPS測(cè)量綜合教案分析13 8 GPS定位原理 衛(wèi)星信號(hào)結(jié)構(gòu)基準(zhǔn)頻率基準(zhǔn)頻率10.23MHZ L1L11575.42MHZ C/A C/A碼碼 1.023MHZ P P碼碼 10 . 23MHZL2L21227.60MHZP P碼碼10.2

7、3MHZ101541205050比特比特/S/S衛(wèi)星信息電文衛(wèi)星信息電文(D(D碼碼) ) 每顆衛(wèi)星都發(fā)射一系列無線電信號(hào)每顆衛(wèi)星都發(fā)射一系列無線電信號(hào)( (基準(zhǔn)頻率基準(zhǔn)頻率 ) ) 兩種載波兩種載波(L1(L1和和L2) L2) 兩種碼信號(hào)兩種碼信號(hào)(C/A(C/A碼和碼和P P碼碼) ) 一組導(dǎo)航電文一組導(dǎo)航電文( (信息碼，信息碼，D D碼碼) )2021-7-16GPS測(cè)量綜合教案分析14qL1載波相位觀測(cè)值載波相位觀測(cè)值qL2載波相位觀測(cè)值載波相位觀測(cè)值q調(diào)制在調(diào)制在L1上的上的C/A-code偽距偽距q調(diào)制在調(diào)制在L2上的上的P-code偽距偽距qDopple(多普勒多普勒)觀測(cè)值

8、觀測(cè)值2021-7-16GPS測(cè)量綜合教案分析15 對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行測(cè)距 GPS定位的各種常用觀測(cè)量接收機(jī)對(duì)跟蹤的每一顆衛(wèi)星進(jìn)行測(cè)距接收機(jī)對(duì)跟蹤的每一顆衛(wèi)星進(jìn)行測(cè)距地心SiPijPj riRjRj = ri +Pij有關(guān)各觀測(cè)量及已知數(shù)據(jù)如下：有關(guān)各觀測(cè)量及已知數(shù)據(jù)如下：r 為已知的衛(wèi)地矢量P為觀測(cè)量(偽距)R為未知的測(cè)站點(diǎn)位矢量2021-7-16GPS測(cè)量綜合教案分析16距離觀測(cè)值的計(jì)算v 接收機(jī)至衛(wèi)星的距離借助于衛(wèi)星發(fā)射的碼信號(hào)量測(cè)并計(jì)算得到的v 接收機(jī)本身按同一公式復(fù)制碼信號(hào)v 比較本機(jī)碼信號(hào)及到達(dá)的碼信號(hào)確定傳播延遲時(shí)間tv 傳播延遲時(shí)間乘以光速就得到距離觀測(cè)值=C t衛(wèi)星鐘調(diào)制的碼信號(hào)接收

9、機(jī)時(shí)鐘復(fù)制的碼信號(hào)tt2021-7-16GPS測(cè)量綜合教案分析17單點(diǎn)定位結(jié)果的獲取單點(diǎn)定位解可以理解為一個(gè)測(cè)邊后方交會(huì)問題衛(wèi)星充當(dāng)軌道上運(yùn)動(dòng)的控制點(diǎn)，觀測(cè)值為測(cè)站至衛(wèi)星的偽距(由時(shí)間延遲計(jì)算得到)由于接收機(jī)時(shí)鐘與衛(wèi)星鐘存在同步誤差，所以要同步觀測(cè)4顆衛(wèi)星，解算四個(gè)未知參數(shù)：緯度 , 經(jīng)度 , 大地高程 h , 鐘差 t2021-7-16GPS測(cè)量綜合教案分析18GPS定位的誤差源v 與GPS衛(wèi)星有關(guān)的因素SA技術(shù)：人為的降低廣播星歷精度(技術(shù)，2000年5月取消)衛(wèi)星星歷誤差衛(wèi)星鐘差衛(wèi)星信號(hào)發(fā)射天線相位中心偏差v 與傳播途徑有關(guān)的因素電離層延遲對(duì)流層延遲多路徑效應(yīng)v 與接收機(jī)有關(guān)的因素接收機(jī)

10、鐘差接收機(jī)天線相位中心誤差接收機(jī)軟件和硬件造成的誤差2021-7-16GPS測(cè)量綜合教案分析19距離觀測(cè)值的計(jì)算v 接收機(jī)至衛(wèi)星的距離借助于衛(wèi)星發(fā)射的碼信號(hào)量測(cè)并計(jì)算得到的v 接收機(jī)本身按同一公式復(fù)制碼信號(hào)v 比較本機(jī)碼信號(hào)及到達(dá)的碼信號(hào)確定傳播延遲的時(shí)間tv 傳播延遲時(shí)間乘以光速就是距離觀測(cè)值=C t衛(wèi)星鐘調(diào)制的碼信號(hào)接收機(jī)時(shí)鐘復(fù)制的碼信號(hào)tt2021-7-16GPS測(cè)量綜合教案分析209 GPS 測(cè)量(1)采用載波相位觀測(cè)值衛(wèi)星廣播的電磁波信號(hào)：信號(hào)量測(cè)精度優(yōu)于波長(zhǎng)的1/100載波波長(zhǎng)(L1=19cm, L2=24cm)比C/A碼波長(zhǎng) (C/A=293m)短得多所以，GPS測(cè)量采用載波相位

11、觀測(cè)值可以獲得比偽距(C/A碼或P碼)定位高得多的測(cè)距精度L1載波載波L2載波載波C/A碼碼P-碼碼 p=29.3 m L2=24 cm L1=19c m C/A=293 m2021-7-16GPS測(cè)量綜合教案分析21可以消去衛(wèi)星鐘的系統(tǒng)偏差可以消去衛(wèi)星鐘的系統(tǒng)偏差可以消去接收機(jī)時(shí)鐘的誤差可以消去接收機(jī)時(shí)鐘的誤差PikPljPijPjPlkPkSlSi可以消去軌道可以消去軌道(星歷星歷)誤差的影響誤差的影響可以削弱大氣折射對(duì)觀測(cè)值的影響可以削弱大氣折射對(duì)觀測(cè)值的影響(2)組成星際站際兩次差分觀測(cè)值2021-7-16GPS測(cè)量綜合教案分析22(3)設(shè)法解算出初始整周未知數(shù)測(cè)站對(duì)某一衛(wèi)星的載波相位

12、觀測(cè)值由三部分組成測(cè)站對(duì)某一衛(wèi)星的載波相位觀測(cè)值由三部分組成 (1)(1)初始整周未知數(shù)初始整周未知數(shù)n n；(2) t 0(2) t 0至至t i t i 時(shí)刻的整周記數(shù)時(shí)刻的整周記數(shù)CiCi；(3)(3)相位尾數(shù)相位尾數(shù) i i如果信號(hào)沒有失鎖，則每一個(gè)觀測(cè)值包含同一個(gè)初始整周未知數(shù)如果信號(hào)沒有失鎖，則每一個(gè)觀測(cè)值包含同一個(gè)初始整周未知數(shù)n n為了利用載波相位進(jìn)行定位，必須設(shè)法先解算出初始整周未知數(shù)，取為了利用載波相位進(jìn)行定位，必須設(shè)法先解算出初始整周未知數(shù)，取得總觀測(cè)值得總觀測(cè)值n+Cn+Ci i+ + i iTime (0)AmbiguityTime (i)AmbiguityCount

13、ed CyclesPhase Measurement2021-7-16GPS測(cè)量綜合教案分析23(4)弄清楚初始整周未知數(shù)的確定與定位精度的關(guān)系精精度度m1.000.10 0.01整周未知數(shù)確定后整周未知數(shù)確定前經(jīng)典靜態(tài)定位經(jīng)典靜態(tài)定位00308058時(shí)間時(shí)間(分分)如果無法準(zhǔn)確解出初始整周未知數(shù)，則定位精度難以優(yōu)于如果無法準(zhǔn)確解出初始整周未知數(shù)，則定位精度難以優(yōu)于1m隨著初始整周未知數(shù)解算精度的提高，定位精度也相應(yīng)提高隨著初始整周未知數(shù)解算精度的提高，定位精度也相應(yīng)提高一旦初始整周未知數(shù)精確獲得，定位精度不再隨時(shí)間延長(zhǎng)而提高一旦初始整周未知數(shù)精確獲得，定位精度不再隨時(shí)間延長(zhǎng)而提高經(jīng)典靜態(tài)定位

14、需要經(jīng)典靜態(tài)定位需要30-80分鐘觀測(cè)才能求定初始整周未知數(shù)分鐘觀測(cè)才能求定初始整周未知數(shù) 快速靜態(tài)定位將這個(gè)過程縮短到快速靜態(tài)定位將這個(gè)過程縮短到5-8分鐘分鐘(雙頻接收機(jī)雙頻接收機(jī))快速靜態(tài)定位快速靜態(tài)定位2021-7-16GPS測(cè)量綜合教案分析24偽距差分這是應(yīng)用最廣的一種差分。在基準(zhǔn)站上，觀測(cè)所有衛(wèi)星，根據(jù)基準(zhǔn)站已知坐標(biāo)和各衛(wèi)星的坐標(biāo)，求出每顆衛(wèi)星每一時(shí)刻到基準(zhǔn)站的真實(shí)距離。再與測(cè)得的偽距比較，得出偽距改正數(shù)，將其傳輸至用戶接收機(jī)，提高定位精度。這種差分，能得到米級(jí)定位精度，如沿海廣泛使用的“信標(biāo)差分”2021-7-16GPS測(cè)量綜合教案分析25載波相位差分 載波相位差分技術(shù)又稱RTK

15、(Real Time Kinematic)技術(shù)，是實(shí)時(shí)處理兩個(gè)測(cè)站載波相位觀測(cè)量的差分方法。即是將基準(zhǔn)站采集的載波相位發(fā)送給用戶接收機(jī)，進(jìn)行求差解算坐標(biāo)。 載波相位差分可使定位精度達(dá)到厘米級(jí)，已經(jīng)大量應(yīng)用于需要點(diǎn)位高精度的動(dòng)態(tài)測(cè)量領(lǐng)域。2021-7-16GPS測(cè)量綜合教案分析26第二部分 我國(guó)GPS測(cè)量的常用坐標(biāo)系1.WGS-84 WGS-84坐標(biāo)是GPS所采用的坐標(biāo)系統(tǒng)，GPS發(fā)布的星歷參數(shù)都是基于此坐標(biāo)系的。 WGS-84的橢球參數(shù)： a=6378137m 1/f=298.2572235632. 1954北京坐標(biāo)系 1954北京坐標(biāo)系是目前我國(guó)使用比較廣泛的大地測(cè)量坐標(biāo)系，參考橢球是克拉索

16、夫斯基橢球。其高程是以1956年黃海平均海水面為基準(zhǔn)。 克拉索夫斯基橢球參數(shù)： a=6378245m 1/f=298.32021-7-16GPS測(cè)量綜合教案分析273.1980西安坐標(biāo)系 1980西安坐標(biāo)系是我國(guó)新建的大地測(cè)量坐標(biāo)系，參考橢球是IUGG1975橢球，其高程是以1956年黃海平均海水面為基準(zhǔn)。 IUGG1975橢球參數(shù)： a=6378140m 1/f=298.2572021-7-16GPS測(cè)量綜合教案分析28GPSGPS培訓(xùn)教案GPS靜態(tài)定位在測(cè)量中的應(yīng)用2021-7-16GPS測(cè)量綜合教案分析29 GPS靜態(tài)定位主要用于建立各級(jí)測(cè)量控制網(wǎng)，其優(yōu)點(diǎn)為：定位精度高，其基線的相對(duì)精度

17、非常高選點(diǎn)靈活、不需要造標(biāo)、費(fèi)用低全天候作業(yè)觀測(cè)時(shí)間短觀測(cè)處理自動(dòng)化第三部分 GPS靜態(tài)定位在測(cè)量中的應(yīng)用1、GPS靜態(tài)定位的主要應(yīng)用領(lǐng)域2021-7-16GPS測(cè)量綜合教案分析302、GPS測(cè)量前注意事項(xiàng)2021-7-16GPS測(cè)量綜合教案分析313、GPS布網(wǎng)方法 GPS網(wǎng)的精度指標(biāo)，通常以網(wǎng)中相鄰點(diǎn)之間的距離誤差來表示的，其具體形式如下：=a2 + (bd)2距離中誤差(mm) a固定誤差(mm)b比例誤差系數(shù)(ppm) d相鄰點(diǎn)的距離(Km)充分考慮建立GPS控制網(wǎng)的應(yīng)用范圍 采用分級(jí)布網(wǎng)的原則 GPS測(cè)量的精度標(biāo)準(zhǔn)2021-7-16GPS測(cè)量綜合教案分析32 國(guó)家測(cè)繪局1992年制訂

18、的我國(guó)第一部“GPS測(cè)量規(guī)范”將GPS的精度分為AE五級(jí)(見下表)。其中A、B兩級(jí)一般是國(guó)家GPS控制網(wǎng)。C、D、E三級(jí)是針對(duì)局部性GPS網(wǎng)規(guī)定的。 級(jí)別 項(xiàng)目ABCDE固定誤差 a(mm)=5=8=10=10=10比例誤差系數(shù) b(ppm)=0.1=1=5=10=20相鄰點(diǎn)最小距離(Km)10015521相鄰點(diǎn)最大距離(Km)2000250401510相鄰點(diǎn)平均距離(Km)300701510 105522021-7-16GPS測(cè)量綜合教案分析33 坐標(biāo)系統(tǒng)與起算數(shù)據(jù)包括位置基準(zhǔn)、方位基準(zhǔn)和尺度基準(zhǔn)。 GPS點(diǎn)的高程應(yīng)使一定數(shù)量的GPS點(diǎn)與水準(zhǔn)點(diǎn)重合或?qū)Σ糠諫PS點(diǎn)聯(lián)測(cè)水準(zhǔn)。 選點(diǎn)原則與點(diǎn)位標(biāo)

19、志2021-7-16GPS測(cè)量綜合教案分析34 GPS網(wǎng)設(shè)計(jì)的一般原則網(wǎng)設(shè)計(jì)的一般原則J 應(yīng)通過獨(dú)立觀測(cè)邊構(gòu)成閉合圖形，以增加檢核條件，提高網(wǎng)的可靠性。J 應(yīng)盡量與原有地面控制網(wǎng)相重合，重合點(diǎn)一般不少于3個(gè)，且分布均勻。J 應(yīng)考慮與水準(zhǔn)點(diǎn)相重合 ，或在網(wǎng)中布設(shè)一定密度的水準(zhǔn)聯(lián)測(cè)點(diǎn)。J 點(diǎn)應(yīng)設(shè)在視野開闊和容易到達(dá)的地方，聯(lián)測(cè)方向。J 可在網(wǎng)點(diǎn)附近布設(shè)一通視良好的方位點(diǎn)，以建立聯(lián)測(cè)方向。 根據(jù)GPS測(cè)量的不同用途，GPS網(wǎng)的獨(dú)立觀測(cè)邊均應(yīng)構(gòu)成一定的幾何圖形，基本形式有：I三角形網(wǎng)I環(huán)形網(wǎng)I星形網(wǎng)2021-7-16GPS測(cè)量綜合教案分析35(1)、三角形、三角形網(wǎng)網(wǎng)優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 圖形幾何結(jié)構(gòu)強(qiáng)，具有

20、較多的檢核條件，平差后網(wǎng)中相鄰點(diǎn)間基線向量的精度比較均勻。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 觀測(cè)工作量大。 一般只有在網(wǎng)的精度和可靠性要求比較高時(shí)，才單獨(dú)采用這種圖形。2021-7-16GPS測(cè)量綜合教案分析36(2)、環(huán)形網(wǎng)、環(huán)形網(wǎng)優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 觀測(cè)工作量較小，且具有較好的自檢性和可靠性。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 非直接觀測(cè)基線邊(或間接邊)精度較直接觀測(cè)邊低，相鄰點(diǎn)間的基線精度分布不均勻。 是大地測(cè)量和精密工程測(cè)量中普遍采用的圖形，通常采用上述兩種圖形的混合圖形。2021-7-16GPS測(cè)量綜合教案分析37(3)、星形網(wǎng)、星形網(wǎng)優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 觀測(cè)中只需要兩臺(tái)GPS接收機(jī)，作業(yè)簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 幾何圖形簡(jiǎn)單，檢驗(yàn)和發(fā)現(xiàn)粗

21、差能力差。 廣泛用于工程測(cè)量、邊界測(cè)量、地籍測(cè)量和碎部測(cè)量等。2021-7-16GPS測(cè)量綜合教案分析38q特點(diǎn)：q單鍵操作，簡(jiǎn)單明了q質(zhì)量可靠，基于國(guó)內(nèi)首臺(tái)靜態(tài) GPSq數(shù)據(jù)傳輸采用標(biāo)準(zhǔn)化RS-232C接口q野外性能極佳，防水耐低溫q可與各種GPS進(jìn)行聯(lián)測(cè)解算q數(shù)據(jù)存儲(chǔ)可靠，可長(zhǎng)期斷電保存數(shù)據(jù)q數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量大，可長(zhǎng)期連續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集v第四部分 NGS100一體化測(cè)量系統(tǒng)2021-7-16GPS測(cè)量綜合教案分析39_ 對(duì)工程進(jìn)行仔細(xì)的全面規(guī)劃設(shè)計(jì)_ 考慮作業(yè)過程中應(yīng)設(shè)點(diǎn)的數(shù)量以及所需的精度_ 考慮聯(lián)測(cè)已有的控制點(diǎn)_ 考慮將結(jié)果轉(zhuǎn)換成地方坐標(biāo)_ 考慮最佳的觀測(cè)路線和計(jì)算路線_ 對(duì)于高精度的測(cè)量，應(yīng)

22、將路線布設(shè)得盡可能的短_ 使用臨時(shí)參考站_ 考慮獨(dú)立檢核的需要: 在不同的觀測(cè)時(shí)段中在一個(gè)點(diǎn)上設(shè)站兩次 閉合環(huán) 在點(diǎn)間觀測(cè)獨(dú)立基線_ 考慮使用兩個(gè)參考站_ 在良好的觀測(cè)窗口下觀測(cè)_ 考慮可在夜間觀測(cè)較長(zhǎng)的路線1、全面規(guī)劃設(shè)計(jì)、全面規(guī)劃設(shè)計(jì)2021-7-16GPS測(cè)量綜合教案分析402、參考站、參考站 周圍沒有反射面，不致引起多路徑效應(yīng) 在 15 截止高度角以上不存在障礙物 安全避開過往行人和車輛，盡可能將接收機(jī)設(shè)置在毋須人員照看的地方 附近不應(yīng)該有強(qiáng)輻射源(如無線電臺(tái)、電視發(fā)射天線等) 可靠的電源供應(yīng) 足夠的內(nèi)存容量 正確的配置參數(shù) (觀測(cè)類型、記錄速率) 檢查天線高和偏差2021-7-16G

23、PS測(cè)量綜合教案分析413、流動(dòng)站、流動(dòng)站F在 15 截止高度角以上不存在障礙物F障礙物應(yīng)不遮擋信號(hào)F周圍沒有反射面，不致引起多路徑效應(yīng)F附近不應(yīng)該有強(qiáng)輻射源F可靠的電源供應(yīng)F足夠的內(nèi)存容量F正確的配置參數(shù) (觀測(cè)類型、記錄速率)F檢查天線高和偏差F在良好的窗口下觀測(cè)F衛(wèi)星幾何強(qiáng)度因子 GDOP8F使用準(zhǔn)動(dòng)態(tài)指示器作為指南F填寫外業(yè)手簿2021-7-16GPS測(cè)量綜合教案分析424、經(jīng)驗(yàn)提示、經(jīng)驗(yàn)提示認(rèn)真檢查基座的整平和對(duì)中設(shè)施是否完好正確地整平和對(duì)中檢查高度讀數(shù)和天線偏差高程出錯(cuò)將影響整個(gè)測(cè)量結(jié)果!用無線電通訊設(shè)備保持參考站和流動(dòng)站之間的聯(lián)系為了取得最高的精度指標(biāo)，應(yīng)考慮傳感器的定向2021

24、-7-16GPS測(cè)量綜合教案分析435、野外記錄手簿內(nèi)容、野外記錄手簿內(nèi)容點(diǎn)標(biāo)識(shí): 日期:傳感器序列號(hào): 作業(yè)員：控制器序列號(hào):記憶卡編號(hào):設(shè)站類型:天線高讀數(shù):天線高偏差:跟蹤開始時(shí)間:跟蹤結(jié)束時(shí)間:觀測(cè)歷元數(shù):觀測(cè)衛(wèi)星數(shù):GDOP:導(dǎo)航定位解: 經(jīng)度. 緯度. 高程2021-7-16GPS測(cè)量綜合教案分析446、解釋和存儲(chǔ)結(jié)果對(duì)于不超過限值(20Km)的基線,整周未知數(shù)應(yīng)能成功解算出來對(duì)于超過限值(20Km)的基線,不解算整周未知數(shù)而采用L3解對(duì)于不超過限值(20Km)的基線:使用FARA整周未知數(shù)搜索技術(shù)進(jìn)行快速靜態(tài)測(cè)量 已解算出整周未知數(shù)(A=Y): FARA 找到最或然解，結(jié)果一般應(yīng)

25、滿足技術(shù)指標(biāo) 未解算出整周未知數(shù)(A=N):提供浮點(diǎn)解 結(jié)果若超出技術(shù)指標(biāo), 檢查記錄文件，考慮增加先驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差并重新計(jì)算2021-7-16GPS測(cè)量綜合教案分析45對(duì)于超過限值(20Km)的基線:采用靜態(tài)法而不用FARA L3 解, 不解算整周未知數(shù)，若采集足夠的觀測(cè)數(shù)據(jù)，結(jié)果一般應(yīng)滿足技術(shù)指標(biāo) 長(zhǎng)基線需要長(zhǎng)時(shí)間觀測(cè)檢查兩次定位解, 獨(dú)立基線等存儲(chǔ)滿足精度要求的結(jié)果若有多組解時(shí)坐標(biāo)取中數(shù)2021-7-16GPS測(cè)量綜合教案分析467、臨時(shí)參考站從效率和精度出發(fā)，最好從幾個(gè)臨時(shí)參考站觀測(cè)短基線而不要從一個(gè)中心點(diǎn)觀測(cè)長(zhǎng)基線。例子R.臨時(shí)參考站舉例:用靜態(tài)或或快速靜態(tài)的方法建立6個(gè)臨時(shí)參考站采用兩次

26、定位或互相獨(dú)立的基線檢核臨時(shí)參考站組成的網(wǎng)從臨時(shí)參考站出發(fā)用快速靜態(tài)輻射狀基線測(cè)定的新點(diǎn)考慮關(guān)鍵點(diǎn)的檢核2021-7-16GPS測(cè)量綜合教案分析478、數(shù)據(jù)輸入和計(jì)算數(shù)據(jù)傳輸時(shí)檢查和編輯修改:點(diǎn)標(biāo)識(shí)高度讀數(shù)和天線偏差起始點(diǎn)的 WGS 84 坐標(biāo)備份原始數(shù)據(jù)和項(xiàng)目仔細(xì)考慮以下的因素:如何最佳計(jì)算網(wǎng)至少需要一個(gè)點(diǎn)的 WGS 84 精度在10米左右同現(xiàn)有的控制網(wǎng)的聯(lián)接轉(zhuǎn)換地方坐標(biāo)的需求計(jì)算臨時(shí)參考點(diǎn)構(gòu)成的網(wǎng)計(jì)算從臨時(shí)參考站出發(fā)的新點(diǎn)長(zhǎng)基線短基線數(shù)據(jù)處理參數(shù)2021-7-16GPS測(cè)量綜合教案分析489、選擇良好的窗口適合快速靜態(tài)的窗口 4 顆以上的衛(wèi)星，高度角大于 15 GDOP8當(dāng)可能時(shí): 5 顆

27、以上的衛(wèi)星 GDOP 4 高度角大于20 避免峰值期間觀測(cè)用衛(wèi)星的空間軌跡圖檢查障礙物，若某顆衛(wèi)星被擋住重新計(jì)算小心4顆或5顆衛(wèi)星中高度角小于 20 的兩顆衛(wèi)星2021-7-16GPS測(cè)量綜合教案分析4910、時(shí)間和基線長(zhǎng)度觀測(cè)時(shí)間取決于:基線長(zhǎng)度衛(wèi)星數(shù)衛(wèi)星幾何圖形(GDOP)電離層電離層擾動(dòng)隨時(shí)間、日夜、月、年、地點(diǎn)而變化，靜態(tài)或快速靜態(tài)最短觀測(cè)時(shí)間不要少于15分鐘。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，基線觀測(cè)時(shí)間應(yīng)該是基線長(zhǎng)度每公里5分鐘加上最短15分鐘。若(快速)靜態(tài)單頻數(shù)據(jù)只有9分鐘，SKI-Pro缺省情況下不解算整周未知數(shù)。一旦正確解算出整周未知數(shù)，通?；€精度在5-10mm+2ppm左右。2021-7-

28、16GPS測(cè)量綜合教案分析5011、基線長(zhǎng)與同步觀測(cè)時(shí)間長(zhǎng)短的關(guān)系根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，不同基線長(zhǎng)所需同步觀測(cè)時(shí)間如下：12公里 4560分鐘25公里 6090分鐘510公里 90120分鐘1020公里 120分鐘以上單頻GPS一般只測(cè)20公里以內(nèi)的基線2021-7-16GPS測(cè)量綜合教案分析51v 采用相對(duì)定位方法采用相對(duì)定位方法v GPS測(cè)量不要求各點(diǎn)之間相互通視測(cè)量不要求各點(diǎn)之間相互通視v GPS測(cè)量可以全天候進(jìn)行測(cè)量可以全天候進(jìn)行v 觀測(cè)時(shí)間短觀測(cè)時(shí)間短v GPS測(cè)量的數(shù)據(jù)是自動(dòng)記錄的測(cè)量的數(shù)據(jù)是自動(dòng)記錄的1212、采用相對(duì)定位方法、采用相對(duì)定位方法2021-7-16GPS測(cè)量綜合教案分析52在計(jì)

29、算基線向量時(shí)，除根據(jù)一定的指標(biāo)對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行檢查外，一般還進(jìn) 行以下幾項(xiàng)檢核：1. 同步多邊形閉合差的檢查同步多邊形閉合差的檢查 n邊形環(huán)閉合差應(yīng)滿足：WX = Xi n Wy = Yi n Wz = Zi n W = WX2 + Wy 2+ Wz 2 為相應(yīng)級(jí)別規(guī)定的觀測(cè)精度(按平均邊長(zhǎng)算)2.重復(fù)觀測(cè)邊的檢查重復(fù)觀測(cè)邊的檢查 同一條邊任意兩個(gè)時(shí)段的結(jié)果互差應(yīng)小于GPS接收機(jī)標(biāo)稱精度的 2 2 倍。1313、同步多邊形閉合差的檢查、同步多邊形閉合差的檢查2021-7-16GPS測(cè)量綜合教案分析533.非同步觀測(cè)多邊形閉合差的檢查非同步觀測(cè)多邊形閉合差的檢查由若干條獨(dú)立的GPS邊構(gòu)成的非同步觀

30、測(cè) n 邊形環(huán)閉合差的檢查 。Wx 3 n Wy 3 n Wz 3 n 4. GPS測(cè)量的外部檢查2021-7-16GPS測(cè)量綜合教案分析54 基線解算時(shí)所設(shè)定的起點(diǎn)坐標(biāo)不準(zhǔn)確a 起點(diǎn)坐標(biāo)不準(zhǔn)確，會(huì)導(dǎo)致基線出現(xiàn)尺度和方向上的偏差。a 少數(shù)衛(wèi)星的觀測(cè)時(shí)間太短，導(dǎo)致這些衛(wèi)星的整周未知數(shù)無法準(zhǔn)確確定a 當(dāng)衛(wèi)星的觀測(cè)時(shí)間太短時(shí)，會(huì)導(dǎo)致與該顆衛(wèi)星有關(guān)的整周未知數(shù)無法準(zhǔn)確確定，而對(duì)與基線解算來講，對(duì)于參與計(jì)算的衛(wèi)星，如果與其相關(guān)的整周未知數(shù)沒有準(zhǔn)確確定的話，就將影響整個(gè)a 在整個(gè)觀測(cè)時(shí)段里，有個(gè)別時(shí)間段里周跳太多，致使周跳修復(fù)不完善a 在觀測(cè)時(shí)段內(nèi)，多路徑效應(yīng)比較嚴(yán)重，觀測(cè)值的改正數(shù)普遍較大對(duì)流層或電離層

31、折射影響過大14、影響基線解算結(jié)果的因素主要有以下幾條：2021-7-16GPS測(cè)量綜合教案分析55影響影響GPS基線解算結(jié)果的判別基線解算結(jié)果的判別b 概述概述對(duì)于影響GPS基線解算結(jié)果因素，有些是較容易判別的，如衛(wèi)星觀測(cè)時(shí)間太短、周跳太多、多路徑效應(yīng)嚴(yán)重、對(duì)流層或電離層折射影響過大等；但對(duì)于另外一些因素卻不好判斷了，如起點(diǎn)坐標(biāo)不準(zhǔn)確。b 基線起點(diǎn)坐標(biāo)不準(zhǔn)確的判別基線起點(diǎn)坐標(biāo)不準(zhǔn)確的判別對(duì)于由起點(diǎn)坐標(biāo)不準(zhǔn)確所對(duì)基線解算質(zhì)量造成的影響，目前還沒有較容易的方法來加以判別，因此，在實(shí)際工作中，只有盡量提高起點(diǎn)坐標(biāo)的準(zhǔn)確度，以避免這種情況的發(fā)生。2021-7-16GPS測(cè)量綜合教案分析56b 衛(wèi)星觀

32、測(cè)時(shí)間短的判別衛(wèi)星觀測(cè)時(shí)間短的判別關(guān)于衛(wèi)星觀測(cè)時(shí)間太短這類問題的判斷比較簡(jiǎn)單，只要查看觀測(cè)數(shù)據(jù)的記錄文件中有關(guān)對(duì)與每個(gè)衛(wèi)星的觀測(cè)數(shù)據(jù)的數(shù)量就可以了。b 周跳太多的判別周跳太多的判別對(duì)于衛(wèi)星觀測(cè)值中周跳太多的情況，可以從基線解算后所獲得的觀測(cè)值殘差上來分析。處理軟件采用的是雙差觀測(cè)值，當(dāng)在某測(cè)站對(duì)某顆衛(wèi)星的觀測(cè)值中含有未修復(fù)的周跳時(shí)，與此相關(guān)的所有雙差觀測(cè)值的殘差都會(huì)出現(xiàn)顯著的整數(shù)倍的增大。2021-7-16GPS測(cè)量綜合教案分析57b 多路徑效應(yīng)嚴(yán)重、對(duì)流層或電離層折射影響過大的判多路徑效應(yīng)嚴(yán)重、對(duì)流層或電離層折射影響過大的判別別對(duì)于多路徑效應(yīng)、對(duì)流層或電離層折射影響的判別，我們也是通過觀測(cè)值殘差來進(jìn)行的。不過與整周跳變不同的是，當(dāng)多路徑效應(yīng)嚴(yán)重、對(duì)流層或電離層折射影響過大時(shí)，觀測(cè)值殘差不是象周跳未修復(fù)那樣出現(xiàn)整數(shù)倍的增大，而只是出現(xiàn)非整數(shù)倍的增大，一般不超過1周，但卻又明顯地大于正常觀測(cè)值的殘差。2021-