GPS測(cè)量與數(shù)據(jù)處理復(fù)習(xí)題

1、1 . GPS全球定位系統(tǒng)利用定位衛(wèi)星在全球范圍內(nèi)進(jìn)行定位、導(dǎo)航的系統(tǒng)2 .GPSR收機(jī)：能接受、處理、量測(cè)GPSS星信號(hào)以進(jìn)行導(dǎo)航、定位、定軌、授 時(shí)等項(xiàng)工作的儀器設(shè)備3 .載波：可運(yùn)載調(diào)制信號(hào)的高頻振蕩波,分為L1CA碼FCA=f010;P碼fp=f0 載波和L2載波P碼,f0=10.23Mhz4 .導(dǎo)航電文：由GPS1星向用戶播發(fā)的一組反響衛(wèi)星在空間的運(yùn)行衛(wèi)星、 衛(wèi)星鐘 的改正參數(shù)、電離層延遲修正參數(shù)及衛(wèi)星的工作狀態(tài)等信息的二進(jìn)制代碼, 也稱 數(shù)據(jù)碼D碼5 .衛(wèi)星星歷誤差：由衛(wèi)星星歷所給出的衛(wèi)星位置和速度與衛(wèi)星的實(shí)際位置的速度 之差6 .相對(duì)論效應(yīng)：由于衛(wèi)星鐘和接收機(jī)鐘所處的狀態(tài)運(yùn)動(dòng)速度

2、和重力位不同而 引起兩臺(tái)鐘之間產(chǎn)生相對(duì)鐘誤差的現(xiàn)象.7 .多路徑誤差效應(yīng)：在GPSW量中,被測(cè)站附近的反射物所反射的衛(wèi)星信號(hào) 反射波如果進(jìn)入接收機(jī)天線,就將和直接來自衛(wèi)星的信號(hào)直射波產(chǎn)生干 涉,從而使觀測(cè)值偏離真值；這種由于多個(gè)路徑的信號(hào)傳播所引起的干預(yù)時(shí)延效 應(yīng)唄稱作多路徑效應(yīng).8 .整周跳變周跳：整計(jì)數(shù)術(shù)int ?出現(xiàn)系統(tǒng)偏差而缺乏一整周的局部 Fr? 仍然保持正確的現(xiàn)象.9 .整周模糊度：又稱整周未知數(shù),是在全球定位系統(tǒng)技術(shù)的載波相位測(cè)量時(shí), 載 波相位與基準(zhǔn)相位之間相位差的首觀測(cè)值所對(duì)應(yīng)的整周未知數(shù).10 .單點(diǎn)定位絕對(duì)定位：根據(jù)衛(wèi)星星歷以及一臺(tái)GPS8收機(jī)的觀測(cè)值來獨(dú)立確 定該接收機(jī)

3、在地球系統(tǒng)中的絕對(duì)坐標(biāo)的方法11 .相對(duì)定位：確定同步跟蹤相同的GPS衛(wèi)星信號(hào)的假設(shè)干臺(tái)接收機(jī)之間的相對(duì)位 置坐標(biāo)差的定位方法12 . RTK是一種利用載波相位觀測(cè)值在流動(dòng)站和基準(zhǔn)站之間進(jìn)行的一種實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài) 相對(duì)定位技術(shù)13 .連續(xù)運(yùn)行參考系統(tǒng)：是一種以提供衛(wèi)星導(dǎo)航定位效勞為主的多功能綜合效勞 系統(tǒng),也稱連續(xù)運(yùn)行參考站網(wǎng),強(qiáng)調(diào)所提供效勞的多樣性,以及運(yùn)行的長期性.14 .同步觀測(cè)：是指兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的GP或收機(jī)同時(shí)對(duì)一組衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行觀測(cè)15 .基線向量：是利用進(jìn)行同步觀測(cè)的GPS8收機(jī)所采集的觀測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算出的接 收機(jī)間的三維坐標(biāo)差,簡稱基線,具與計(jì)算時(shí)所采用的衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)同屬一個(gè)坐 標(biāo)參照系16

4、 .復(fù)測(cè)基線：在某兩個(gè)測(cè)站點(diǎn)問,由多個(gè)時(shí)段的同步觀測(cè)數(shù)據(jù)所獲得的多個(gè)基 線向量解算結(jié)果17 .同步觀測(cè)環(huán)：三臺(tái)或三臺(tái)以上的GPS8收機(jī)進(jìn)行同步觀測(cè)所獲得的基線向量 構(gòu)成的閉合環(huán)18 .獨(dú)立的基線向量：假設(shè)一組基線向量中任何一條基線向量皆無法用該組中其他 基線向量的線性組合來表示,那么該組基線向量就是一組獨(dú)立的基線向量 填空1 .全球定位系統(tǒng)的組成：空間局部GPS衛(wèi)星、地面監(jiān)控局部主控站、監(jiān)測(cè) 站、注入站、用戶局部2 . GPS1星的信號(hào)結(jié)構(gòu)：載波、測(cè)距嗎、導(dǎo)航電文3 .靜態(tài)定位中常用的方法 取整法 置信區(qū)間法 模糊函數(shù)法4.快速定位中常用的方法1基線法2交換天線法 快速靜態(tài)定位法1算法FARA

5、實(shí)質(zhì)就是先對(duì)備選組進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn),把大量的顯然不合理的備選組先剔除掉, 減少計(jì)算工作量.最小二乘 模糊度降相關(guān)平差法5 .動(dòng)態(tài)定位中常用的方法 初始化法實(shí)時(shí)解算模糊度的方法 今確定搜索 區(qū)域®可采用的方法6 .進(jìn)行RTK測(cè)量是需配備的儀器設(shè)備 0GPSg收機(jī)數(shù)據(jù)通信鏈RTK®C件 7.影響GPSS時(shí)單點(diǎn)定位精度的因素：衛(wèi)星星歷誤差、大氣延遲電離層延遲、 對(duì)流層延遲誤差和衛(wèi)星鐘的鐘差等；差分 GPS分為根據(jù)基站所提供的改正數(shù)的類型：位置差分、距離差分 按用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的時(shí)間：實(shí)時(shí)差分、 事后差分 按觀測(cè)值的類型：偽距差分、相位差分 按工作原理及數(shù)學(xué)模型：單基準(zhǔn)站差分GPS

6、SRDGPSH有多個(gè)基準(zhǔn)站白局部區(qū)域差分 GPS LADGPS廣域差分 GPSWADGPS8.網(wǎng)平差的類型：無約束平差/最小約束平差、約束平差、聯(lián)合平差簡答1 .GPS的根本功能：接受并存儲(chǔ)來自地面限制系統(tǒng)的導(dǎo)航電文 在原子鐘的 限制下自動(dòng)生成測(cè)距嗎CA碼和Y碼和載波采用為二進(jìn)制相位調(diào)制法將 測(cè)距嗎和導(dǎo)航電文調(diào)制在載波上播發(fā)給用戶根據(jù)地面限制系統(tǒng)的命令調(diào)整軌 道,調(diào)整衛(wèi)星鐘,修復(fù)故障或啟用備用件以維護(hù)整個(gè)系統(tǒng)的正常工作2 .GPS外業(yè)測(cè)量：,1踏勘、選點(diǎn)、造標(biāo)、埋石 6 了解測(cè)區(qū)情況及任務(wù),領(lǐng)會(huì)每個(gè)人做一個(gè)點(diǎn)建網(wǎng)的目的與意義2 的點(diǎn)之記在已建好的大地測(cè)量限制網(wǎng)上進(jìn)行,在一個(gè)點(diǎn)上進(jìn)行造標(biāo)埋石GP

7、S測(cè)量 6 編制GPS見測(cè)計(jì)戈制訂 ©GPS點(diǎn)觀測(cè)3 .GPS定位中的誤差源： 與衛(wèi)星有關(guān)的誤差 今 衛(wèi)星星歷誤差 衛(wèi)星鐘的 鐘誤差相對(duì)論效應(yīng),2與信號(hào)傳播有關(guān)的誤差 Zi電離層延遲可用誤差改正模型與接收機(jī)有關(guān)的誤差6接收機(jī)鐘的鐘誤差 接收機(jī)的位置誤差 接收 機(jī)的測(cè)量噪聲4 .消除和削弱多路徑效應(yīng)誤差的方法和舉措： ®選擇適宜的站址 選擇適宜的 GPS接收機(jī)在天線下設(shè)置抑徑板或抑徑圈 ® 接收機(jī)天線對(duì)極化方向相反 的反射信號(hào)應(yīng)有較強(qiáng)的抑制水平 改善接收機(jī)的軟、硬件 適當(dāng)延長觀測(cè)時(shí) 問5 .利用測(cè)距嗎測(cè)定衛(wèi)地距的方法根本原理：首先假設(shè)衛(wèi)星鐘和接收機(jī)鐘 均無誤差,均能

8、與標(biāo)準(zhǔn)的GPS寸間保持嚴(yán)格的同步.在某一時(shí)刻t,衛(wèi)星在衛(wèi)星 鐘的限制下發(fā)出某一結(jié)構(gòu)的測(cè)距碼,與此同時(shí),接收機(jī)那么在接收機(jī)鐘的限制下產(chǎn) 生或者說復(fù)制出相同的測(cè)距碼以下簡稱復(fù)制碼由衛(wèi)星所產(chǎn)生的測(cè)距碼經(jīng)?t時(shí)間的傳播后到達(dá)接收機(jī)的衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行比對(duì).如果這兩個(gè)信號(hào)尚未對(duì)齊, 就調(diào)整延遲時(shí)間p,直到兩個(gè)信號(hào)對(duì)齊為止.此時(shí),復(fù)制碼的延遲時(shí)間就等于 衛(wèi)星信號(hào)的傳播時(shí)間？t,衛(wèi)地間的偽距p =T Xc=?txc注：c為真空中的光速 6.用測(cè)距碼來測(cè)定偽距的原因：1易于將微弱的衛(wèi)星信號(hào)提取出來 可提升測(cè)距精度便于用碼分多址技術(shù)對(duì)衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行識(shí)別和處理便于對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行限制和治理7 .碼相關(guān)法原理：接收機(jī)產(chǎn)生復(fù)制碼,

9、具結(jié)構(gòu)應(yīng)與欲觀測(cè)衛(wèi)星的測(cè)距碼的結(jié)構(gòu)完 全相同.通過不斷變動(dòng)復(fù)制碼的延遲時(shí)間使之與接收到的測(cè)距碼對(duì)齊,即可獲得偽距觀測(cè)值.當(dāng)這兩組信號(hào)對(duì)齊后,假設(shè)用復(fù)制碼再對(duì)衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行一次二進(jìn)制相 位調(diào)制,即可將測(cè)距碼去掉,僅留下來載波和導(dǎo)航電文.由于載波與導(dǎo)航電文的 頻率相差懸殊,故很容易用濾波器將它們別離開來.8 .RTK測(cè)量原理：進(jìn)行RTK測(cè)量是,位于基準(zhǔn)站上的GPS8收機(jī)通過數(shù)據(jù)通信鏈 接實(shí)時(shí)地把載波相位觀測(cè)值以及的站坐標(biāo)等信息播發(fā)給在附近工作的流動(dòng) 用戶.這些用戶就能根據(jù)基準(zhǔn)站及自己所采集的載波相位觀測(cè)值利用RTK數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行實(shí)時(shí)相對(duì)定位,進(jìn)而根據(jù)基準(zhǔn)站的坐標(biāo)球的自己的三維坐標(biāo), 并估算 其精度

10、,如有必要,還可將求得的 WGS-8蟀標(biāo)轉(zhuǎn)換為用戶所需的坐標(biāo)系中的站 坐標(biāo).9 .網(wǎng)絡(luò)RTK&術(shù)原理：采用網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)時(shí),首先先利用在流動(dòng)站周圍的幾個(gè)一 股為3個(gè)基準(zhǔn)站的觀測(cè)值及的站坐標(biāo)來反解出基準(zhǔn)站間的剩余誤差項(xiàng) dorb、dion、dtrop等,然后用戶就能根據(jù)自己的粗略位置內(nèi)插出或者 說估計(jì)出自己與基準(zhǔn)站之間的剩余誤差項(xiàng) 或者在用戶附近形成一組虛擬的觀測(cè) 值.這樣,當(dāng)基準(zhǔn)站間的距離達(dá)50-100km時(shí),用戶仍有可能獲得厘米級(jí)的定位 精度.6 .外業(yè)觀測(cè)步驟：1.在自己選好的GPS»點(diǎn)架設(shè)儀器,將GPS天線架于三腳架上,連接主機(jī)電纜和天線電纜,并進(jìn)行對(duì)中整平,量取天線高

11、.2開機(jī)觀察是否正常, 待接收機(jī)搜索到衛(wèi)星后,聯(lián)系其它測(cè)站點(diǎn)確定同步觀測(cè)時(shí)間.3開始觀測(cè)后注意觀測(cè)衛(wèi)星定位精度以及周跳情況,并進(jìn)行記錄,特別是本組的點(diǎn)號(hào)、與相關(guān)點(diǎn)的草圖以及天線高、天線高量取的方法、觀測(cè)時(shí)間等輸入天線高和文件名,并要 求是前4位是點(diǎn)號(hào)后4位是時(shí)段號(hào),時(shí)段號(hào)可根據(jù)每天的日期編號(hào)或按網(wǎng)中各時(shí) 間段編號(hào),但要注意的是同一時(shí)間段各觀測(cè)點(diǎn)的時(shí)段號(hào)應(yīng)是一樣的.5觀測(cè)結(jié)束后關(guān)機(jī)并將連接主機(jī)電纜和連接天線電纜撤除.6待全部觀測(cè)結(jié)束后,回到室內(nèi)將數(shù)據(jù)傳入電腦中采用專用傳送軟件以備基線解算使用.7 .選擇觀測(cè)站點(diǎn)白根本要求：1.測(cè)站點(diǎn)四周視野開闊,高度角15.以上不允許 存在成片障礙物.測(cè)站上便于

12、安放 GP或收機(jī)和天線,可方便地進(jìn)行觀測(cè).2遠(yuǎn) 離大功率的無線電信號(hào)發(fā)射源,以免損壞接收機(jī)天線.與高壓輸電線、變壓器等 保持一定的距離,防止干擾.3測(cè)站應(yīng)遠(yuǎn)離房屋、圍墻、廣告牌、山坡及大面積 平靜水面等信號(hào)反射物,以免出現(xiàn)嚴(yán)重的多路徑效應(yīng).4測(cè)站應(yīng)位于地質(zhì)條件良好、點(diǎn)位穩(wěn)定、易于保護(hù)的地方,盡可能估及交通等條件5充分利用符合要求的 原有限制點(diǎn)的標(biāo)石和觀測(cè)墩.6應(yīng)盡可能使所選測(cè)站附近小環(huán)境與周圍的大環(huán)境 保持一致,以防止或減少氣象元素的代表性誤差.8 .GPS網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理流程：1數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸軟件,記錄在計(jì)算機(jī)中的原始 觀測(cè)數(shù)據(jù)2格式轉(zhuǎn)換格式轉(zhuǎn)化軟件,標(biāo)準(zhǔn)格式的數(shù)據(jù) 3基線解算基線解 算軟件.

13、GPSS線向量解4網(wǎng)平差GPS網(wǎng)平差軟件,點(diǎn)坐標(biāo)、基線轉(zhuǎn)換參數(shù) 及相關(guān)統(tǒng)計(jì)信息9 .基線解算的結(jié)果：基線向量及其方差-協(xié)方差陣.作用：結(jié)果用于網(wǎng)平差、檢 驗(yàn)和評(píng)估外業(yè)觀測(cè)的成果質(zhì)量10 .網(wǎng)平差作用：確定出網(wǎng)中各點(diǎn)坐標(biāo)、發(fā)現(xiàn)觀測(cè)值中的粗差,并采用相應(yīng)的方 法進(jìn)行處理、消除基線向量誤差引起的幾何矛盾并評(píng)定觀測(cè)成果精度11 .基線解算過程：輸入觀測(cè)數(shù)據(jù)GPS數(shù)據(jù)、精密星歷、測(cè)站坐標(biāo)檢查與修 改外業(yè)觀測(cè)數(shù)據(jù)、設(shè)定基線解算的限制參數(shù)、基線解算、基線質(zhì)量的限制、得到 最終的基線解算結(jié)果12 .網(wǎng)平差的目的：1消除由觀測(cè)量和條件中存在的誤差所引起的 GPS網(wǎng)在 幾何上的不一致2改善GPM的質(zhì)量,評(píng)定GPS

14、»精度.3確定GPS»中點(diǎn)在指 定參照系下的坐標(biāo)以及其他所需參數(shù)的估值13 .網(wǎng)平差的整體流程：1開始2獨(dú)立基線及其精度統(tǒng)計(jì)信息 3無約束平差4地 心坐標(biāo)參照系下的坐標(biāo)和基線向量估值, 基線向量改正數(shù),經(jīng)過調(diào)整后的基線向 量觀測(cè)值的權(quán)陣,以及各類精度統(tǒng)計(jì)信息 5是否引入地面觀測(cè)值是1否2 6地面常規(guī)觀測(cè)值1起算數(shù)據(jù)1 2 1約束平差2聯(lián)合平差7輸出 最終結(jié)果1.SA政策選擇可用性政策；AS政策反電子欺騙政策2 .北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng) 區(qū)域性的有源導(dǎo)航定位系統(tǒng),優(yōu)點(diǎn)：投資少,建設(shè)速 度快；具有一定的通信功能 缺點(diǎn)：使用戶在戰(zhàn)時(shí)很難屏蔽自己,定位速度慢, 無測(cè)速功能,用戶數(shù)量收到限制 由空間局部、地面限制局部、用戶終端三個(gè)部 分組成地面中央站是北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的中樞3 .G