GPS測量原理及應(yīng)用：第八章 GPS測量的設(shè)計與實施

1、2022/7/291第八章 GPS測量的設(shè)計與實施第八章 GPS測量的設(shè)計與實施2022/7/292GPS測量的技術(shù)設(shè)計；GPS測量的外業(yè)準(zhǔn)備及技術(shù)設(shè)計書編寫；GPS測量的外業(yè)實施；GPS測量的作業(yè)模式；數(shù)據(jù)預(yù)處理及觀測成果的質(zhì)量檢核；技術(shù)總結(jié)與上交資料。2022/7/293第八章 GPS測量的設(shè)計與實施8.1 GPS測量的技術(shù)設(shè)GPS測量的設(shè)計與實施實際工作中也可劃分為: 方案設(shè)計 外業(yè)實施 內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理2022/7/2948.1.1GPS網(wǎng)技術(shù)設(shè)計的依據(jù): GPS測量規(guī)范(規(guī)程)和測量任務(wù)書1.GPS測量規(guī)范(規(guī)程)2001年國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布的全球定位系統(tǒng) (GPS)測量規(guī)范，以下簡

2、稱規(guī)范；1998年建設(shè)部發(fā)布的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)全球定位系統(tǒng)城市測量技術(shù)規(guī)程，以下簡稱規(guī)程；各部委根據(jù)本部門GPS工作的實際情況制定的其他GPS測量規(guī)程或細(xì)則。2022/7/295規(guī)范2022/7/296規(guī)程2022/7/2972測量任務(wù)書 測量任務(wù)書或測量合同: 測量施工單位上級主管部門或合同甲方下達(dá)的技術(shù)要求文件。 這種技術(shù)文件是指令性的，它規(guī)定了測量任務(wù)的范圍、目的、精度和密度要求，提交成果資料的項目和時間，完成任務(wù)的經(jīng)濟指標(biāo)等。2022/7/2988.1.2 GPS網(wǎng)的精度、密度設(shè)計根據(jù)精度劃分:AA ,A 級網(wǎng)一般為區(qū)域或國家框架網(wǎng)、區(qū)域動力學(xué)網(wǎng)、地殼形變測量；B 級網(wǎng)為國家大地控制網(wǎng)、地方框

3、架網(wǎng)、各種精密測量和局部形變測量；C 級網(wǎng)為地方控制網(wǎng)和工程控制網(wǎng)、國家大、中城市及工程測量的基本控制網(wǎng)；D、E級多用于中小城市、城鎮(zhèn)及測圖、地籍、土地信息、房產(chǎn)、物探、勘測、建筑施工等控制網(wǎng)測量。2022/7/2991.GPS測量精度標(biāo)準(zhǔn)及分類用于全球性地球動力學(xué)、地殼形變及國家基本大地測量的GPS網(wǎng)可參照規(guī)范中AA、A、B級的精度分級；用于城市或工程的GPS控制網(wǎng)可根據(jù)相鄰點的平均距離和精度參照規(guī)程中的二、三、四等和一、二級；2022/7/29102022/7/29112.GPS點的密度標(biāo)準(zhǔn)2022/7/2912 8.1.3GPS網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計 GPS網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計: GPS測量獲得的是GPS

4、基線向量，它屬于WGS-84坐標(biāo)系的三維坐標(biāo)差，而實際我們需要的是國家坐標(biāo)系或地方獨立坐標(biāo)系的坐標(biāo)。所以在GPS網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計時，必須明確GPS成果所采用的坐標(biāo)系統(tǒng)和起算數(shù)據(jù)，即明確GPS網(wǎng)所采用的基準(zhǔn)。2022/7/2913GPS網(wǎng)的基準(zhǔn)包括方位基準(zhǔn):一般以給定的起算方位角值確定，也可以由GPS基線向量的方位作為方位基準(zhǔn)。尺度基準(zhǔn):一般由地面的電磁波測距邊確定，也可由兩個以上的起算點間的距離確定，同時也可由GPS基線向量的距離確定。位置基準(zhǔn):一般都是由給定的起算點坐標(biāo)確定。GPS網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計，實質(zhì)上主要是指確定網(wǎng)的位置基準(zhǔn)問題.2022/7/29142022/7/2915 在基準(zhǔn)設(shè)計時，應(yīng)充分

5、考慮：為求定GPS點在地面坐標(biāo)系的坐標(biāo)，應(yīng)在地面坐標(biāo)系中選定起算數(shù)據(jù)和聯(lián)測原有地方控制點若干個，用以坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。為保證GPS網(wǎng)進行約束平差后坐標(biāo)精度的均勻性以及減少尺度比誤差影響，對GPS網(wǎng)內(nèi)重合的高等級國家點或原城市等級控制網(wǎng)點，除未知點聯(lián)結(jié)圖形觀測外，對它們也要適當(dāng)?shù)貥?gòu)成長邊圖形。2022/7/2916 GPS網(wǎng)經(jīng)平差計算后，可以得到GPS點在地面參照坐標(biāo)系中的大地高，為求得GPS點的正常高，可據(jù)具體情況聯(lián)測高程點，聯(lián)測的高程點需均勻分布于網(wǎng)中.新建GPS網(wǎng)的坐標(biāo)系應(yīng)盡量與測區(qū)過去采用的坐標(biāo)系統(tǒng)一致.2022/7/2917 8.1.4 GPS網(wǎng)圖形構(gòu)成的幾個基本概念 觀測時段： 測站上開始接

6、收衛(wèi)星信號到觀測停止，連續(xù)工作的時間段，簡稱時段。 同步觀測： 兩臺或兩臺以上接收機同時對同一組衛(wèi)星進行的觀測。 同步觀測環(huán)： 三臺或三臺以上接收機同步觀測獲得的基線向量所構(gòu)成的閉合環(huán)，簡稱同步環(huán)。 2022/7/2918獨立觀測環(huán)：由獨立觀測所獲得的基線向量構(gòu)成的閉合環(huán)，簡稱獨立環(huán)。 異步觀測環(huán)：在構(gòu)成多邊形環(huán)路的所有基線向量中，只要有非同步觀測基線向量，則該多邊形環(huán)路叫異步觀測環(huán)，簡稱異步環(huán)。 獨立基線：對于N臺GPS接收機構(gòu)成的同步觀測環(huán)，有J條同步觀測基線，其中獨立基線數(shù)為N-1。 非獨立基線：除獨立基線外的其他基線叫非獨立基線，總基線數(shù)與獨立基線數(shù)之差即為非獨立基線數(shù)。2022/7/

7、29192022/7/29203.GPS網(wǎng)同步圖形構(gòu)成及獨立邊的選擇GPS基線數(shù):J=N(N-1)/22022/7/2921獨立邊數(shù):N-12022/7/2922同步閉合環(huán):T=(N-1)(N-2)/22022/7/29232022/7/2924必須使GPS網(wǎng)中的獨立邊構(gòu)成一定的幾何圖形。這種幾何圖形，可以是由數(shù)條GPS獨立邊構(gòu)成的非同步多邊形(亦稱非同步閉合環(huán))。當(dāng)GPS網(wǎng)中有若干個起算點時，也可以是由兩個起算點之間的數(shù)條GPS獨立邊構(gòu)成的附合路線。GPS網(wǎng)的圖形設(shè)計：根據(jù)對所布設(shè)的GPS網(wǎng)的精度要求和其他方面的要求，設(shè)計出由獨立GPS邊構(gòu)成的多邊形網(wǎng)(或稱為環(huán)形網(wǎng))。2022/7/2925

8、2022/7/29268.1.5 GPS網(wǎng)的圖形設(shè)計設(shè)計的一般原則 GPS網(wǎng)一般應(yīng)采用獨立觀測邊構(gòu)成閉合圖形，提高網(wǎng)的可靠性。例如三角形、多邊形或附合線路，以增加檢核。GPS網(wǎng)作為測量控制網(wǎng)，其相鄰點間基線向量的精度，應(yīng)分布均勻。GPS網(wǎng)點應(yīng)盡量與原有地面控制網(wǎng)點相重合。重合點一般不應(yīng)少于3個，且在網(wǎng)中應(yīng)分布均勻，以利于可靠地確定GPS網(wǎng)與地面網(wǎng)之間的轉(zhuǎn)換參數(shù)。2022/7/2927設(shè)計的一般原則 GPS網(wǎng)點應(yīng)考慮與水準(zhǔn)點相重合，而非重合點，一般應(yīng)根據(jù)要求以水準(zhǔn)測量方法進行聯(lián)測，或在網(wǎng)中布設(shè)一定密度的水準(zhǔn)聯(lián)測點，以便為大地水準(zhǔn)面的研究提供資料。為了便于GPS的測量觀測和水準(zhǔn)聯(lián)測，GPS網(wǎng)點一般

9、應(yīng)設(shè)在視野開闊和交通便利的地方。為了便于用經(jīng)典方法聯(lián)測或擴展，可在GPS網(wǎng)點附近布設(shè)一通視良好的方位點，以建立聯(lián)測方向。2022/7/2928根據(jù)不同的用途，GPS網(wǎng)的圖形布設(shè)通常有: 點連式、邊連式、網(wǎng)連式及邊點混合連接也有布設(shè)成星形連接、附合導(dǎo)線連接、三角鎖形連接等。 2022/7/2929 1.點連式 點連式: 指相鄰?fù)綀D形之間僅有一個公共點的連接。缺點:圖形幾何強度很弱，沒有或極少有非同步圖形閉合條件，一般不單獨使用。 點連式網(wǎng)的幾何強度很差，需要提高網(wǎng)的可靠性指標(biāo)。AB C E DF 2022/7/29302.邊連式 邊連式:指同步圖形之間由一條公共基線連接。 缺點:網(wǎng)的幾何強度較

10、高有較多的復(fù)測邊和非同步圖形閉合條件。在相同的儀器臺數(shù)條件下，觀測時段數(shù)將比點連式大大增加。 邊連式布網(wǎng)有較多的非同步圖形閉合條件，幾何強度和可靠性均優(yōu)于點連式。2022/7/29311 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 2022/7/2932 3.網(wǎng)連式 網(wǎng)連式:指相鄰?fù)綀D形之間有兩個以上的公共點相連接，這種方法需要4臺以上的接收機。 這種密集的布圖方法，它的幾何強度和可靠性指標(biāo)是相當(dāng)高的，但花費的經(jīng)費和時間較多，一般僅適于較高精度的控制測量。網(wǎng)連式2022/7/2933 4.邊點混合連接式 邊點混合連接式: 指把點連式與邊連式有機地結(jié)合起來，組成GPS網(wǎng). 既能保證網(wǎng)的幾

11、何強度，提高網(wǎng)的可靠指標(biāo)，又能減少外業(yè)工作量，降低成本，是一種較為理想的布網(wǎng)方法。2022/7/2934AB C E DF G H I J 2022/7/29355.三角鎖(或多邊形)連接 用點連式或邊連式組成連續(xù)發(fā)展的三角鎖連接圖形，此連接形式適用于狹長地區(qū)的GPS布網(wǎng)，如鐵路、公路及管線工程勘測。 2022/7/2936優(yōu)點: GPS網(wǎng)中的三角形邊由獨立觀測邊組成。根據(jù)經(jīng)典測量的經(jīng)驗已知，這種圖形的幾何結(jié)構(gòu)強，具有良好的自檢能力，能夠有效地發(fā)現(xiàn)觀測成果的粗差，以保障網(wǎng)的可靠性。同時，經(jīng)平差后網(wǎng)中相鄰點間基線向量的精度分布均勻。缺點: 是觀測工作量較大，尤其當(dāng)接收機的數(shù)量較少時，將使觀測工作

12、的總時間大為延長。因此通常只有當(dāng)網(wǎng)的精度和可靠性要求較高時，才單獨采用這種圖形2022/7/29376.導(dǎo)線網(wǎng)形連接(環(huán)形圖) 將同步圖形布設(shè)為直伸狀，形如導(dǎo)線結(jié)構(gòu)式的GPS網(wǎng)，各獨立邊應(yīng)組成封閉狀，形成非同步圖形，用以檢核GPS點的可靠性。適用于精度較低的GPS布網(wǎng)。該布網(wǎng)方法也可與點連式結(jié)合起來布設(shè)。 2022/7/29387.星形布設(shè) 星形圖的幾何圖形簡單，其直接觀測邊間不構(gòu)成任何閉合圖形，所以其檢查與發(fā)現(xiàn)粗差的能力比點連式更差，只需兩臺儀器就可以作業(yè)。若有三臺儀器，一個可作為中心站，其他兩臺可流動作業(yè)，不受同步條件限制。測定的點位坐標(biāo)為WGS-84坐標(biāo)系，每點坐標(biāo)還需使用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)進

13、行轉(zhuǎn)換。由于方法簡便，作業(yè)速度快，星形布網(wǎng)廣泛地應(yīng)用于精度較低的工程測量、地質(zhì)、地球物理測點、邊界測量、地籍測量和碎部測量等。2022/7/29392022/7/2940 在實際布網(wǎng)設(shè)計時還要注意以下幾個原則：GPS網(wǎng)的點與點間盡管不要求通視，但考慮到利用常規(guī)測量加密時的需要，每點應(yīng)有一個以上通視方向。為了顧及原有城市測繪成果資料以及各種大比例尺地形圖的沿用，應(yīng)采用原有城市坐標(biāo)系統(tǒng)。對凡符合GPS網(wǎng)點要求的舊點，應(yīng)充分利用其標(biāo)石。GPS網(wǎng)必須由非同步獨立觀測邊構(gòu)成若干個閉合環(huán)或附合線路。2022/7/29412022/7/2942GPS測量的技術(shù)設(shè)計；GPS測量的外業(yè)準(zhǔn)備及技術(shù)設(shè)計書編寫；GP

14、S測量的外業(yè)實施；GPS測量的作業(yè)模式；數(shù)據(jù)預(yù)處理及觀測成果的質(zhì)量檢核；技術(shù)總結(jié)與上交資料。2022/7/2943在進行GPS外業(yè)工作之前，必須做好: 測區(qū)踏勘; 資料收集; 器材籌備; 觀測計劃擬訂; GPS儀器檢校; 設(shè)計書編寫。2022/7/29448.2.1測區(qū)踏勘 接受下達(dá)任務(wù)或簽訂GPS測量合同后，就可依據(jù)施工設(shè)計圖踏勘、調(diào)查測區(qū)。主要調(diào)查交通情況：公路、鐵路、鄉(xiāng)村便道的分布及通行情況。水系分布情況：江河、湖泊、池塘、水渠的分布，橋梁、碼頭及水路交通情況。植被情況：森林、草原、農(nóng)作物的分布及面積。2022/7/2945 控制點分布情況：三角點、水準(zhǔn)點、GPS點、多普勒點、導(dǎo)線點的等

15、級、坐標(biāo)、高程系統(tǒng)，點位的數(shù)量及分布，點位標(biāo)志的保存狀況等。 居民點分布情況，測區(qū)內(nèi)城鎮(zhèn)、鄉(xiāng)村居民點的分布，食宿及供電情況。當(dāng)?shù)仫L(fēng)俗民情：民族的分布，習(xí)俗及地方方言，習(xí)慣及社會治安情況。2022/7/2946點名：清水山、一等三角點標(biāo)高: 63.47 基準(zhǔn)點：5436-43-6901萬分之地形圖名：小松點名：寶達(dá)山、一等三角點標(biāo)高:637.35 基準(zhǔn)點：5536-16-3501萬分之地形圖名：石動2022/7/2947水準(zhǔn)點2022/7/2948 8.2.2資料收集 根據(jù)踏勘測區(qū)掌握的情況，收集下列資料：各類圖件：1：1萬1：10萬比例尺地形圖，大地水準(zhǔn)面起伏圖，交通圖。各類控制點成果：三角點

16、、水準(zhǔn)點、GPS點、多普勒點、導(dǎo)線點及各控制點坐標(biāo)系統(tǒng)、技術(shù)總結(jié)等有關(guān)資料。測區(qū)有關(guān)的地質(zhì)、氣象、交通、通信等方面的資料。城市及鄉(xiāng)村行政區(qū)劃表。2022/7/29498.2.3設(shè)備、器材籌備及人員組織籌備儀器、計算機及配套設(shè)備；籌備機動設(shè)備及通信設(shè)備；籌備施工器材，計劃油料，材料的消耗；組建施工隊伍，擬訂施工人員名單及崗位；進行詳細(xì)的投資預(yù)算2022/7/29508.2.4擬訂外業(yè)觀測計劃 主要依據(jù)是： GPS網(wǎng)的規(guī)模大小； 點位精度要求； GPS衛(wèi)星星座幾何圖形強度； 參加作業(yè)的接收機數(shù)量； 交通、通信及后勤保障(食宿、供電等)。2022/7/29512022/7/29522022/7/29

17、532022/7/29548.2.5 設(shè)計GPS網(wǎng)與地面網(wǎng)的聯(lián)測方案 GPS衛(wèi)星定位所測得的點位坐標(biāo)，屬于WGS一84世界大地測量坐標(biāo)系。為了將它們轉(zhuǎn)換成國家或地方坐標(biāo)系，在設(shè)計GPS定位網(wǎng)時，一定要考慮聯(lián)測一定數(shù)量的常規(guī)控制點和基準(zhǔn)點。一般在GPS網(wǎng)中至少要重合觀測三個以上的地面控制點(盡量選擇水準(zhǔn)高程)作為約束點。2022/7/2955聯(lián)測點(公共點)的精度要求要求聯(lián)測點的地面坐標(biāo)具有較高的精度。測區(qū)內(nèi)現(xiàn)有的最高等級的常規(guī)地面控制點；地方坐標(biāo)系中控制網(wǎng)定位、定向的起算點；連接國家坐標(biāo)系和地方坐標(biāo)系的連接點；水準(zhǔn)點。2022/7/29568.2.6 GPS接收機選型及檢驗 GPS接收機是完成

18、測量任務(wù)的關(guān)鍵設(shè)備，其性能、型號、精度、數(shù)量與測量的精度有關(guān)。2022/7/29572022/7/29582022/7/2959接收機全面檢驗的內(nèi)容: 一般性檢視 通電檢驗 實測檢驗一般檢驗：檢查接收機設(shè)備各部件及其附件是否齊全、完好，緊固部分是否松動與脫落，使用手冊及資料是否齊全等。天線底座的圓水準(zhǔn)器和光學(xué)對中器，應(yīng)在測試前進行檢驗和校正。對氣象測量儀表(通風(fēng)干濕表、氣壓表、溫度表)等應(yīng)定期送氣象部門檢驗。 2022/7/2960通電檢驗：接收機通電后有關(guān)信號燈、按鍵、顯示系統(tǒng)和儀表的工作情況，以及自測試系統(tǒng)的工作情況，當(dāng)自測正常后，按操作步驟檢驗儀器的工作情況。實測檢驗：測試檢驗是GPS接

19、收機檢驗的主要內(nèi)容。其檢驗方法有：用標(biāo)準(zhǔn)基線檢驗；已知坐標(biāo)、邊長檢驗；零基線檢驗；相位中心偏移量檢驗等。各項測試檢驗應(yīng)按作業(yè)時間長短，至少每年測試一次。2022/7/2961用零基線檢驗接收機內(nèi)部噪聲水平 用零基線檢驗采用“GPS功率分配器”(簡稱功分器)，將同一天線輸出信號分成功率、相位相同的兩路或多路信號送到接收機，然后將觀測數(shù)據(jù)進行雙差處理求得坐標(biāo)增量，以檢驗固有誤差。由于這種方法所測得的坐標(biāo)增量可以消除衛(wèi)星幾何圖形的影響、天線相位中心偏移、大氣傳播時間誤差、信號多路徑效應(yīng)誤差及儀器對中誤差等，所以是檢驗接收機鐘差、信號通道時延、延遲鎖相環(huán)誤差及機內(nèi)噪聲等電性能所引起的定位誤差的一種有效

20、方法。2022/7/29622022/7/29638.2.7技術(shù)設(shè)計書編寫1.任務(wù)來源及工作量 包括GPS項目的來源、下達(dá)任務(wù)的項目、用途及意義；GPS測量點的數(shù)量(包括新定點數(shù)、y約束點數(shù)、水準(zhǔn)點數(shù)、檢查點數(shù))；GPS點的精度指標(biāo)及坐標(biāo)、高程系統(tǒng)。2.測區(qū)概況 隸屬的行政管轄；測區(qū)范圍的地理坐標(biāo)，控制面積；測區(qū)的交通狀況和人文地理；測區(qū)的地形及氣候狀況；測區(qū)控制點的分布及對控制點的分析、利用和評價。2022/7/29643.布網(wǎng)方案 GPS網(wǎng)點的圖形及基本連接方法；GPS網(wǎng)結(jié)構(gòu)特征的測算；點位布設(shè)圖的繪制.4.選點與埋標(biāo) GPS點佳的基本要求；點位標(biāo)志的選用及埋設(shè)方法；點位的編號等。5.觀測

21、 對觀測工作的基本要求；觀測綱要的制定；對數(shù)據(jù)采集提出注意的問題。6.數(shù)據(jù)處理 數(shù)據(jù)處理的基本方法及使用的軟件；起算點坐標(biāo)的決定方法；閉合差檢驗及點位精度的評價指標(biāo)。7.完成任務(wù)的措施 要求措施具體，方法可靠，能在實際工作中貫徹執(zhí)行。2022/7/2965GPS測量的技術(shù)設(shè)計；GPS測量的外業(yè)準(zhǔn)備及技術(shù)設(shè)計書編寫；GPS測量的外業(yè)實施；GPS測量的作業(yè)模式；數(shù)據(jù)預(yù)處理及觀測成果的質(zhì)量檢核；技術(shù)總結(jié)與上交資料。2022/7/29668.3 GPS測量的外業(yè)實施 GPS點的選埋、觀測、數(shù)據(jù)傳輸及數(shù)據(jù)預(yù)處理8.3.1選點在選點工作開始前，除收集和了解有關(guān)測區(qū)的地理情況和原有測量控制點分布及標(biāo)架、標(biāo)型

22、、標(biāo)石完好狀況，決定其適宜的點位外，選點工作還應(yīng)遵守以下原則：2022/7/2967點位應(yīng)設(shè)在易于安裝接收設(shè)備、視野開闊的較高點上。點位目標(biāo)要顯著，視場周圍15度以上不應(yīng)有障礙物，以減小GPS信號被遮擋或被障礙物吸收。點位應(yīng)遠(yuǎn)離大功率無線電發(fā)射源(如電視臺、微波站等)，其距離不小于200m；遠(yuǎn)離高壓輸電線和微波無線電信號傳送通道，其距離不得小于50m。以避免電磁場對GPS信號的干擾。點位附近不應(yīng)有大面積水域或不應(yīng)有強烈干擾衛(wèi)星信號接收的物體，以減弱多路徑效應(yīng)的影響。2022/7/2968點位應(yīng)遠(yuǎn)在交通方便，有利于其他觀測手段擴展與聯(lián)測的地方。地面基礎(chǔ)穩(wěn)定，易于點的保存。選點人員應(yīng)按技術(shù)設(shè)計進行

23、踏勘，在實地按要求選定點位。當(dāng)利用舊點時，應(yīng)對舊點的穩(wěn)定性、完好性，以及覘標(biāo)是否安全、可用性進行檢查，符合要求方可利用。 網(wǎng)形應(yīng)有利于同步觀測邊、點聯(lián)結(jié)。當(dāng)所選點位需要進行水準(zhǔn)聯(lián)測時，選點人員應(yīng)實地踏勘水準(zhǔn)路線，提出有關(guān)建議。 2022/7/29698.3.2 標(biāo)志埋設(shè) GPS網(wǎng)點一般應(yīng)埋設(shè)具有中心標(biāo)志的標(biāo)石，以精確標(biāo)志點位，點的標(biāo)石和標(biāo)志必須穩(wěn)定、堅固以利長久保存和利用。在基巖露頭地區(qū)，也可直接在基巖上嵌入金屬標(biāo)志.2022/7/29702022/7/29712022/7/29722022/7/2973提交以下資料點之記;GPS網(wǎng)的選點網(wǎng)圖;土地占用批準(zhǔn)文件與測量標(biāo)志委托保管書；選點與埋石工

24、作技術(shù)總結(jié)。 點名一般取村名、山名、地名、單位名，應(yīng)向當(dāng)?shù)卣坑信f點時點名不宜更改，點號編排(碼)應(yīng)適應(yīng)計算機計算。 2022/7/2974有時還需要考慮點位附近的通訊設(shè)施、電力供應(yīng)等情況，以便于各點之間的聯(lián)絡(luò)和設(shè)備用電。在利用舊點時，應(yīng)檢查標(biāo)石的完整性和穩(wěn)定性。不論是新點或舊點，均應(yīng)按規(guī)定繪制點之記。編寫選點工作總結(jié)。 為了較長期地保存點位，GPS控制點應(yīng)設(shè)置具有中心標(biāo)志的標(biāo)石，精確標(biāo)志點位。點的標(biāo)石和標(biāo)志必須穩(wěn)定、堅固。對于研究三維形變的GPS監(jiān)測網(wǎng)的點位，更應(yīng)該建造便于長期保存的標(biāo)志。2022/7/2975第八章 GPS測量的設(shè)計與實施8.3 GPS測量的外業(yè)實施2022/7/2976

25、第八章 GPS測量的設(shè)計與實施8.3 GPS測量的外業(yè)實施2022/7/2977第八章 GPS測量的設(shè)計與實施8.3 GPS測量的外業(yè)實施2022/7/29788.3.3 觀測工作2022/7/29792.天線安置在正常點位，天線應(yīng)架設(shè)在三腳架上，并安置在標(biāo)志中心的上方直接對中，天線基座上的圓水準(zhǔn)氣泡必須整平。在特殊點位，當(dāng)天線需要安置在三角點覘標(biāo)的觀測臺或回光臺上時，應(yīng)將覘標(biāo)頂部拆除，防止對GPS信號的遮擋。天線的定向標(biāo)志線應(yīng)指向正北，并顧及當(dāng)?shù)卮牌堑挠绊?，以減弱相位中心偏差的影響。刮風(fēng)天氣時，應(yīng)將天線進行三方向固定，以防倒地碰壞。雷雨天氣安置天線時，將其底盤接地，以防雷擊天線。2022/

26、7/2980架設(shè)天線不宜過低，一般應(yīng)距地面1 m以上。天線架設(shè)好后，在圓盤天線間隔120的三個方向分別量取天線高，三次測量結(jié)果之差不應(yīng)超過3mm，取其三次結(jié)果的平均值記人測量手簿中，天線高記錄取值0.001m。 在高精度GPS測量中，每時段氣象觀測應(yīng)不少于3次(時段開始、中間、結(jié)束)。氣壓讀至0.1mbar，氣溫讀至0.1，對一般城市及工程測量只記錄天氣狀況。 復(fù)查點名并記人測量手簿中，將天線電纜與儀器進行連接，經(jīng)檢查無誤后，方能通電啟動儀器。2022/7/29813.開機觀測確認(rèn)外接電源電纜及天線等各項連接完全無誤后，方可接通電源，啟動接收機。開機后接收機有關(guān)指示顯示正常并通過自檢后，方能輸

27、入有關(guān)測站和時段控制信息。接收機在開始記錄數(shù)據(jù)后，應(yīng)注意查看有關(guān)觀測衛(wèi)星數(shù)量、衛(wèi)星號、相位測量殘差、實時定位結(jié)果及其變化、存儲介質(zhì)記錄等情況。2022/7/2982一個時段觀測過程中，不允許進行以下操作：關(guān)閉又重新啟動；進行自測試(發(fā)現(xiàn)故障除外)；改變衛(wèi)星高度角；改變天線位置；改變數(shù)據(jù)采樣間隔；按動關(guān)閉文件和刪除文件等功能鍵。每一觀測時段中，氣象元素一般應(yīng)在始、中、末各觀測記錄一次，當(dāng)時段較長時可適當(dāng)增加觀測次數(shù)。 在觀測過程中要特別注意供電情況。儀器高一定要按規(guī)定始、末各量測一次，并及時輸人儀器及記人測量手簿之中。2022/7/2983接收機在觀測過程中不要靠近接收機使用對講機；雷雨季節(jié)架設(shè)

28、天線要防止雷擊，雷雨過境時應(yīng)關(guān)機停測，并卸下天線。 觀測站的全部預(yù)定作業(yè)項目，經(jīng)檢查均已按規(guī)定完成，且記錄與資料完整無誤后方可遷站。觀測過程中要隨時查看儀器內(nèi)存或硬盤容量，每日觀測結(jié)束后，應(yīng)及時將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存至計算機硬、軟盤上，確保觀測數(shù)據(jù)不丟失。2022/7/29844. 觀測記錄觀測記錄 載波相位觀測值及相應(yīng)的觀測歷元； 同一歷元的測碼偽距觀測值； GPS衛(wèi)星星歷及衛(wèi)星鐘差參數(shù)； 實時絕對定位結(jié)果； 測站控制信息及接收機工作狀態(tài)信息。2022/7/29854. 觀測記錄測量手簿 2022/7/29862022/7/29872022/7/2988GPS測量的技術(shù)設(shè)計；GPS測量的外業(yè)準(zhǔn)備及技術(shù)設(shè)

29、計書編寫；GPS測量的外業(yè)實施；GPS測量的作業(yè)模式；數(shù)據(jù)預(yù)處理及觀測成果的質(zhì)量檢核；技術(shù)總結(jié)與上交資料。2022/7/2989 作業(yè)模式主要有: 經(jīng)典靜態(tài)相對定位; 快速靜態(tài)相對定位; 準(zhǔn)動態(tài)相對定位; 動態(tài)相對定位等。2022/7/29908.4.1經(jīng)典靜態(tài)定位模式作業(yè)方法： 采用兩臺(或兩臺以上)接收設(shè)備，分別安置在一條或數(shù)條基線的兩個端點，同步觀測4顆以上衛(wèi)星，每時段長45分鐘至2小時或更多。精度： 基線的定位精度可達(dá)5mm+1ppmD， D為基線長度(km)。2022/7/2991適用范圍： 建立全球性或國家級大地控制網(wǎng)，建立地殼運動監(jiān)測網(wǎng)、建立長距離檢?；€、進行島嶼與大陸聯(lián)測、鉆

30、井定位及精密工程控制網(wǎng)建立等。注意事項： 所有已觀測基線應(yīng)組成一系列封閉圖形，以利于外業(yè)檢核，提高成果可靠度。并且可以通過平差，有助于進一步提高定位精度.2022/7/2992 作業(yè)模式主要有: 靜態(tài)相對定位; 快速靜態(tài)相對定位; 準(zhǔn)動態(tài)相對定位; 動態(tài)相對定位等。2022/7/29938.4.2快速靜態(tài)定位 作業(yè)方法： 在測區(qū)中部選擇一個基準(zhǔn)站，并安置一臺接收設(shè)備連續(xù)跟蹤所有可見衛(wèi)星；另一臺接收機依次到各點流動設(shè)站，每點觀測數(shù)分鐘。 精度： 流動站相對于基準(zhǔn)站的基線中誤差為5mm+lppmD。2022/7/2994應(yīng)用范圍：控制網(wǎng)的建立及其加密、工程測量、地籍測量、大批相距百米左右的點位定位

31、。注意事項：在觀測時段內(nèi)應(yīng)確保有5顆以上衛(wèi)星可供觀測；流動點與基準(zhǔn)點相距應(yīng)不超過20km；流動站上的接收機在轉(zhuǎn)移時，不必保持對所測衛(wèi)星連續(xù)跟蹤，可關(guān)閉電源以降低能耗。優(yōu)缺點：優(yōu)點：作業(yè)速度快、精度高、能耗低；缺點：兩臺接收機工作時，構(gòu)不成閉合圖形，可靠性差。2022/7/2995 作業(yè)模式主要有: 靜態(tài)相對定位; 快速靜態(tài)相對定位; 準(zhǔn)動態(tài)相對定位; 動態(tài)相對定位等。2022/7/29968.4.3 準(zhǔn)動態(tài)定位作業(yè)方法： 在測區(qū)選擇一個基準(zhǔn)點，安置接收機連續(xù)跟蹤所有可見衛(wèi)星；將另一臺流動接收機先置于1號站觀測；在保持對所測衛(wèi)星連續(xù)跟蹤而不失鎖的情況下，將流動接收機分別在2，3，4各點觀測數(shù)秒鐘

32、。精度：基線的中誤差約為12cm。 2022/7/2997應(yīng)用范圍： 開闊地區(qū)的加密控制測量、工程定位及碎部測量、剖面測量及線路測量等。注意事項： 應(yīng)確保在觀測時段上有5顆以上衛(wèi)星可供觀測；流動點與基準(zhǔn)點距離不超過20km；觀測過程中流動接收機不能失鎖，否則應(yīng)在失鎖的流動點上延長觀測時間12min。2022/7/2998 8.4.4 往返式重復(fù)設(shè)站 作業(yè)方法：建立一個基準(zhǔn)點安置接收機連續(xù)跟蹤所有可見衛(wèi)星；流動接收機依次到每點觀測12min；1h后逆序返測各流動點12min。精度：相對于基準(zhǔn)點的基線中誤差為5mm+lppmD。 2022/7/2999應(yīng)用范圍： 控制測量及控制網(wǎng)加密、取代導(dǎo)線測量

33、及三角測量、工程測量及地籍測量等。 注意事項： 流動點與基準(zhǔn)點相距不超過20km；基準(zhǔn)點上空開闊，能正常跟蹤3顆以上的衛(wèi)星.2022/7/29100 作業(yè)模式主要有: 靜態(tài)相對定位; 快速靜態(tài)相對定位; 準(zhǔn)動態(tài)相對定位; 動態(tài)相對定位等。2022/7/29101 8.4.5動態(tài)定位 作業(yè)方法 建立一個基準(zhǔn)點安置接收機連續(xù)跟蹤所有可見衛(wèi)星；流動接收機先在出發(fā)點上靜態(tài)觀測數(shù)分鐘；然后流動接收機從出發(fā)點開始連續(xù)運動；按指定的時間間隔自動測定運動載體的實時位置。精度 相對于基準(zhǔn)點的瞬時點位精度12cm.2022/7/29102應(yīng)用范圍 精密測定運動目標(biāo)的軌跡、測定道路的中心線、剖面測量、航道測量等。注

34、意事項 需同步觀測5顆衛(wèi)星，其中至少4顆衛(wèi)星要連續(xù)跟蹤；流動點與基準(zhǔn)點相距不超過20km。2022/7/291038.5 數(shù)據(jù)預(yù)處理及觀測成果的質(zhì)量檢核 8.5.1 數(shù)據(jù)預(yù)處理 8.5.2 觀測成果的外業(yè)檢核 8.5.3 野外返工 8.5.4 GPS網(wǎng)平差處理 2022/7/291048.5.1 數(shù)據(jù)預(yù)處理 1數(shù)據(jù)處理軟件及選擇 GPS網(wǎng)數(shù)據(jù)處理分: 基線解算 網(wǎng)平差2022/7/291052基線解算(數(shù)據(jù)預(yù)處理)基線解算: 對于兩臺及以上接收機同步觀測值進行獨立基線向量(坐標(biāo)差)的平差計算 (觀測數(shù)據(jù)預(yù)處理)。 預(yù)處理的主要目的: 對原始數(shù)據(jù)進行編輯、加工整理、分流并產(chǎn)生各種專用信息文件，為

35、進一步的平差計算作準(zhǔn)備。 數(shù)據(jù)傳輸 數(shù)據(jù)分流 形成各種數(shù)據(jù)文件，如星歷文件、觀測文件和測站信息文件等。2022/7/29106 載波相位和偽距觀測值文件; 星歷參數(shù)文件; 電離層參數(shù); UTC參數(shù)文件、測站信息文件.2022/7/29107統(tǒng)一數(shù)據(jù)文件格式 將不同類型接收機的數(shù)據(jù)記錄格式、項目和采樣間隔， 統(tǒng)一為標(biāo)準(zhǔn)化的文件格式，以便統(tǒng)一處理。 衛(wèi)星軌道的標(biāo)準(zhǔn)化 采用多項式擬合法，平滑GPS衛(wèi)星每小時發(fā)送的軌道參數(shù)，使觀測時段的衛(wèi)星軌道標(biāo)準(zhǔn)化。 探測周跳、修復(fù)載波相位觀測值。 對觀測值進行必要改正 在GPS觀測值中加入對流層改正，單頻接收的觀測值中加入電離層改正。2022/7/29108注意問

36、題：基線解算一般采用雙差相位觀測值，對于邊長超過30km的基線，解算時也可采用三差相位觀測值。衛(wèi)星廣播星歷坐標(biāo)值，可作基線解的起算數(shù)據(jù)。對于特大城市的首級控制網(wǎng)，也可采用其他精密星歷作為基線解算的起算值?；€解算中所需的起算點坐標(biāo)，應(yīng)按以下優(yōu)先順序采用： 國家GPSA、B級網(wǎng)控制點或其他高等級GPS網(wǎng)控制點的已有WGS-84系坐標(biāo)； 國家或城市較高等級控制點轉(zhuǎn)換到WGS-84系后的坐標(biāo)值； 不少于觀測30min的單點定位結(jié)果的平差值提供的WGS-84系坐標(biāo)。2022/7/29109在采用多臺接收機同步觀測的一個同步時段中，可采用單基線模式解算，也可以只選擇獨立基線按多基線處理模式統(tǒng)一解算。同一級別的GPS網(wǎng)，根據(jù)基線長度不同，可采用不同的數(shù)據(jù)處理模型。 但是0.8km內(nèi)的基線須采用雙差固定解。30km以內(nèi)的基線，可在雙差固定解和雙差浮點解中選擇最優(yōu)結(jié)果。30km以上的基線，可采用三差解作為基線解算的最終結(jié)果。對于所有同步觀測時間短于30min的快速定位基線，必須采用合格的雙差固定解作為基線解算的最終結(jié)果。2022/7/291108.5 數(shù)據(jù)預(yù)處理及觀測成果的質(zhì)量檢核 8.5.1 數(shù)據(jù)預(yù)處理 8.5.2 觀測成果的外業(yè)檢核 8.5.3 野外返工 8.5.4 GPS網(wǎng)平差處理 2022/7/291118.5.2 觀測成果的外業(yè)檢核復(fù)查： 成果是否符合調(diào)度命令和規(guī)范的要求；進