《地籍與房產(chǎn)測(cè)繪》課件-第五章 GNSS與地籍測(cè)量

項(xiàng)目五全球定位系統(tǒng)與地籍測(cè)量知識(shí)點(diǎn)一GNSS概述知識(shí)點(diǎn)二GPS定位技術(shù)任務(wù)一GPS在地籍測(cè)量中的應(yīng)用任務(wù)二GPS定位技術(shù)的實(shí)施知識(shí)點(diǎn)一GNSS概述

GNSS是GlobalNavigationSatelliteSystem的縮寫，中文譯名為全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)，包括全球星座、區(qū)域星座，及相關(guān)的星基增強(qiáng)系統(tǒng)。

GNSS主要包含了美國(guó)的GPS、俄羅斯的GLONASS、中國(guó)的Compass(北斗)、歐盟的Galileo系統(tǒng)；此外，日本和印度等國(guó)也在建設(shè)自己的區(qū)域系統(tǒng)和增強(qiáng)系統(tǒng)，即日本的QZSS和MSAS，印度的IRNSS和GAGAN，以及尼日利亞運(yùn)用通信衛(wèi)星搭載實(shí)現(xiàn)的NicomSat-1星基增強(qiáng)系統(tǒng)。在這些系統(tǒng)中，以美國(guó)的GPS影響最大，市場(chǎng)占有率最高。知識(shí)點(diǎn)二GPS定位技術(shù)GPS全球定位系統(tǒng)由空間星座部分、地面監(jiān)控部分以及用戶接收機(jī)三部分組成。一、

GPS概述

GPS（GlobalPositioningSystem）是一種可以授時(shí)和測(cè)距的空間交會(huì)定點(diǎn)的導(dǎo)航系統(tǒng)可向全球用戶提供連續(xù)、實(shí)時(shí)、高精度的三維位置，三維速度和時(shí)間信息。GPS的組成

地面監(jiān)控部分315Coloradosprings55HawaiiAscencionDiegoGarciakwajalein

GPS衛(wèi)星星座324按載波頻率分：?jiǎn)晤l接收機(jī)、雙頻接收機(jī)按用途分：導(dǎo)航型、測(cè)地型、授時(shí)型用戶設(shè)備GPS接收機(jī)硬件終端設(shè)備數(shù)據(jù)處理軟件微處理機(jī)

用戶設(shè)備部分車載型GPS機(jī)導(dǎo)航型GPS機(jī)手持型GPS機(jī)大地型GPS接收機(jī)單頻機(jī)雙頻機(jī)授時(shí)型GPS接收機(jī)北斗天寶GPS坐標(biāo)系WGS——WorldGeodeticSystem(世界大地坐標(biāo)系)坐標(biāo)系的原點(diǎn)位于地球質(zhì)心，Z軸指向BIH1984.0定義的協(xié)議地球極(CTP)方向，Xx軸指向BIH1984.0的零度子午面和CTP赤道的交點(diǎn)，Y軸通過(guò)右手規(guī)則確定WGS—84

WGS-84與C80大地坐標(biāo)系基本大地參數(shù)對(duì)照表基本大地參數(shù)WGS-84C80a(m)63781376378140ω(rad/s)7.292115×10-57.292115×10-5GM(m3／s2)3.986005×10143.986005×1014f1／298.2572235631／298.257

注：表中a為參考橢球的長(zhǎng)半徑，ω為地球自轉(zhuǎn)角速度，GM為地心引力常數(shù)與地球質(zhì)量的乘積，

f

為參考橢球的極扁率。GPS定位的基本原理表6-1GPS定位的關(guān)鍵是測(cè)定用戶接受機(jī)天線至GPS衛(wèi)星之間的距離

是以GPS衛(wèi)星和用戶接收機(jī)天線之間距離(或距離差)的觀測(cè)量為基礎(chǔ)，并根據(jù)已知的衛(wèi)星瞬時(shí)坐標(biāo)，采用空間測(cè)距交會(huì)原理來(lái)確定用戶接收機(jī)所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)位，即待定點(diǎn)的三維坐標(biāo)(x，y，z)。GPS定位靜態(tài)定位絕對(duì)定位相對(duì)定位動(dòng)態(tài)定位GPS絕對(duì)定位絕對(duì)定位：在WGS-84坐標(biāo)系中，獨(dú)立確定觀測(cè)站相對(duì)地球質(zhì)心絕對(duì)位置的方法

衛(wèi)星（xs,ys,zs）與接收機(jī)（x,y,z）之間的距離ρ建立的關(guān)系式為：

基本原理：空間距離后方交會(huì)ρ2ρ3ρ4ρ1GPS相對(duì)定位相對(duì)定位：在WGS-84坐標(biāo)系中，確定觀測(cè)站與某一地面參考點(diǎn)之間的位置載波相對(duì)定位是使用兩臺(tái)GPS接收機(jī)，分別安置在兩個(gè)測(cè)點(diǎn)，同步觀測(cè)相同的GPS衛(wèi)星，利用相同衛(wèi)星相位觀測(cè)值的線性組合來(lái)解算基線向量在WPS-84坐標(biāo)系中的坐標(biāo)增量（△x,△y,△z)進(jìn)而確定它們的相對(duì)位置。GPS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位（RTK）動(dòng)態(tài)定位：

在定位過(guò)程中，接收天線處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，定位結(jié)果是連續(xù)變化的GPS靜態(tài)定位靜態(tài)定位：

在定位過(guò)程中，接收天線的位置

相對(duì)地面點(diǎn)處于靜止?fàn)顟B(tài)將幾臺(tái)GPS接收機(jī)安置在基線端點(diǎn)上，保持固定不動(dòng)，同步觀測(cè)4顆以上衛(wèi)星?？捎^測(cè)數(shù)個(gè)時(shí)段，每時(shí)段觀測(cè)十幾分鐘至1小時(shí)左右。最后將觀測(cè)數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)，經(jīng)軟件解算得各點(diǎn)坐標(biāo)。

GPS測(cè)量的實(shí)施工作程序：技術(shù)設(shè)計(jì)、選點(diǎn)與建立標(biāo)志、外業(yè)觀測(cè)、成果檢核與處理等階段

③

在15o截止高度角以上應(yīng)不存在障礙物;④GPS點(diǎn)應(yīng)避開(kāi)對(duì)電磁波接收有強(qiáng)烈吸收、反射等干擾影響的金屬和其它障礙物體。如高壓線、電臺(tái)、電視臺(tái)、高層建筑、大范圍水面等。

踏勘選點(diǎn)及建立標(biāo)志

②

視野開(kāi)闊，以便于同常規(guī)測(cè)量控制網(wǎng)的聯(lián)測(cè);

①

在交通方便，易于安置接收設(shè)備的地方;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

星形網(wǎng)三角形網(wǎng)

環(huán)形網(wǎng)

GPS測(cè)量的精度指標(biāo)精度指標(biāo)通常以網(wǎng)中相鄰點(diǎn)之間的距離誤差mD來(lái)表示，其形式為：

mD＝a＋b×10-6D

式中：a為常量誤差(或稱固定誤差),b為比例誤差，D為相鄰點(diǎn)間的距離(km)

國(guó)家基本GPS控制網(wǎng)精度指標(biāo)等級(jí)主要用途常量誤差(a)(mm)比例誤差

b(10-6D)A地殼形變測(cè)量及國(guó)家高精度GPS網(wǎng)≤5≤0.1B國(guó)家基本控制測(cè)量≤8≤1城市及工程GPS控制網(wǎng)精度指標(biāo)等級(jí)平均距離a(mm)b(ppm)最弱邊相對(duì)中誤差二等9≤10≤2三等5≤10≤5四等2≤10≤10一級(jí)1≤10≤10二級(jí)<1≤15≤20

③

觀測(cè)記錄GPS外業(yè)觀測(cè)

①

天線安置---對(duì)中、整平、定向并量取天線高;

②

接收機(jī)操作；

任務(wù)一GPS在地籍測(cè)量中的應(yīng)用沒(méi)有常規(guī)三角網(wǎng)（鎖）布設(shè)時(shí)要求近似等邊及精度估算偏低時(shí)應(yīng)加測(cè)對(duì)角線或增設(shè)起始邊等繁瑣要求。常規(guī)靜態(tài)測(cè)量、快速靜態(tài)測(cè)量、RTK技術(shù)它不要求通視，這樣避免了常規(guī)地籍控制測(cè)量點(diǎn)位選取的局限條件；

一、GPS在地籍圖測(cè)繪中的應(yīng)用

二、GPS在地籍圖測(cè)繪中的應(yīng)用利用RTK技術(shù)測(cè)量模式能滿足碎部測(cè)量和土地勘測(cè)定界的精度要求；RTK技術(shù)使精度、作業(yè)效率、實(shí)時(shí)性達(dá)到了最佳的融合。三、GPS在土地利用變更調(diào)查和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用精度和可靠性得到極大的改善，適用于各種各樣復(fù)雜的變更情況，真正地實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的實(shí)時(shí)性和數(shù)值化，保證了土地利用數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢(shì)性。土地調(diào)查中，通常對(duì)應(yīng)不同的位置精度要求，在采用GPS測(cè)量模式上，可以使用單點(diǎn)定位、常規(guī)差分GPS等模式；這些GPS