《GPS静态测量应用》PPT课件.ppt
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1、GPSGPS静态测量静态测量在控制测量中的应用过程在控制测量中的应用过程 GPSGPS静态控制测量主要工作过程:静态控制测量主要工作过程:第一节、测前工作第一节、测前工作 第二节、实施测量第二节、实施测量 第三节、数据处理第三节、数据处理 第四节、第四节、测后工作测后工作第一节、测前工作一、项目的提出:一项一项GPSGPS测量工程项目,往往是由工程测量工程项目,往往是由工程发包方、上级主管部门或其他单位或部门提出,由发包方、上级主管部门或其他单位或部门提出,由GPSGPS测量队伍具体实施。对于一项测量队伍具体实施。对于一项GPSGPS测量工程项目,一般测量工程项目,一般有如下一些要求:有如下一
2、些要求:测区位置及其范围:测区的地理位置、范围,控制网的测区位置及其范围:测区的地理位置、范围,控制网的控制面积。控制面积。用途和精度等级:控制网将用于何种目的,其精度要求用途和精度等级:控制网将用于何种目的,其精度要求是多少,要求达到何种等级。是多少,要求达到何种等级。点位分布及点的数量:控制网的点位分布、点的数量及点位分布及点的数量:控制网的点位分布、点的数量及密度要求,是否有对点位分布特殊要求的区域。密度要求,是否有对点位分布特殊要求的区域。提交成果的内容:用户需要提交哪些成果,所提交的坐提交成果的内容:用户需要提交哪些成果,所提交的坐标成果分别属于哪些坐标系,所提交的高程成果分别属标成
3、果分别属于哪些坐标系,所提交的高程成果分别属于哪些高程系统,除了提交最终的结果外,是否还需要于哪些高程系统,除了提交最终的结果外,是否还需要提交原始数据或中间数据等。提交原始数据或中间数据等。时限要求:对提交成果的时限要求,即何时是提交成果时限要求:对提交成果的时限要求,即何时是提交成果的最后期限。的最后期限。投资经费:对工程的经费投入数量。投资经费:对工程的经费投入数量。二、一个完整的技术设计,主要应包含如下内容:项目来源:介绍项目的来源、性质。即项目由何单位、项目来源:介绍项目的来源、性质。即项目由何单位、部门下达、发包,属于何种性质的项目。部门下达、发包,属于何种性质的项目。测区概况:介
4、绍测区的地理位置、气候、人文、经济测区概况:介绍测区的地理位置、气候、人文、经济发展状况、交通条件、通讯条件等。这可为今后工程发展状况、交通条件、通讯条件等。这可为今后工程施测工作的开展提供必要的信息。如在施测时作业时施测工作的开展提供必要的信息。如在施测时作业时间、交通工具的安排,电力设备使用,通讯设备的使间、交通工具的安排,电力设备使用,通讯设备的使用。用。工程概况:介绍工程的目的、作用、要求、工程概况:介绍工程的目的、作用、要求、GPSGPS网等级网等级(精度)、完成时间、有无特殊要求等在进行技术设(精度)、完成时间、有无特殊要求等在进行技术设计、实际作业和数据处理中所必须要了解的信息。
5、计、实际作业和数据处理中所必须要了解的信息。技术依据:介绍工程所依据的测量规范、工程规范、技术依据:介绍工程所依据的测量规范、工程规范、行业标准及相关的技术要求等。行业标准及相关的技术要求等。现有测绘成果:介绍测区内及与测区相关地区的现有现有测绘成果:介绍测区内及与测区相关地区的现有测绘成果的情况。如已知点、测区地形图等。测绘成果的情况。如已知点、测区地形图等。施测方案:介绍测量采用的仪器设备的种类、采取的施测方案:介绍测量采用的仪器设备的种类、采取的布网方法等。布网方法等。作业要求:规定选点埋石要求、外业观测时的具体操作规程、技术要求等,包括仪器参数的设置(如采样率、截止高度角等)、对中精度
6、、整平精度、天线高的量测方法及精度要求等。观测质量控制:介绍外业观测的质量要求,包括质量控制方法及各项限差要求等。如数据删除率、RMS值、RATIO值、同步环闭合差、异步环闭合差、相邻点相对中误差、点位中误差等。数据处理方案:详细的数据处理方案,包括基线解算和网平差处理所采用的软件和处理方法等内容。对于基线解算的数据处理方案,应包含如下内容:基线解算软件、参与解算的观测值、解算时所使用的卫星星历类型等。对于网平差的数据处理方案,应包含如下内容:网平差处理软件、网平差类型、网平差时的坐标系、基准及投影、起算数据的选取等。提交成果要求:规定提交成果的类型及形式。三、测绘资料的搜集与整理:需要收集整
7、理的资料主要包括测区及周边地区可利用的已知点的相关资料(点之记、坐标等)和测区的地形图等。四、仪器的检验 各种仪器包括GPS接收机及相关设备、气象仪器等进行检验,以确保它们能够正常工作。五、踏勘、选点埋石:综合应用地形图、遥感图、摄影图和有关点之记进行选点、埋石工作。第二节、测量实施第二节、测量实施一、实地了解测区情况一、实地了解测区情况 点位情况(点的位置、上点的难度等)、测区点位情况(点的位置、上点的难度等)、测区内经济发展状况、民风民俗、交通状况、测量内经济发展状况、民风民俗、交通状况、测量人员生活安排等。人员生活安排等。二、卫星状况预报:需要评估障碍物对二、卫星状况预报:需要评估障碍物
8、对GPSGPS观测观测可能产生的不良影响。可能产生的不良影响。三、确定作业方案:根据卫星状况、测量作业的三、确定作业方案:根据卫星状况、测量作业的进展情况、以及测区的实际情况,确定出具体进展情况、以及测区的实际情况,确定出具体的布网和作业方案。的布网和作业方案。一)、选点:一)、选点:为保证对卫星的连续跟踪观测和卫星信号的质为保证对卫星的连续跟踪观测和卫星信号的质量,要求测站上空应尽可能的开阔,在量,要求测站上空应尽可能的开阔,在1010 1515 高度角以上不能有成片的障碍物。高度角以上不能有成片的障碍物。为减少各种电磁波对为减少各种电磁波对GPSGPS卫星信号的干扰,在卫星信号的干扰,在测
9、站周围约测站周围约200m200m的范围内不能有强电磁波干扰的范围内不能有强电磁波干扰源,如大功率无线电发射设施、高压输电线等。源,如大功率无线电发射设施、高压输电线等。为避免或减少多路径效应的发生,测站应远离为避免或减少多路径效应的发生,测站应远离对电磁波信号反射强烈的地形、地物,如高层对电磁波信号反射强烈的地形、地物,如高层建筑、成片水域等。建筑、成片水域等。为便于观测作业和今后的应用,测站应选在交为便于观测作业和今后的应用,测站应选在交通便利,上点方便的地方。通便利,上点方便的地方。测站应选择在易于保存的地方测站应选择在易于保存的地方 二)、布网:二)、布网:(一)、(一)、GPSGPS
10、基线向量网的等级:依据国家测基线向量网的等级:依据国家测量规范、各行业测量规范、任务要求来定等量规范、各行业测量规范、任务要求来定等级。以下用国家级。以下用国家GPSGPS测量规范为例说明测量规范为例说明GPSGPS网网等级的分类情况。等级的分类情况。根据我国根据我国19921992年所颁布的全球定位系统年所颁布的全球定位系统测量规范,测量规范,GPSGPS基线向量网被分成了基线向量网被分成了A A、B B、C C、D D、E E五个级别。下图是我国全球定位系统测五个级别。下图是我国全球定位系统测量规范中有关量规范中有关GPSGPS网等级的有关内容。网等级的有关内容。1 1、网的精度指标、网的
11、精度指标 2 2、各等级网的主要作用:、各等级网的主要作用:A A级级网网一一般般为为区区域域或或国国家家框框架架网网、区区域域动力学网;动力学网;B B级网为国家大地控制网或地方框架网;级网为国家大地控制网或地方框架网;C C级网为地方控制网和工程控制网;级网为地方控制网和工程控制网;D D级网为工程控制网;级网为工程控制网;E E级网为测图网。级网为测图网。美国联邦大地测量分管委员会美国联邦大地测量分管委员会(Federal Geodetic Control Federal Geodetic Control Subcommittee-FGCSSubcommittee-FGCS)在)在198
12、81988年公布的年公布的GPSGPS相对定位的精度标准中有一个相对定位的精度标准中有一个AAAA级的等级,级的等级,此等级的网一般为全球性的坐标框架。此等级的网一般为全球性的坐标框架。(二)、二)、GPSGPS网构成的几个基本概念及网特征条件:网构成的几个基本概念及网特征条件:在进行在进行GPSGPS网的图形设计前,必须明确有关网的图形设计前,必须明确有关GPSGPS网网构成的几个概念,掌握网的特征条件计算方法:构成的几个概念,掌握网的特征条件计算方法:1 1、GPSGPS网构成的几个概念网构成的几个概念 1 1)、观测时段:某一测站上开始接收卫星信号到)、观测时段:某一测站上开始接收卫星信
13、号到观测停止,连续观测时间段,简称时段。观测停止,连续观测时间段,简称时段。2 2)、同步观测:两台或更多接收机同时对同一组)、同步观测:两台或更多接收机同时对同一组卫星进行的观测。卫星进行的观测。3 3)、同步观测环:三台或三台以上接收机同步观)、同步观测环:三台或三台以上接收机同步观测获得的基线相量所构成的闭合环,简称同步环。测获得的基线相量所构成的闭合环,简称同步环。4 4)、独立观测环:由独立观测所获得的基线相量,)、独立观测环:由独立观测所获得的基线相量,所构成的闭合环,称独立观测环。所构成的闭合环,称独立观测环。5 5)、异步观测环:在构成多边形环路的所有基线)、异步观测环:在构成
14、多边形环路的所有基线向量中,只要有异步观测的基线向量,该多边形环向量中,只要有异步观测的基线向量,该多边形环路称为异步观测环。路称为异步观测环。6 6)、独立基线:对于)、独立基线:对于N N台接收机所构成的同步台接收机所构成的同步环中,独立基线数环中,独立基线数J J独独=N-1=N-1。7 7)、非独立基线:除独立基线以外的其它基)、非独立基线:除独立基线以外的其它基线叫非独立基线。非独立基线数等于总基线数线叫非独立基线。非独立基线数等于总基线数减去独立基线数。减去独立基线数。*2 2、GPSGPS网的特征条件计算:网的特征条件计算:C C为观测时段数,为观测时段数,n n为网点数;为网点
15、数;m m为每点的平均为每点的平均设站次数;设站次数;N N为接收机数。为接收机数。1 1)、时段数:)、时段数:C=n.m/NC=n.m/N 2 2)、总基线数:)、总基线数:J J总总=C.N.(N-1)/2=C.N.(N-1)/2 3 3)、必要基线数:)、必要基线数:J J必必=n-1=n-1 4 4)、独立基线数:)、独立基线数:J J独独=C.(N-1)=C.(N-1)5 5)、多余基线数:)、多余基线数:J J多多=C.(N-1)-(n-1)=C.(N-1)-(n-1)(三)、(三)、GPSGPS基线向量网的布网形式基线向量网的布网形式 GPSGPS网常用的布网形式有以下几种:跟
16、踪网常用的布网形式有以下几种:跟踪站式、会战式、多基准站式、同步图形扩展站式、会战式、多基准站式、同步图形扩展式、单基准站式式、单基准站式1 1、跟踪站式:、跟踪站式:1 1)、布网形式:若干台接收机长期固定安放)、布网形式:若干台接收机长期固定安放在测站上,进行常年、不间断的观测,即一在测站上,进行常年、不间断的观测,即一年观测年观测365365天,一天观测天,一天观测2424小时,这种观测方小时,这种观测方式很象是跟踪站,因此,这种布网形式被称式很象是跟踪站,因此,这种布网形式被称为跟踪站式。为跟踪站式。2 2)、特点:由于在采用跟踪站式的布网形式)、特点:由于在采用跟踪站式的布网形式布设
17、布设GPSGPS网时,接收机在各个测站上进行了不网时,接收机在各个测站上进行了不间断的连续观测,观测时间长、数据量大,间断的连续观测,观测时间长、数据量大,而且在处理采用这种方式所采集的数据时,而且在处理采用这种方式所采集的数据时,一般采用精密星历,因此,采用此种形式布一般采用精密星历,因此,采用此种形式布设的设的GPSGPS网具有很高的精度和框架基准特性。网具有很高的精度和框架基准特性。每个跟踪站为保每个跟踪站为保证连续观测,一般需证连续观测,一般需要建立专门的永久性要建立专门的永久性建筑即跟踪站,用以建筑即跟踪站,用以安置仪器设备,这使安置仪器设备,这使得这种布网形式的观得这种布网形式的观
18、测成本很高。测成本很高。此种布网形式一此种布网形式一般用于建立般用于建立GPSGPS跟踪跟踪站(站(AAAA级网),对于级网),对于普通用途的普通用途的GPSGPS网,网,由于此种布网形式观由于此种布网形式观测时间长、成本高,测时间长、成本高,故一般不被采用。故一般不被采用。2 2、会战式、会战式1 1)、布网形式)、布网形式 在布设在布设GPSGPS网时,一次组织多台网时,一次组织多台GPSGPS接收机,接收机,集中在一段不太长的时间内,共同作业。在作业集中在一段不太长的时间内,共同作业。在作业时,所有接收机在若干天的时间里分别在同一批时,所有接收机在若干天的时间里分别在同一批点上进行多天、
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