GPS测量的设计与实施-2.ppt

第八章GPS测量的设计与实施 8.1 概述 一、GPS测量工作： 外业：选点、建立测站坐标、野外观测、成 果检核 内业：GPS测量的技术设计、测后数据处理 、技术总结。 工作程序：网的优化设计、选点与建立标志 、外业观测、成果检核与处理。 GPS静态定位在测量中主要用于测定各种用 途的控制点。其中，较为常见的方面是利 用GPS建立各种类型和等级的控制网，在 这些方面，GPS技术已基本上取代了常规 的测量方法，成为了主要手段。较之于常 规方法，GPS在布设控制网方面具有以下 一些特点： 1、测量精度高 GPS观测的精度要明显高于一般的常规测量 手段，GPS基线向量的相对精度一般在 10-510-9之间，这是普通测量方法很难达到 的。 2、选点灵活、不需要造标、费用低 GPS测量，不要求测站间相互通视，不需 要建造觇标，作业成本低，大大降低了布 网费用。 3、全天侯作业 在任何时间、任何气候条件下，均可以进行GPS 观测，大大方便了测量作业，有利于按时、高效 地完成控制网的布设。 4、观测时间短 采用GPS布设一般等级的控制网时，在每个测站 上的观测时间一般在12个小时左右，采用快速 静态定位的方法，观测时间更短。 5、观测、处理自动化 采用GPS布设控制网，观测工程和数据处理过程 均是高度自动化的。 二、技术设计的依据 1）测量任务书或测量合同书 2）GPS测量规范及规程 1、2001年国家技术监督局发布的国家标准全球定位系统（GPS）测 量规范GB/T18314-2001。 2、1992年国家测绘局发布的测绘行业标准全球定位系统（GPS）测 量规范CH2001-92。 3、1995年国家测绘局发布的测绘行业标准全球定位系统（GPS）测 量型接收机检定规程CH8016-1995。 4、1997年建设部发布的行业标准全球定位系统城市测量技术规程 CJJ73-97。 5、各部委根据本部门GPS测量的实际情况所制定的其他GPS测量规程 及细则。 8.2 GPS网的优化设计 lGPS网的优化设计，是实施GPS测量工作 的第一步，是一项基础性的工作，也是在 网的精确性、可靠性和经济性方面，实现 用户要求的重要环节。这项内容的主要内 容包括：精度指标的合理确定、网的图形 设计和网的基准设计。 一、精度标准的确定 对GPS网的精度，主要取决于网的用途。精 度指标，通常以网中相邻点之间的距离误 差来表示。 相邻点间距离 Km 比例误差 固定误差 mm 标准差 mm 我国规范衡量GPS网精度的指标 lGPS网的精度衡量指标 相邻点基线长度 精度 级 别 主要用途 固定误 差a(mm) 比例误差 b(ppmD) AA 全球性地球动力学研究、地壳形变 测量、精密定轨 30.01 A 区域性的地球动力学研究、地壳形 变测量 50.1 B局部形变监测、精密工程测量81 C大、中城市及工程测量基本控制网105 D E 中、小城市及测图、物探、建筑施 工等控制测量 1010-20 等级 平均距离 (km) a(mm)b(ppmD) 最弱边 相对中误差 二91021/12万 三51051/8万 四210101/4.5万 一级110101/2万 二级500km ）构成 2、检定场不同长度的基线，应分别构成闭合图形， 以便进行条件检验，提高检定的可靠性 3、检定场应位于地质结构坚固、稳定的地区，以利 于长期保存。 l4、检定场的点位选择，除应满足GPS测量 选点的一般要求外，尤以注意设在交通方 便、通信和电力供应条件良好，视野开阔 的地区，以方便使用 8.5GPS测量的作业模式 lGPS测量的作业模式，亦即利用GPS定位 技术，确定观测站之间相对位置所采用的 作业方式。 l静态相对定位、快速静态相对定位、准动 态相对定位和动态相对定位 l1、经典静态相对定位 作业方法： 采用两套（以上）的接收设备，分别安置在 一条（数条）基线的端点、根据基线长度 和要求的精度，同步观测4颗以上卫星数时 段，每一时段长13小时。 l 定位精度： 基线测量的精度：5mm+1ppm*D 特点： 独立基线边应构成某种闭合图形。 适用范围： 建立地壳运动或工程变形监测网 建立全球性或国家级大地控制网 建立长距离检校基线 进行岛屿与大陆联测 建立精密工程测量控制网 l2、快速静态相对定位模式 作业方法：基准站+流动站 定位精度：510mm+1ppm*D 特点：接收机移动时不必保持对卫星的连续 跟踪、直接观测边不构成闭合图形，可靠 性差 适用范围：小范围的控制测量及其加密、工 程测量、边界测量、地籍测量及碎步测量 等。 l3、准动态相对定位模式 作业方法：基准站+流动站 定位精度：1020mm+1ppm*D 特点：效率高 范围：开阔地区的加密测量 工程定位及碎步测量 剖面测量和路线测量 地籍测量 l 4、动态相对定位 作业方法：基准站+运动流动站 精度：12cm+1ppm*D 特点：速度快、精度高，可实现载体的连续实时定 位 范围：精密测定载体的运动轨迹 道路中心测量 航道测量 开阔地区的剖面测量的水文测量 l5、实时动态测量系统及其应用 （1）GPS实时动态定位方法概述 RTK测量系统，是GPS测量技术与数据传输 技术相结合而构成组合系统。 与传统测量技术相比的优越性 l（2）RTK测量系统的设备配置 GPS接收设备 数据传输系统 软件系统 l接收设备 1、至少两台接收机：基准站、流动站 2、基准站的架设：点位已知、开阔、可收到 所有可见卫星 l数据传输系统 基准站发射台与用户站接收台 l3、支持实时动态测量的软件系统 主要问题： 整周未知数的精密确定、 流动观测中对卫星的连续跟踪、 失锁后的重新初始化 基本功能： 快速解算，或动态快速解算整周未知数； 根据相对定位原理，实时解算WGS-84坐标 系坐标； 根据已知参数进行坐标转换； 结算结果的分析与评价； 作业模式的选择与转换； 测量结果的显示与绘图 l4、作业模式及应用 快速静态测量： 准动态测量： 动态测量： 8.6技术总结 l 一、技术总结的作用 在完成了GPS网的布设后，应该认真完成技术总结 。每项GPS工程的技术总结不仅是工程一系列必 要文档的主要组成部分，而且它还能够使各方面 对工程的各个细节有完整而充分的了解，从而便 于今后对成果的充分而全面地加以利用。另一方 面，通过对整个工程的总结，测量作业单位还能 够总结经验，发现不足，为今后进行新的工程提 供参考。 l 二、技术总结的内容 l 项目来源 介绍项目的来源、性质。 l 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。 l 工程概况 介绍工程目的、作用、要求、等级（精度）、完成时间等 。 l 技术依据 介绍作业所依据的测量规范、工程规范、行业标准等。 l 作业情况 介绍外业观测时实际遵循的操作规程、技术要求 （包括仪器参数的设置（如采样率、截止高度角 等）、对中精度、整平精度、天线高的量测方法 及精度要求等。）、作业观测情况、工作量、观 测成果等。 l 数据处理情况 介绍数据处理方法、过程、结果及精度统计与分 析情况。 l 结论 对整个工程的质量及成果作出结论。 思考题 l1实际应用中，GPS的精度是如何确定的？ l2GPS测量有哪些网形设计？