GPS控制点复测成果报告模板

一 实习目的与任务一 实习目的与任务 了解 GPS 控制测量作业的全过程 掌握 GPS 静态和动态测量数 据处理的基本知识 获得测量工作的初步经验和基本技能 着重培 养我们的独立工作能力 进一步熟练掌握测量仪器的操作技能 提 高运用理论及计算能力 巩固课堂学习的理论知识 将理论与实践 有机结合 提高理论水平与外业操作能力 并对 GPS 静态观测全过 程有一个全面和系统的认识 通过实习巩固和熟练专业知识 将大 学阶段所学知识融会贯通 以达到学以致用的效果 二 测区情况二 测区情况 根据实际选定实习场地 布设 8 个左右的 GPS 控制点 用静态 相对定位方式构建一个 D 级 GPS 网 为动态 GPS 测量 RTK GPS 或 DGPS 提供基本控制点 满足实习需要 如图 三 作业依据及参考资料三 作业依据及参考资料 GB T 18314 2009 全球定位系统 GPS 测量规范 CJJ 73 97 全球定位系统城市测量技术规程 CH 1002 95 测绘产品检查验收规定 CH 1003 95 测绘产品质量评定标准 CJJ 8 99 城市测量规范 四 四 GPSGPS 静态测量实习方案静态测量实习方案 1 布网方案 采用三台或四台 GPS 接收机 按边连式 点连式或混合式的 布网形式布设 GPS 控制网 等级为 D 级 2 坐标系统 高程系统和时间系统 GPS 基线向量为 WGS 84 坐标系 GPS 网平面平差成果为西安 1980 坐标系坐标或 1954 北京坐标系坐标 并转换为测区相应的 独立坐标系坐标 高程系统采用 WGS 84 大地高系统 1985 国家高程基准或 1956 年黄海高程系统 时间系统采用北京时间系统或 UTC 时间系统 3 测区已有的大地控制成果 测区如有已知的国家高等级三角点 可考虑联测国家高等级 点 将 GPS 网点的坐标转换到国家坐标系中 如无已知的国家高 等级三角点 则采用测区独立坐标系统 4 控制网的起算数据 本次实习 GPS 控制网可考虑利用国家等级点 2 个 据实际情 况而定 国家等级点必须有西安 1980 坐标系坐标或 1954 北京 坐标系坐标 作为本次实习 GPS 控制网的起算数据 如无已知的国家高等级三角点 则采用测区中任意两点的独 立坐标作为本次实习 GPS 控制网的起算数据 独立坐标系可选 用已建成的地方独立坐标系 也可以在实习时自己建立 五 五 GPSGPS 静态测量外业观测及观测数据资料的处理静态测量外业观测及观测数据资料的处理 1 GPS 外业观测 本次实习的 GPS 控制网采用 GPS 技术静态观测方法施测 采用的主要仪器设备 2 台 Ashtech Z X 双频 GPS 接收机 标称 精度 5mm 1ppm D D 以 km 计 和 1 台 ProMark2 接收机 标称 精度 10mm 1ppm D 3 台南方测绘仪器公司的 S86 双频 GPS 接 收机 标称精度 3mm 1ppm D D 级 GPS 网对 GPS 接收机的技术指标要求见下表 接收机类型 标称精度观测量 同步观测接收机 数 双频或单频 10mm 3 10 6 D 载波相位 4 台或 3 台 观测 方法 卫星高 度角 有效观测 卫 星数 平均重复 设 站 数 几何图形 强度 PDOP 值 时段长 min 数据采 样间隔 S 静态 15 4 1 6 10 60 10 或 15 一 作业方法 1 选点 由于 GPS 测量观测站之间不一定要求相互通视 而且网的图形结 构也比较灵活 所以选点工作比常规控制测量的选点要简便 但仍应 遵守以下原则 1 周围应便于安置接收设备和操作 视野开阔 视场内障碍物的 高度角不宜超过 15 2 远离大功率无线电发射源 如电台 电视接收天线 微波塔等 其距离不小于 200m 远离高压输电线和微波无线电信号传送通道 其距离不得小于 50m 3 附近不应有大面积水域或不应有强烈干扰卫星信号接受的物体 以 减弱多路径效应的影响 4 附近不应有强烈反射卫星信号的物体 如大型建筑物 幕墙玻 璃等 5 交通便利 便于扩展和联测 每点必须有两个通视方向 6 地面基础稳定 易于标石的长期保存 7 充分利用符合要求的已有控制点 8 选站时应尽量可能使测站附近的局部环境 地形 地貌 植被 等 与周围的大环境保持以减少气象元素的代表性误差 2 天线的架设 1 天线距地面 1 米以上 严格整平 基座测前经过检验 2 严格对中 其对中误差小于等于 1 毫米 3 天线高量取 1 量取天线高应从标石中心量至天线外边沿标志处 2 互成 120 各量取一次 较差小于 3 毫米 观测的基本技术要求表 1 和表 2 观测模式 静态 数据采集间 隔 10 秒或 15 秒 卫星截止高度角 15 有效观测卫星数 4 观 测时段长度 90 分 卫星的几何图形强度因子 PDOP 8 外业记簿观测过程中记录员记录以下内容 测站名 测站编 号 观测年月 观测员 记录员 时段号 接收机和天线号 天 线高 开关机时及天气情况等信息 二 观测作业的要求 1 观测组必须严格遵守调度命令 按规定的时间进行作业 确定每 台接收机观测的测站 开机时间 搬站情况 2 接收机的检验 一般检视 通电检验 3 观测组严格按调度表规定的时间进行作业 保证同步观测同一卫 星组 保证测量的顺利进行 4 经检查接收几电源电缆和天线等各项连接无误 方可开机 5 仪器工作过程中 作业人员对照指示灯工作状况说明 判断仪 器是否正常工作 6 开机后经检验有关指示灯与仪表显示正常后 方可进行自测试 并输入测站 观测单元和时段等控制信息 7 接收机启动前与作业过程中 应随时逐项填写测量手簿中的记 录项目 测量手簿格式 记录内容及要求 8 接收机开始记录数据后 观测员可查看测站信息 接收卫星数 如发现异常情况或未预料到的情况 应记录在测量手簿的备注 栏内 并及时报告调度组 织者 9 每时段观测开始及结束前各记录一次观测卫星号 天气状况 实时定位经纬度和大地高 PDOP 值等 10 每时段观测前后应各量取天线高一次 并及时输入测站名 年 月日 时段好天线高等信息 关机后再量取一次天线高作校核 两次量高之差不应大于 3 取平均值作为最后天线高 若互 差超限 应查明原因 提出处理意见记入测量手簿记事栏 11 观测员要细心操作 观测期间防止接收设备震动 更不得移动 要防止人员和其他物体碰动天线或阻碍信号 12 观测期间 不得在天线附近 50m 以内使用电台 10m 以内使用 对讲机 雷雨过境时应关机停测 并卸下天线以防雷击 13 一时段观测过程中不允许进行以下操作 a 接收机关闭又重 新启动 b 进行自测试 c 改变卫星仰角限 d 改变数据 采样间隔 e 改变天线位置 f 按动关闭文件和删除文件等 功能键 14 在 GPS 快速静态定位测量中 同一观测单元期间 a 参考站 观测不能中断 b 参考站和流动站采样间隔要相同 不能变 更 15 经认真检查 所有规定作业项目均已全面完成 并符合要求 记录与资料完整无误 且将点位和觇标恢复原状后 方可迁站 16 应记录雨 晴 阴 云等天气 三 数据处理 1 数据传输 静态观测结束 立即将数据传入计算机中并进行初步整理 为基 线解算准备 2 基线解算 基线数据解算采用 Solution 软件或南方 GPS 数据处理软件 GPSADJ 求解 基线解算采用的主要技术参数如下 卫星截止高度角 15 星历采用 GPS 接收机接收到的广播星历 基线解算结果采用 L1 单频解 删除的卫星或禁止作为参考卫星的数目不得超过卫星总数 的 20 3 网平差 GPS 网的平差计算应用 Solution Ver 2 6 软件包或南方 GPS 数 据处理软件在 WGS 84 空间直角坐标系下进行三维无约束平差 以检 查本次 GPS 网的内符合精度 同时 为将 WGS 84 空间直角坐标系下 的 GPS 基线观测值投影到高斯平面上 并转换到国家西安 1980 坐标 系和 1954 北京坐标系中 或地方独立坐标系 应采用上述软件进 行 GPS 控制网的二维约束平差 4 外业数据检核 1 重复基线边较差的检验 同一条 GPS 基线边若观测了多个时段 可得多次基线边的观测结 果 同一条基线边任意两个时段结果的互差不宜超过相应等级规 定精度 按平均边长计算 的 2倍 即 ds 2 22 2 同步环各坐标分量闭合差的检验 采用单基线处理模式 对于采用同一种数学模型获得的基线解 由其同步时段若干基线组成的同步多边形环的坐标分量相对闭合 差和全长闭合差应满足 n 3 WX n i ix 1 5 n n 3 WY n i i y 1 5 n n 3 WZ n i iz 1 5 n W限 n WWW ZYX 3 5 222 式中 n 为多边形的边数 为 GPS 网相应级别规定的观测精 度 3 异步环各坐标分量闭合差的检验 由若干条独立基线边构成的异步闭合环 其闭合差应符合下式规定 WX n3 W Y n3 W Z n3 W限 n WWW ZYX 3 222 式中 n 为多边形的边数 为 GPS 网相应级别规定的观测精 度 异步环多边形闭合差的大小 是基线向量质量检核的主要指标 如果闭合差超限 应及时分析原因 对其中部分成果进行重测 基线处理采用标准参数解算 采用其它技术参数 如删除卫星 截取时间段 提升卫星截止高度角等 解算的基线及文本文件 磁 盘 说明 5 网平差后的精度指标 GPS 基线精度优于 10 6 控制点的平面位置精度优于 10mm 高 程精度优于 15mm 六 六 GPSGPS 静态测量实习方案静态测量实习方案 一 动态测量的基准 GPS 静态测量所获得的若干控制点成果 可以作为动态 GPS 测量 RTKGPS 或 DGPS 的基本控制点 以此作为位置基准 可以开展 RTKGPS 测量工作或利于手持式 GPS 接收机作简单的位置差分 DGPS 实习 二 定位原理 GPS 定位的原理是 GPS 卫星发射的测距信号和导航电文 导航电文中 含有卫星位置的信息 用户用 GPS 接收机在某一时刻接收三颗或三颗 以上的 GPS 卫星 测出测站点 GPS 天线中心 到卫星的距离并解算出 该时刻卫星的空间位置根据距离 并解算出卫星的空间位置 根据距 离交会法求测站点坐标 其基本思想为 在基准站上安置一台 GPS 接 收机 对所有可见卫星进行连续观测并将其观测数据通过无线电传输 设备实时地发送给用户观测站 用户站在接收 GPS 卫星信号的同时 通过无线电接收机设备接收基准站传输的观测数据 实时计算测站点 的三维坐标 三 RTK GPS 实时动态测量 测量实习 GPS 的 RTK 测量模式要求至少两台工作的 GPS 接收机 在三台套 接收机的 GPS 实时动态测量系统中 其中一台接收机被指定为基准 站 另外两台为流动站 基准接收机通常置于一个已知点上 即经 度 纬度和高程已知的点 实际操作中 基准站系统采集来自可用 卫星的原始数据 该原始数据经包装后 由串行端口送往待命的无 线电发射即 发射机对包装后的原始数据经行广播 任何流动站接 收机都可以接收基准站发射的原始数据 与此同时 流动站 GPS 接 收机会在其当前位置采集本机的原始数据 来自基准站 接收 机与流动站 接收机的原始数据汇集在流动站接收机中处理 有求差法和修正法两种方法 以计算出两个接收机之间精确到厘 米级的基线向量 最后 流动站接收机利用已知基准站位置和基线 向量来计算流动站位置坐标 系统可应用于两项主要测量任务 即测点定位和测设放 样 本次实习 我们每个组用 系统测出某个建筑物的外形轮 廓 我们组测得就是食堂周围 用时仅仅二十分钟 每个点也就是 仅仅 10s 就可以 大大的提高了作业效率和作业精度 四 手持式的 GPS 接收机测量实习 手持式 GPS 接收机使用起来方便 轻巧 有导航和定位两大功 能 但手持机只能用于某些低精度 精度要求在 10m 以内 的测量 工作中 如森林资源普查 农作物分布普查 地质填图和考古等 采用差分定位技术可以有效提高手持机的定位精度 因此 本 次实习要求每组用手持式 GPS 接收机测量一组点的坐标 然后用简 单的位置差分技术对所测数据进行修正 以检验位置差分技术能在 多大幅度上提高手持机的定位精度 五 工作模式 测量动态 RTK GPS 时 需要对手持式的 GPS 接收机的工作模式 要很清楚 才能顺利的进行 RTK 的地形测量 工作模式 1 按 Page 键可以翻页直到显示 设置模式 1 如果显示的是设置 模式 2 或 3 可以通过 工作模式 菜单进行修改 在 设置模式 1 屏幕上 有 5 个功能子菜单栏 工作模式 用于选择 SP24 手持机的 3 种工作模式之一 时区设置 用于设置本地时间与格林威治时间的时区差 系统设置 用于设置坐标基准 坐标格式和方向校正 磁 偏角改正 单位设置 用于设置所使用的距离 速度和高度的单位 公里 海里 米 英尺等 版本 用于显示本机有关信息 包括软件版本 机器序列 号等 工作模式 2 及 3 工作模式 2 和工作模式 3 的功能子菜单列表是相同的 按 Page 键可以翻页直到显示 设置模式 2 如果显示的是设置模式 1 或 3 可以通过 工作模式 菜单进行修改 在工作模式 2 和工作模式 3 中 前 4 个功能子菜单栏及 版本 栏的名称与功能与工作模式 1 中的相同 另外两个功能子菜单栏 串口设置 用于选择数据输入和输出格式 并开启或关闭 串行口 导航信息 用于显示两点间的距离和方位以及日出 日落 时间 七 实习体会七 实习体会 实习总结 GPS 测量的优点相对于常规测量来说 随着 GPS 技术 的飞速发展 其特点也越来越明显 1 测站之间无需通视 这样就使得选点更加灵活方便 但测站 上空要求开阔 以使卫星信号不受干扰 2 不受天气因素的影响 这就使得全天候作业成为可能 3 定位精度高 一般来说 双频 GPS 接受机静态基线解算精度 为 5mm 10 6 D 而红外测距仪标称精度为 5mm 5 10 6 D GPS 测量精度与红外测距仪相当 但随着距离的增长 GPS 测量 的优越性愈加突出 大量实验证明 在小于 50km 的基线上 使用动 态测量 其相对定位精度可达 12 10 6 4 观测时间短 在小于 20km 的短基线上 快速相对定位一般只 需 5min 观测时间即可 5 提供 3 维坐标 GPS 测量在精确测定观测平面位置的同时 可以精确测定观测站的大地高程 6 由于 GPS 自动化程度很高 所以其操作简便 在观测中测量 员的主要任务是安装并开关仪器 量取仪器高和监视仪器的工作状 态 而其它观测工作如卫星的捕获 跟踪观测等均由仪器自动完成 利用 GPS 测量能克服常规控制测量中所存在的缺陷 并提高作业的 效率 减轻劳动强度 保证高等级测设质量 应用也相当的广泛 如 GPS 测量用于加密国家控制点 GPS 测量灵活 方便 能大大节 省人力 物力 减少野外砍伐工作量 减少一些不必要的过渡点 具有极高的精度 较红外测量仪导线测量 可提高效率 4 5 倍