第六章-GPS测量技术设计..ppt

第六章GPS测量技术设计 学习目标 掌握建立GPS网的技术依据和规范要求 GPS测量的精度分级 GPS网的布网原则 本节重点 1 GPS技术设计的依据 2 GPS控制网的精度 密度 3 GPS控制网的布网原则 本节难点 1 GPS控制网的精度和密度的选择 第六章GPS测量技术设计 第六章GPS测量技术设计 GPS测量的工作程序1 技术设计 依据是测量任务书和GPS测量规范 2 选点3 埋石4 仪器的检验5 观测6 外业成果的记录和整理7 数据处理8 成果验收和上交资料 一 GPS控制网的技术设计依据 1 GPS测量规范 规程 主要包括2001年国家质监局发布的国家标准 全球定位系统测量规范 1992年国家测绘局发布的测绘行业标准 全球定位系统测量规范 1998年建设部发布的行业标准 全球定位系统城市测量技术规范 各部委根据本部门GPS工作的实际情况制定的其他GPS测量规程或细则 2 测量任务书任务书中规定的测量任务的范围 目的 精度和密度要求 提交的成果资料的项目和时间等相关规定 第六章GPS测量技术设计 第六章GPS测量技术设计 1 精度标准 相邻点弦长的标准差 a表示和接收设备有关的固定误差 mm b比例误差系数 ppm d相邻点之间的距离 二 GPS控制网的精度和GPS点的密度 A B级 地壳形变测量和国家高精度的控制网C级 国家基本控制测量D E级 工程测量 矿山测量 控制网加密 第六章GPS测量技术设计 2 GPS控制网的级别 级别ABCDE 固定误差a mm A 5B 8C 10D 10E 10 比例误差b ppm 0 1 1 5 10 20 A B级 地壳形变测量和国家高精度的控制网C级 国家基本控制测量D E级 工程测量 矿山测量 控制网加密 第六章GPS测量技术设计 3 GPS点的密度 公里 三角网的平均边长 一等 25公里 二等 13公里 三等 8公里 四等 4公里 4 几个术语 1 观测时段 开机接收信号到停止观测的时间段 2 同步观测 两台及以上接收机对同一组为性进行的观测 3 同步观测环 三台及以上接收机同步观测获得的基线向量构成的闭合环 4 独立闭合环 由独立观测所获得的基线向量构成的闭合环 5 异步闭合环 在构成多边形环路的所有基线向量中 只要有非同步观测基线向量 则改多边形环路称为异步闭合环 6 星历 不同时刻卫星在轨道上的坐标值 7 数据剔除率 剔除的观测值个数与应获得的观测值个数的比值 8 天线高 观测时接收机天线平均相位中心到测站中心标志面的高度 第六章GPS测量技术设计 5 规范 的几点要求 主要针对静态相对定位 1 卫星高度角 AA A为10 其他为15 2 同时观测有效卫星数 同时观测有效卫星数均大于等于4个 3 有效观测卫星总数 AA A B C D E分为大于等于20 20 9 6 4 4 4 时段中任一卫星的有效观测时间 均大于等于15分钟 5 观测时段数 AA A B C D E分为大于等于10 6 4 2 1 6 1 6 6 时段长度 静态AA A B C D E分为大于等于720min 540min 240min 60min 45min 40min 7 数据采样间隔 AA A B C D E分为为30s 30s 30s 10 30s 10 30s 10 30s 第六章GPS测量技术设计 三 GPS控制网的布网原则 1 技术设计应考虑的因素 1 测区已有控制网的情况 三角网 导线网 GPS网 2 交通 车辆 通讯等因素 3 测站因素 4 卫星因素 星历预报 可见时段 卫星个数 5 仪器因素 2 布网的原则 1 和已知的控制点重合不少于三个且应均匀分布 以便求得转换参数 2 一个点尽量和另外一个点通视 以便常规方法使用 3 GPS控制点应利用已有水准点联测高程 4 独立观测边 基线 应构成闭合图形 5 应进行优化设计 方案比较 第六章GPS测量技术设计 第六章GPS测量技术设计 3 布网方法 1 充分考虑建立GPS控制网的应用范围 2 采用分级布网的原则 3 GPS测量的精度标准 第六章GPS测量技术设计 四 GPS网设计的一般原则 1 应通过独立观测边构成闭合图形 以增加检核条件 提高网的可靠性 2 应尽量与原有地面控制网相重合 重合点一般不少于3个 且分布均匀 3 应考虑与水准点相重合 或在网中布设一定密度的水准联测点 4 点应设在视野开阔和容易到达的地方 联测方向 5 可在网点附近布设一通视良好的方位点 以建立联测方向 第六章GPS测量技术设计 五 GPS控制网的图形设计根据GPS测量的不同用途 GPS网的独立观测边均应构成一定的几何图形 基本形式有 1 三角形网2 环形网3 星形网 第六章GPS测量技术设计 1 三角形网 优点 图形几何结构强 具有良好的自检能力 经平差后网中相邻点间基线向量的精度均匀 缺点 观测工作量大 只有在网的精度和可靠性要求比较高时 才单独采用这种图形 第六章GPS测量技术设计 2 星形网 优点 观测中只需要两台GPS接收机 作业简单 缺点 几何图形简单 检验和发现粗差能力差 广泛用于工程测量 边界测量 地籍测量和碎部测量等 第六章GPS测量技术设计 3 环形网 优点 观测工作量较小 且具有较好的自检性和可靠性 缺点 非直接观测基线边 或间接边 精度较直接观测边低 相邻点间的基线精度分布不均匀 是大地测量和精密工程测量中普遍采用的图形 通常采用上述两种图形的混合图形 第六章GPS测量技术设计 六 GPS控制网的联测设计 1 联测的目的WGS84地心坐标系 国家或地方坐标系2 联测点的精度 要求较高 1 测区内现有最高等级的常规地面控制点 2 地方坐标系中控制网定位 定向的起算点 3 国家和地方坐标系的连接点3 联测点的数量和分布 1 至少两个 最好3 5个或更多 2 均匀分布 第六章GPS测量技术设计 4 GPS网中水准点的选择和分布 1 大地高 正常高 2 重合或实测五分之一的GPS点 3 数值拟合法求出测区大地水准面 4 内插法求出其它GPS点的高程 第六章GPS测量技术设计 在15 截止高度角以上不存在障碍物周围没有反射面 不致引起多路径效应安全避开过往行人和车辆 尽可能将接收机设置在毋须人员照看的地方附近不应该有强辐射源 如无线电台 电视发射天线等 可靠的电源供应足够的内存容量正确的配置参数 观测类型 记录速率 检查天线高和偏差仪器的正确检测 七 GPS测量前应该考虑的问题 第六章GPS测量技术设计 八 GPS观测刚要设计 1 测区踏勘资料收集2 器材准备及人员组织 1 拟定观测技术的依据3 外业观测计划的拟定 2 可视卫星预测 3 最佳观测窗口与最佳观测时间的选择 4 观测区域的计划与划分 5 接收机调度计划拟定4 技术设计书的编写 九 GPS测量前应该考虑的问题 续 时间和基线长度 观测时间取决