gps静态测量及数据处理

1、第6讲：gps静态测量 黄河水利职业技术学院测绘工程系 1 第6讲 gps静态测量 李永川 第6讲：gps静态测量 黄河水利职业技术学院测绘工程系 2 作 业 过 程 第6讲：gps静态测量 黄河水利职业技术学院测绘工程系 3 问题 （1）gps点的选择有哪些要求？它和导线点的选择 要求有哪些不同？ （2）名词解释：同步观测、同步网、同步环、异步 网、异步环、独立基线、星历预报。 （3）同步网以哪些连接方式构成了异步网？ （4）制定外业观测计划包括哪些内容？ 第6讲：gps静态测量 黄河水利职业技术学院测绘工程系 4 1 准备资料 （1）测量任务书 （2）测区地形图或平面图 （3）测区已知控制

2、点点之记 （4）测区已知控制点坐标 （5）技术规范 全球定位系统gps测量规范 gb/t 18314-2009（简称规 范） 全球定位系统城市测量技术规 程cjj 73-97（简称规程） 公路全球定位系统（gps）测 量规范jtj/c 066-98 第6讲：gps静态测量 黄河水利职业技术学院测绘工程系 5 2 踏勘选点 由于gps测量中不要求测站之间相 互通视，网的图形结构也比较灵活，所 以选点的野外工作比较简便。 在选点工作开始之前，必须搜集测区 的有关资料，例如已有的小比例尺地 形图（1：1万1：10万）、行政区划图 和已有的测绘成果资料。要充分了解和研 究测区情况，特别是交通、通讯、供

3、电、 气象及原有控制点等情况。 第6讲：gps静态测量 黄河水利职业技术学院测绘工程系 6 2.1 gps选点要求 （1）点位应选设在易于安置接收设备和便于操作的地方，视野应开阔。 被测卫星的地平高度角一般应大于1015，以减弱对流层折射影 响。 （2）点位应远离大功率无线电发射源（如电视台、微波站等，其距离 不得小于200m；并应远离高压输电线，其距离不得小于50m）， 以避免周围磁场对gps卫星信号的干扰。 （3）点位附近不应有强烈干扰接收卫星信号的物体（接打手机、对讲 机最好在10m以外），并尽量避免大面积水域，以减弱多路径误差 的影响。 （4）点位应选在交通方便的地方，以便用其他测量手

4、段联测或扩展。 （5）地面基础稳定，利于点位保存。 （6）应充分利用符合要求的旧有控制点。 第6讲：gps静态测量 黄河水利职业技术学院测绘工程系 7 n选点人员在实地选定的点位上，打一木桩 或以其它方式加以标定，同时树立测旗， 以便埋石及观测人员能迅速找到点位，开 展后续工作。选点人员还应按技术设计的 要求，最后确认该点是否进行水准联测， 并应实地踏勘水准路线，提出有关建议。 n点周围有高于10的障碍物时；应用平板 仪和罗盘仪绘制点的环视图。测区选点完 成后，还应绘制gps网选点图。 2.2 选点作业 第6讲：gps静态测量 黄河水利职业技术学院测绘工程系 8 2.3 gps点标志和标石埋设

5、 n中心标石是地面gps点的永久性标志，为 了长期使用gps测量成果，点的标石必须 稳定、坚固以利长期保存和利用。 n各等级gps点的标石用混凝土灌制。一般 普通标石分上标石和下标石两层，其上均 设有金属的中心标志。 n埋设标石时，须使各层标志中心在同一铅 垂线上，其偏差不得大于2mm。新埋标 石时，应依法办理征地手续和测量标志委 托保管书。 第6讲：gps静态测量 黄河水利职业技术学院测绘工程系 9 3 布设gps控制网 gps定位网设计及外 业测量的主要技术依据是 测量任务书和测量规范。 测量任务书是测量施工单 位上级主管部门下达的技 术文件；而测量规范则是 国家测绘管理部门制定的 技术法

6、规。 第6讲：gps静态测量 黄河水利职业技术学院测绘工程系 10 3.1 gps网的精度分级 ngps网的精度设计 精度指标通常是以相邻点间弦长的标准差来表示， 即用gps边长的固定误差a和比例误差b表示 在具体布设中，可以分级布设，也可以越级布设， 或布设同级全面网。 262 (10)ab d 第6讲：gps静态测量 黄河水利职业技术学院测绘工程系 11 3.2 gps点的密度 规范和规程对gps网中两相临点间距离视 其需要作出了规定：相邻点间最小距离应为平均距离 的1/21/3；最大距离应为平均距离的23倍。 第6讲：gps静态测量 黄河水利职业技术学院测绘工程系 12 3.3 技术设计

7、中应考虑的因素 （1）测站因素 n同测站布设有关的技术因素有：网点的密度；网的图形结构；时段 分配、重复设站和重合点的布置等。 （2）卫星因素 n同观测对象卫星有关的一些因素有：卫星高度角与观测卫星的数目； 图形强度因子；卫星信号质量。大部分接收机具有解码并记录来自 卫星的广播星历表的能力。 （3）仪器因素 n同仪器有关的一些因素有：接收机，用于相对定位至少应有两台； 天线质量；记录设备。 （4）后勤因素 n后勤保障方面的因素有：使用的接收机台数、来源和使用时间；各 观测时段的机组调度；交通工具和通讯设备的配置等。 第6讲：gps静态测量 黄河水利职业技术学院测绘工程系 13 3.4 gps网

8、的布网原则 （1）gps网应根据测区实际需要和交通状况，作业时的卫星状况，预 期达到的精度，成果的可靠性以及工作效率，按照优化设计原则进 行。 （2）gps网一般应通过独立观测边构成闭合图形，例如一个或若干个 独立观测环，或者附合路线形式，以增加检核条件，提高网的可靠 性。 （3）gps网的点与点之间不要求通视，但应考虑常规测量方法加密时 的应用，每点应有一个以上通视方向。 （4）在可能条件下，新布设的gps网应与附近已有的gps点进行联测； 新布设的gps网点应尽量与地面原有控制网点相联接，联接处的重 合点数不应少于三个，且分布均匀，以便可靠地确定gps网与原有 网之间的转换参数。 （5）g

9、ps网点，应利用已有水准点联测高程。c级网每隔36点联测 一个高程点，d和e级网视具体情况确定联测点数。a和b级网的高 程联测分别采用三、四等水准测量的方法；c至e级网可采用等外水 准或与其精度相当的方法进行。 第6讲：gps静态测量 黄河水利职业技术学院测绘工程系 14 3.5 gps网的联测设计 n 联测点应是下列几种点之一：测区内现有的最 高等级的常规地面控制点；地方坐标系中控制网定 位、定向的起算点；联接国家坐标系和地方坐标系 的联接点；水准点。 n 为了更好地解决gps网与地面网两者成果的转换问 题，应有更多的联测点。分析研究和作业实践表明， 一个gps网应联测35个精度较高、分布合

10、理的地面 点作为gps网的一部分。当测区较大时，还应适当增 加联测点。 第6讲：gps静态测量 黄河水利职业技术学院测绘工程系 15 3.5 gps网的联测设计 n gps网一般是求得测站点的三维坐标，其中高程为 大地高，而实际应用的高程系统为正常高系统。为此， 通常是在gps网中施测或重合少量的几何水准点，用 数值拟合法拟合出测区的似大地水准面，继而内插出 其它gps点的高程异常，再求出其正常高。 n 根据研究，在平原地区布测的gps网中，只要用三 等实测或重合全网五分之一gps点的几何水准，用数 值拟合法求定gps点的正常高，即可代替四等水准测 量。所实测的水准点，大部分应布设在网的周围点

11、上， 少量放在网的中间，以求获得最佳效果。 第6讲：gps静态测量 黄河水利职业技术学院测绘工程系 16 gps网技术设计依据 ngps网技术设计依据gps测量规范（规程）和测量 任务书 fgps网技术设计依据的规范（规程） （1）2009年国家质量技术监督局发布的国家标准全球定位系统 （gps）测量规范，以下简称国标（gb）； （2）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 程，以下简称规程； （3）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，以下简称规范； （4）各部委根据本部门gps工作的实际情况制定的其它gps测量规程 或细则。 第6讲：gp

12、s静态测量 黄河水利职业技术学院测绘工程系 17 gps网技术设计依据 ngps网技术设计依据gps测量规范（规程） 和测量任务书 f测量任务书 测量任务书或测量合同是测量施工单位上级主管部 门或合同甲方下达的技术要求文件。这种技术文件 是指令性的，它规定了测量任务的范围、目的、精 度和密度要求，提交成果资料的项目和时间，完成 任务的经济指标等。 第6讲：gps静态测量 黄河水利职业技术学院测绘工程系 18 3.6 gps网的图形设计【重点及难点】 p在gps网的技术设计时，必须明确gps成果所采用的坐 标系统和起算数据，即明确gps网所采用的基准。 pgps网的基准包括位置基准、方位基准和尺

13、度基准。主 要指确定网的位置基准问题。 p大中城市gps控制网应与附近3个以上的国家控制点联 测。小城市或工程控制可以联测23个点。 第6讲：gps静态测量 黄河水利职业技术学院测绘工程系 19 3.6 gps网的图形设计 p当投入作业的接收机数目在两台或多于两台时，就可以 在同一时段内，几个测站上的接收机同步观测共视卫星， 这种观测过程称为同步观测。 p由同步观测边所构成的几何图形称为同步网。其中，三 台或三台以上接收机同步观测所获得的基线向量构成的闭 合环称为同步观测环，简称同步环。不同的接收机数量决 定了同步网的网形结构。 第6讲：gps静态测量 黄河水利职业技术学院测绘工程系 20 3

14、.6 gps网的图形设计 p在同步观测之后，经过数据处理，同步网中每两个 点之间就会形成一条基线向量。 p所谓基线向量就是利用由两台或两台以上的接收机 所采集的同步观测数据形成的差分观测值通过参数 估计的方法所计算出的两两接收机间的三维坐标差。 p若只考虑基线向量的大小而不考虑方向，基线向量 就简称为基线。若同步网的点数为m，则网中同步 边（基线）总数为 在s条基线中，只有m-1条独立基线，其余基线 均可由独立基线推算而得，属于非独立基线。同一条 基线，其直接解算结果与独立基线推算所得结果之差， 就产生了所谓坐标闭合差条件，用它可评判同步网的 观测质量。 第6讲：gps静态测量 黄河水利职业技

15、术学院测绘工程系 21 3.6 gps网的图形设计 p同步网是gps网的一个单元。 p由多个同步网相互连接构成了完整的gps网，这个网也称异 步网。 p同步网的不同连接方式会出现不同的异步网的网形结构。异 步网中，由非同步观测获得的基线向量构成的闭合环称为异 步观测环，简称异步环。 p在异步网中，同步网之间的连接方式有以下三种： p点连式：同步网之间仅有一点相连接的异步网称为点连式异步网。 p边连式：同步网间由一条基线边相连接的异步网称为边连式异步网。 p混连式：混连式是点连式与边连式的一种混合连接方式。 在上述三种连接方案中，点连式工作量最小， 但无重复基线检核；边连式工作量最大，检核条件亦

16、 最多，结构也最稳定，定位精度较高；混连式比较灵 活，工作量与检核条件比较适中。在选择测设方案时， 应从所具备的接收机数量和精度、工作量大小、卫星 运行状态、测区条件等方面进行权衡。 第6讲：gps静态测量 黄河水利职业技术学院测绘工程系 22 4 星历预报 n星历预报：在gps外业观测之前，利用测站 概略经纬度和现有gps卫星星历所做出的 pdop变化、卫星可见数目、卫星分布、卫 星高度角等预报性信息，以供制定外业观测 计划时参考。 n编制预报表所用概略位置坐标应采用测区中 心位置的经纬度。预报时间应选用作业期的 中间时间。当测区较大时，作业时间较长时， 应按不同时间和地区分段编制预报表，编

17、制 预报表所用概略星历龄期不应超过20天 （d），否则应重新采集一组新的概略星历。 通常可获取历书文件，从而得到卫星星历。 n某一瞬间的卫星位置，是由卫星星历提供的。 卫星星历的数据来源有广播星历和实测星历 两类。 第6讲：gps静态测量 黄河水利职业技术学院测绘工程系 23 广播星历 n广播星历又称预报星历。 n广播星历是是根据美国gps控制中心跟踪站的观测数据 进行外推，通过gps卫星发播的一种预报星历，它是卫 星电文中所携带的主要信息。 n当前从卫星电文中解译出来的星历参数共17个，每小时 更换一次。由这17个星历参数确定的卫星位置精度约为 2040m，有时可达80m。广播星历的误差对相

18、对定位 的影响为110-6。 n距离星历更新时间越长，星历误差越大，致使gps卫星 定位精度可能从10m降到200m，甚至更低。 n启用全球均匀分布的跟踪网进行测轨和预报，此时由星 历参数计算的卫星坐标可能精确到510m。 第6讲：gps静态测量 黄河水利职业技术学院测绘工程系 24 实测星历 n实测星历又称精密星历。 n实测星历是根据实测资料进行拟合处理而直接得出的星 历。它需要在一些已知精确位置的点上跟踪卫星来计算 观测瞬间的卫星真实位置，从而获得精密星历。 n实测星历要在观测后12个星期才能得到（可向美国国 家大地测量局（ngs）购买），这对导航和动态定位无 任何意义，但是在静态精密定位

19、中具有重要作用。 ngps卫星是高轨卫星，区域性的跟踪网也能获得很高的 定轨精度。所以许多国家和组织都在建立自己的gps卫 星跟踪网开展独立定轨工作。 第6讲：gps静态测量 黄河水利职业技术学院测绘工程系 25 4.1 历书文件的获取方法 p历书文件可从美国的网站下载，将其存储为 “*.alm”格式（文件名中的*代表文件名，可根 据需要命名），每7天更新一次。 /gps/almanacs. htm p通常借助gps数据处理软件进行星历预报。这里 以trimble接收机的商用处理软件tgo为例。 第6讲：gps静态测量 黄河水利职业技术学院测绘

20、工程系 26 4.2 利用tgo处理软件进行星历预报 典型安装tgo后，星历预报模块也自动安 装。执行下拉菜单“功能/planning”命令， 弹出planning程序界面 （1）测站编辑 单击按钮，打开测站编辑器对话框。在测 站名列表区输入新站名并输入位置参数，单击 确定。位置信息会根据列表自动更新。再设置 其它planning参数 (例如, 障碍, 高度截止 角，时间区间等)。单击“应用”添加新测站至 内部列表。 第6讲：gps静态测量 黄河水利职业技术学院测绘工程系 27 4.2 利用tgo处理软件进行星历预报 （2）导入历书文件 将下载的历书文件加载至软件中。 第6讲：gps静态测量

21、黄河水利职业技术学院测绘工程系 28 4.2 利用tgo处理软件进行星历预报 （3）查看预报结果 查看pdop变化图，天空图，卫星数三项 预报结果，并将其复制到word文档中，作为 星历预报的成果输出。 第6讲：gps静态测量 黄河水利职业技术学院测绘工程系 29 5 制定外业观测计划【重点】 根据卫星可见性预报表、参加作业的接 收机台数、点位交通情况、gps网形设计等 因素，进行观测纲要设计，其内容包括： a确定测量模式。 b选定最佳观测时段。 c确定同步观测时段长度及起止时分。 d编制观测计划表，填写并下达作业调度命 令。 e根据实际作业的进展情况，及时调整观测 计划和调度命令。 第6讲：

22、gps静态测量 黄河水利职业技术学院测绘工程系 30 5 制定外业观测计划【重点】 5.1 确定测量模式 测量模式的确定主要包括定位方式的确定和控制网网形的 确定。如某计划采用静态差分定位，投入3台接收机作业， 同步网之间以边连式连接。 5.2 选定最佳观测时段 gps卫星的观测，是待gps卫星升离地平线一定的角度才 开始的，这个角度就是卫星高度截止角。高度角愈小，愈 有利于减小三维位置图形强度因子（pdop），从而延长 最佳观测时间；但是卫星高度角愈小，对流层影响愈显著， 测量误差随之增大。在精密定位测量时，卫星高度截止角 宜选定在15左右。 第6讲：gps静态测量 黄河水利职业技术学院测绘

23、工程系 31 5 制定外业观测计划【重点】 5.3 确定同步观测时段长度及起止时分 确定同步观测时段长度及起止时分可在技术规范的基 础上参考星历预报结果进行。 在时段中观测时间符合表中第七项规定的卫星，为有 效观测卫星； 计算有效观测卫星总数时，应将各时段的有效观测卫 星数扣除其间的重复卫星数； 观测时段长度，应为开始记录数据到结束记录的时间 段； 观测时段数1.6，指每站观测一时段，至少60%测 站再观测一时段。 第6讲：gps静态测量 黄河水利职业技术学院测绘工程系 32 5.4 编制观测调度表 n作业小组应在观测前根据测区地形、交通状况、 控制网的大小、精度的高低、仪器的数量、gps 网

24、的设计、星历预报表和测区的天气、地理环境 等编制作业调度表，以提高工作效益。 第6讲：gps静态测量 黄河水利职业技术学院测绘工程系 33 编排作业调度表 案例分析 第6讲：gps静态测量 黄河水利职业技术学院测绘工程系 34 案例分析 根据图1.1.11所示的gps控制网图形， 用3台双频gps接收机作业，相临点之间的距 离约1km，仪器迁移时间约2030分钟，已 知接收机的使用序号和天线编号，请回答下列 问题。 该以什么方式连接？ 根据下图pdop值选择最佳的观测时段。 根据控制网的图形的观测顺序和观测时间填写gps观测调度 表。 第6讲：gps静态测量 黄河水利职业技术学院测绘工程系 3

25、5 6 编写技术设计书 第6讲：gps静态测量 黄河水利职业技术学院测绘工程系 36 注意事项 n不影响gps网质量的因素 网的形状对gps网的质量没有直接影响 第6讲：gps静态测量 黄河水利职业技术学院测绘工程系 37 注意事项 n网的结构设计 为覆盖面积大或延伸距离远的网布设高等级的 框（骨）架网。 第6讲：gps静态测量 黄河水利职业技术学院测绘工程系 38 注意事项 n网的结构设计 最简异步环的边数不宜过多。 第6讲：gps静态测量 黄河水利职业技术学院测绘工程系 39 注意事项 n网的结构设计 短边应进行同步观测。 第6讲：gps静态测量 黄河水利职业技术学院测绘工程系 40 注意

26、事项 n网的结构设计 根据技术规范中要求的重复设站次数，计算最 少观测时段数。 smin最少观测时段数 r重复设站次数 n网的点数，m投入作业的接收机台数。 )int( min m nr s 第6讲：gps静态测量 黄河水利职业技术学院测绘工程系 41 n某测区欲选择8个gps控制点，点间距最长为 300m，最短为200m，联测2个已知点。投入4台 接收机进静态差分定位，试完成下列任务，将结 果填入附录3的工作任务单1和2中。 布设二级控制网，实地选点，并绘制gps点之 记。 绘制gps网略图。 编写gps外业调度表。 任务训练 第6讲：gps静态测量 黄河水利职业技术学院测绘工程系 42 预

27、习提示 （1）新购置的gps接收机或经过维修后的接收机应 进行哪些检验？ （2）如何进行一测站gps外业观测？ （3）在外业观测过程中，作业人员应遵守哪些要求？ （4）测量手簿记录有哪些要求？ （5）什么是rinex格式？ （6）数据存储与管理的要求有哪些？ 第6讲：gps静态测量 黄河水利职业技术学院测绘工程系 43 任务2 静态gps外业观测 pgps外业观测是利用接收机接收来 自gps卫星的无线电信号，它是外 业阶段的核心工作，包括准备工 作、天线设置、接收机操作、气 象数据观测、测站记簿等项内容。 1.1 接收机检验【难点】 ngps接收机是完成测量定位的关键 设备，可根据需要按规范和

28、 表规程选用。 第6讲：gps静态测量 黄河水利职业技术学院测绘工程系 44 最佳gps接收机具备的条件 （1）可靠性高。 接收机本身产生的周跳、半周跳和1/4周跳极少。 （2）耐用性强。 耐用性强表现在平均无故障工作时间上。平均无故障 时间（mtbf，mean time been without failure） 表征 gps信号接收机的耐用性。美国军用标准定为 mtbf13 000h。而现行 gps信号接收机的平均无 故障时间为 500060000h。 （3）测量精度高。 gps信号接收机的c/a码测距精度最高达土20 cm， 最低仅为几米。单频机出厂精度达5mm+210-6d， 双频机达

29、到5mm+110-6d。 第6讲：gps静态测量 黄河水利职业技术学院测绘工程系 45 最佳gps接收机具备的条件 （4）具有同时跟踪测量4颗以上gps卫星的能力。 一台gps信号接收机，能否同时跟踪和测量多颗gps 卫星，取决于它具有的波道数；其最少不能够低于8个 波道，最佳者为24个波道，甚至48个波道（对于双星 集成接收机而言）。卫星跟踪性能良好不易失真，最 好还具有waa信号和无线电信标的接收波道。 （5）作业适应性强。 一台较理想的gps信号接收机，既能作静态定位，又 能作快速静态和动态测量，亦即，既能在高低动态环 境条件下作七维状态参数测量，又具有极微弱信号的 探测能力和抗客体干扰

30、能力。例如，能够在森林或街 区正常作业，又能担任dgps和gis任务。 第6讲：gps静态测量 黄河水利职业技术学院测绘工程系 46 最佳gps接收机具备的条件 （6）具有双频甚至三频的接收能力。 单频接收机的制作成本和售价虽较低，但它们不适宜 用于过长距离和厘米级精度的dgps测量。一台理想 的gps信号接收机，应具有双频甚至三频（对于gps iif卫星而言）的接收能力。在海、陆、空应用时，都 能跟踪全部可见卫星。 （7）较低的c/a码测距噪声（10cm ）和载波 相位噪声（1mm）。 （8）具有削弱多路径误差的功能。 （9）较高的原始数据率。 原始数据率最好是20次/s，在高动态条件下应用

31、。 第6讲：gps静态测量 黄河水利职业技术学院测绘工程系 47 最佳gps接收机具备的条件 （10）较大的存储器。 测地型gps信号接收机，其内存容量一般为0.5 80mbit，它们的存储时间的长短，既取决于gps定 位数据的更新率，又取决于被测gps卫星的多少。 （11）数据处理软件功能强。 gps信号接收机的内置软件，既能解算用户的位置、 速度和时间，又能作数据编辑、数据压缩、数据管理、 周跳探测及其注记、仪器自诊断及其控制。 （12）体积小、功耗低。 最好在gps信号接收机内部安设有锂电池，可供gps 信号接收机在野外作业10h以上。 第6讲：gps静态测量 黄河水利职业技术学院测绘工

32、程系 48 最佳gps接收机具备的条件 （13）工作温度在4065c之间，以便在炎热和酷寒 地区均能工作。 n目前的民用gps设备包括测量型和导航型。其中测量型产 品的精度可达到米级甚至毫米级，但至少需要两台（套） 才能达到设计精度要求，而且其内部结构复杂，单机成本 一般在几万到几十万，适合专业高精度测量环境使用。 n导航型产品，由于其使用者对精度要求不高，一般为几十 米，因此机器内部硬件相对简单，只须一台就可以完成导 航工作，加之其价格相对较低，因而更有普及和推广价值。 第6讲：gps静态测量 黄河水利职业技术学院测绘工程系 49 1.1.1 测地型接收机的类型选择 （1）单频接收机的选择

33、单频接收机只能接收经调制的l1 信号。它虽然可以利 用导航电文提供的参数，对观测量进行电离层影响的 改正，但由于改正模型的不完善，误差较大，所以单 频接收机主要用于基线较短（例如10km ）的精密定 位工作。 单频接收机的优点是工艺成熟，所用的电子元件较少， 对微处理器的要求较低，不需要昂贵的互相关器，不 受p 码保密的限制，产量大，价格比双频接收机便宜的 多，只有双频接收机售价的40%左右。 目前单频接收机已经历经三代。即使基线在30 300km范围内，精度也能达到7cm+210-6d。 trimble 4600ls单频接收机 ashtech locus单频接收机 第6讲：gps静态测量 黄

34、河水利职业技术学院测绘工程系 50 1.1.1 测地型接收机的类型选择 （2）双频接收机的选择 双频接收机可以同时接收l1和 l2信号，利用双频技术 可以消除或减弱电离层折射对观测量的影响，所以定 位精度较高，基线长度不受限制。其次，解算整周未 知数的时间较短，约为单频机的一半，所以作业效率 较高。 （3）信号通道类型的选择 接收机的通道类型有三种：多通道接收机；序贯通道 接收机、多路复用通道接收机。 多通道接收机：观测比较可靠，并且具有良好的信噪比。 序贯通道接收机：结构简单，但难于保持载波信号的跟踪。 多路复用通道接收机：连续地跟踪载波信号，但信噪比低。 trimble 5700双频接收机

35、 ashtech z-x双频接收机 第6讲：gps静态测量 黄河水利职业技术学院测绘工程系 51 1.1.1 测地型接收机的类型选择 （4）码相关型和码相位型的选择 根据接收机信号通道的工作原理，接收机可以分为： 码相关型接收机、平方型接收机和混合型接收机。 码相关型接收机：既可进行伪距测量，又可进行载波相位测 量，并能获得导航电文。但由于p码的保密而无法获得l2载波 的相位观测值。 平方型接收机：无需掌握测距码（c/a码、p码）的结构便能 获得l1 、l2载波信号，卫星信号经平方后，完全消掉了其中 的测距码和数据码，无法获得卫星的导航电文和时间信息，必 须通过其他方法获取卫星星历和时间信息。

36、 混合型接收机：综合利用相关技术和平方技术的优点，可以 同时获得码相位和载波相位观测量，可以提供多种导航和定位 信息，目前在测量工作中多属这种类型的接收机。 第6讲：gps静态测量 黄河水利职业技术学院测绘工程系 52 1.1.2 导航型接收机的类型选择 n导航型接收机此类型接收机主要用于运动载体的 导航，它可以实时给出载体的位置和速度。 n导航型接收机一般采用c/a码伪距测量，单点实 时定位精度较低，一般为25mm，有sa影响 时为100mm。 n导航型接收机价格便宜，应用广泛。 n根据应用领域的不同，导航型接收机还可进一步 分为： 车载型用于车辆导航定位； 航海型用于船舶导航定位； 航空型

37、用于飞机导航定位； 星载型用于卫星的导航定位。 第6讲：gps静态测量 黄河水利职业技术学院测绘工程系 53 1.1.3 接收机检验步骤 n检验项目包括：一般检视、通电检验、实测检验。 （1）一般检视 接收机及天线型号应正确，外观是否良好；各种部件及其附件是否齐 全、完好；紧固部件不得松动和脱落；设备的使用手册应齐全。 （2）通电检验 正确联接电缆，然后通电检验有关信号灯、按键、显示系统以及仪表、 测试系统是否正常。最后按操作步骤进行卫星捕获与跟踪，检验其工 作情况。 （3）实测检验 应在不同长度的标准基线上或专设的gps测量检验场上进行。对广大 用户而言，可采用较为简单的超短基线（准确测得它

38、的实际长度）， 作为检测的标准值。 除上述三项检验以外，天线底座的圆水准器和除上述三项检验以外，天线底座的圆水准器和 光学对点器，也都要在出测前进行检验和校正。作光学对点器，也都要在出测前进行检验和校正。作 业中所用的测量作业仪表，如通风干湿表、空盒气业中所用的测量作业仪表，如通风干湿表、空盒气 压表、温度计，也应定期送气象部门检验，以保证压表、温度计，也应定期送气象部门检验，以保证 正常工作。正常工作。 第6讲：gps静态测量 黄河水利职业技术学院测绘工程系 54 1.2 静态外业观测 1.2.1 天线安置 天线要尽量利用脚架安置， 直接在点上对中。 当控制点上建有寻常标时， 应在安置天线之

39、前先放倒觇 标或采取其它措施。 天线的定向标志线应指向正 北。 天线底盘上的圆水准气泡必 须居中。 目前gps接收机大多为一体机，即接收单元与天线 单元合为一体，以便携带。例如天宝trimble- 4800、 华测x-90。故若进行天线安置，实际上就是将这类接 收机连同基座固定在三脚架上，使基座对中整平。一 般情况下对中误差2mm。按要求将电池与gps接 收机连接。 第6讲：gps静态测量 黄河水利职业技术学院测绘工程系 55 1.2.2 量取天线高 n天线高是指观测时接收机天线相位中心至测站中 心标志面的高度。 n天线安置后，应在每时段观测的前、后各量取天 线高一次。 对备有专门测高标尺的接

40、收设备，将标尺插入天线的 专用孔中，下端垂准中心标志，直接读出天线高。 对其它接收设备，可采用倾斜测量方法。从脚架互成 120的三个空挡测量天线底盘下表面至中心标志面的 距离，互差小于3mm时，取平均值l。 若天线底盘半径为r，再利用厂方提供的平均相位中心 至底盘下表面的高度hc，按下式求出天线高。 22 c hlrh 在实际作业中，若接收机和数据处理软件的来源在实际作业中，若接收机和数据处理软件的来源 相同，则不必进行手工计算，而量取至某一特定部位，相同，则不必进行手工计算，而量取至某一特定部位， 例如对于华测例如对于华测x-90接收机，可量至接收机中间的蓝色接收机，可量至接收机中间的蓝色

41、标志线上。在数据处理时可直接将该量取值输入华测标志线上。在数据处理时可直接将该量取值输入华测 处理软件中，软件将根据计算公式自动修正至天线高处理软件中，软件将根据计算公式自动修正至天线高 的值。但如若处理软件与接收机型号不同，则应视实的值。但如若处理软件与接收机型号不同，则应视实 际情况来处理。际情况来处理。 第6讲：gps静态测量 黄河水利职业技术学院测绘工程系 56 1.2.3 观测作业 p在外业观测过程中，作业人员应遵守如下要求： a观测组必须严格遵守调度命令，按规定时间同步观测同一组卫星。 当没按计划到达点位时，应及时通知其它各组，并经观测计划编制者 同意对时段作必要调整，观测组不得擅

42、自更改观测计划。 b一个时段观测过程中严禁进行以下操作：关闭接收机重新启动；进 行自测试（发现故障除外）；改变接收设备预置参数等；改变天线位 置；按关闭和删除文件功能等。 c观测期间作业员不得擅自离开测站，并应防止仪器受震动和被移动， 要防止人员或其它物体靠近、碰动天线或阻挡信号。 d在作业过程中，不应在天线附近使用无线电通讯。当必须使用时， 无线电通讯工具应距天线10m以上。雷雨过境时应关机停测，并卸下 天线以防雷击。 第6讲：gps静态测量 黄河水利职业技术学院测绘工程系 57 1.3 外业观测记录【重点】 v在外业观测过程中，所有信息资料和观测数据都 要妥善记录。 v记录的形式主要有以下

43、两种： （1）观测记录 v观测记录由接收设备自动完成，均记录在存储介质（如 磁带、磁卡等）上。 v记录项目主要有：载波相位观测值及其相应的gps时间； gps卫星星历参数；测站和接收机初始信息（测站名、 测站号、时段号、近似坐标及高程、天线及接收机编号、 天线高）。 gps时间系统简称为时间系统简称为gps时，是以原子频率标准时，是以原子频率标准 为基础，由主控站按照美国海军天文台（为基础，由主控站按照美国海军天文台（usno）的）的 协调时协调时utc进行调整。在进行调整。在1980年年1月月6日零时，使两日零时，使两 个时系对齐。个时系对齐。 gps时与协调时时与协调时utc相似，都属于原

44、子时，而为相似，都属于原子时，而为 了保持导航的连续性，了保持导航的连续性，gps时不能跳秒，若有必要，时不能跳秒，若有必要， 可由主控站对卫星钟的运行状态进行调整，即对卫星可由主控站对卫星钟的运行状态进行调整，即对卫星 钟的速度进行调整，使钟的速度进行调整，使gps时与世界时保持一致。时与世界时保持一致。 第6讲：gps静态测量 黄河水利职业技术学院测绘工程系 58 1.3 外业观测记录【重点】 v在外业观测过程中，所有信息资料和观测数 据都要妥善记录。 v记录的形式主要有以下两种： （2）测量手簿 v测量手簿是在接收机启动前与作业过程中，由测量员随 时填写的。 v其中图幅编号，可填写1：5

45、0000地形图图幅编号；近 似经纬度填至1，近似高程填至100m。 v整个观测过程出现的重要问题及其处理情况，亦应如实 地填写在记事栏内。 第6讲：gps静态测量 黄河水利职业技术学院测绘工程系 59 1.3 外业观测记录【重点】 n测量手簿记录要求如下： a测站名的记录，测站名应符合实际点位。 b时段号的记录，时段号应符合实际观测情况。 c接收机号的记录，应如实反映所用接收机的型号。 d起止时间的记录，起止时间宜采用协调世界时（utc），填写 至时、分。当采用北京标准时（bst）时，应与utc进行换算。 e天线高的记录，观测前后量取天线高的互差应在限差之内，取 平均值作为最后结果，精确至0.

46、001m。 f预测gps数据文件格式，根据观测当天的日期、接收机号和时 段号写出的数据文件应与数据传输出来的格式一致。 g测量手簿必须使用铅笔在现场按作业顺序完成记录，字迹要清 楚、整齐美观，不得连环涂改、转抄。如有读、记错误，可整 齐划掉，将正确数据写在上面并注名原因。 h严禁事后补记或追记，并按网装订成册，交内业验收。 第6讲：gps静态测量 黄河水利职业技术学院测绘工程系 60 1.4 静态数据传输 n数据传输主要有以下步骤： （1）在计算机上安装数据下载软件; （2）用数据线连接接收机至计算机主 机; （3）打开下载软件，配置通讯参数; （4）连接成功后，对照外业观测手簿 添加测站信息

47、; （5）设置下载路径及数据格式; （6）导出数据。 第6讲：gps静态测量 黄河水利职业技术学院测绘工程系 61 1.4 静态数据传输【案例分析】 n华测x-90gps接收机数据下载软件为hcloader （1）接收机与电脑连接，用数据线连接gps主机 （开机状态）和电脑。 用数据传输线正确 连接gps接收机和计算 机，数据线不应有扭 曲，接口应直插直拔， 不应有扭转。 第6讲：gps静态测量 黄河水利职业技术学院测绘工程系 62 1.4 静态数据传输【案例分析】 （2）打开数据传输软件，选择下载路径 f“开始程序华测软件数据下载” f点击桌面上的图标 （3）数据下载界面，先选择好左端的文件

48、下载路径。 第6讲：gps静态测量 黄河水利职业技术学院测绘工程系 63 1.4 静态数据传输【案例分析】 （4）接收机设置 选择“工具接收机设置”查看接收机的相关信息（灰色 为不可更改部分）。 每次观测相同时间所采集的数据所占内存空间是不同的， 与接收到的卫星个数和采样间隔有关，一般来说按默认设 置，接收8颗卫星是可以连续工作300多个小时。 如果内存已满是不记录数据的（现象是主机开机后数据记 录灯和卫星灯一秒闪烁一次），可以通过“工具内存维 护”，格式化内存或删除文件的方式来清空内存。 第6讲：gps静态测量 黄河水利职业技术学院测绘工程系 64 接收机设置 采样间隔：可根据实际情况修改（

49、根据作业要求、方式的不同可做一 定量的修改），一般修改范围为160秒，默认值为5秒。 高度截止角：根据作业地区、作业时间的不同可做一定量的修改，但 不要太大，默认值为10度，该项只对做静态时起作用。 原始数据输出：一般为“正常模式”，否则不能记录静态数据，“原 始数据输出”模式是为了外接pda而设计的。 基准站自启动：是针对rtk来设计的，基准站主机只要连接好后直接 开机就可以正常工作，不需要手簿对基准站设置。 自启动数据发送端口：选项有port1、port2、gprs/cdma、 port2+gprs/cdma，默认为port1。 自启动数据传送格式：cmr、cmr+、rtcm2、rtcm3

50、、rtca，默 认为cmr。 第6讲：gps静态测量 黄河水利职业技术学院测绘工程系 65 1.4 静态数据传输【案例分析】 （5）设置文件格式 一般情况下，不同型号的接收机输出的数据文件在记录类 型、记录长度和存取方式方面采用不同的记录格式。因华 测x-90的数据格式可与天宝系列接收机的数据格式兼容， 故可根据需要选择不同的数据格式。 通过“工具选项”进行数据格式设置。 *.dat格式 若采用天宝数据处理tgo时，下载的数据格式选为*.dat 格式。 *.hcn格式 若采用华测数据处理软件compass solution时，选用 gps compass格式*.hcn。 第6讲：gps静态测量 黄河水利职业技术学院测绘工程系 66 1.4 静态数据传输【案例分析】 n华测接收机格式： 点名_天数+时段.hcn 天宝接收机格式： 识别码_天数+时段.dat 第6讲：gps静态测量 黄河水利职业技术学院测绘工程系 67 1.4 静态数据传输【案例分析】 （5）设置文件格式 rinex格式 通常情况下，需要将数据格式转换成rinex格式，即国际 通用的与接收机无关的gps数据标准交换格式。 rinex格式的数据文件的完整的文件名由用于表示文件归 属的8位字符长度的主文件名和用于表示文件类型的3位字 符长度的扩展名两部分组成