GPS测量的设计与实施

1、测绘工程系 田倩 GPS测量的设计与实施 第八章 GPS测量的设计与实施 技术设计技术设计 外业数据采集外业数据采集 数据处理数据处理 技术总结技术总结 依据 GPS测量规范（规程） 测量任务书 内容 网形 精度、密度 基准 1 GPS测量的技术设计 1.1 精度和密度设计 级级 别别 主要用途主要用途 水平分量水平分量 mmmm 垂直分量垂直分量 mmmm 平均距离平均距离 kmkm B 区域性的地球动力学研究和 地壳形变测量；局部形变监 测和各种精密工程测量 51050 C 区域、城市及工程测量基本 控制网 102020 D 四等大地控制网 20405 E 中、小城市及测图、物探， 建筑施

2、工等控制测量 20403 1.2 基准设计 GPS网的基准 位置基准：由给定的起算点确定 方位基准：由给定边的起算起算方 位角确定 尺度基准：测距仪测定的基线边、 GPS基线边或两个起算点 间的距离确定 与常规的平面控制网相同， 给控制网提供约束条件： 一个网中必须有（一个以 上）坐标已知的点，有了坐标 已知点，也就确定了坐标系统； 1.2 基准设计 1.2 网形设计 观测时段：测站上开始接收卫星信号到观测停止， 连续工作的时间段。 同步观测：两台或两台以上接收机同时对同一组卫 星进行的观测。 同步观测环：三台或三台以上接收机同步观测获得 的基线向量所构成的闭合环。 异步观测环：由独立观测所获

3、得的基线向量所构成 的闭合环。 异步观测环：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 该多边形环路叫异步观测环。 独立基线：对于N台GPS接收机构成的同步观测 环，有J条同步观测基线，其中独立基 线数为 N-1。 非独立基线：除独立基线外的其他基线，总基线数 与独立基线数之差即为非独立基线数。 1.2 网形设计 观测时段数： NmnC/ C为观测时段数，n为网点数，m为每点设 站次数，N为接收机数。 总基线数： 2/ ) 1(NNCJ 总 必要基线数： 1 nJ 必 独立基线数： ) 1(NCJ 独 1.2 网形设计 （多余）重复基线数： 必独多 JJJ- 例：n=4，

4、m=3，N=343/34/NmnC 122/ ) 13(34 总 J 314 必 J 8) 13(4 独 J 538 多 J 1.3 网形设计 N = 3 N = 4 N = 5 N台接收机同步观测所构成的同步图形 1.3 网形设计 由多个同步网相互连接的GPS网，称作异步网。 同步网之间的连接方式有以下几种。 1点连式；2边连式；3混连式；4.网连式 在上述三种连接方案中： 第1种工作量最小，但无重复基线检核； 第2种工作量最大，检核条件亦最多； 第3种比较灵活，工作量与检核条件比较适中。 第4种可靠性最高，但是费工费时 1.3 网形设计 12 3 4 5 6 7 8 9 10 点连式异步网

5、点连式异步网: : 同步网之间仅有一点相连接同步网之间仅有一点相连接 1.3 网形设计 边连式异步网边连式异步网: : 同步网之间由一条基线边相连接同步网之间由一条基线边相连接 1.3 网形设计 混连式异步网混连式异步网: : 点连式与边连式的混合连接方式。点连式与边连式的混合连接方式。 1.3 网形设计 网连式异步网网连式异步网：相邻图形之间有两个以上的公共点 相连接，这种方法需4台以上的接收机。几何强度和 可靠性指标相当高，但花费的经费和时间较多。一 般仅用于高精度的大地控制测量、精密工程测量。 网连式 1.3 网形设计 思考与习题：思考与习题：下列图形有多少同步环、异步环、重复基 线、平

6、均重复设站数？ 1. 两台接收机同步 观测了5个时段。 2. 三台接收机同步 观测了5个时段。 3. 四台接收机同步 观测了3个时段。 1.3 网形设计 选择什么样的网形，取决于工程所要求的精 度、野外条件及GPS接收机台数等因素。 实际布网设计原则：实际布网设计原则： l 建网时并不要求通视，但为了方便以后工作，每点应 有一个以上的通视方向。 l 对于符合GPS网要求的旧点，应充分利用。 l GPS网必须由同步独立观测环构成闭合环或附合路线。 任务来源及工作量 测区概况 布网方案 选点埋石 观测 数据处理 完成任务的措施 1 GPS测量的技术设计 2 GPS测量的外业施测 l GPS点的选埋

7、 l 观测 l 数据传输 2.1 选点 为保证精度，选点要求： l 点位应安置在视野开阔，易安置仪器的地方 l 点位目标明显，视场周围15以上没有障碍物的 地方 l 点位应远离大功率无线电；远离高压电线 l 避开大面积水域 l 应选在交通便利、有利于其它方法扩展和联测 l 地面基础稳定易于点的保存； 2.2 调度 编排作业调度表 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。 3 1 2 4 5 6 2.2 调度 2.3 观测 2.3 观测 一时段观测过程中不允许进行以下操

8、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； 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。 2.3 观测 1、数据预处理 对原始数据进行编辑、加 工整理、分流并产 生各种专用信息文件，为进一步的平差计算作准 备。 2、基线解算 对于两台及以上接收机同步观测值进行独立基 线向量（坐标差）的平差计算。 3、外业成果检验 4、网平差与坐标转换 3 GPS测量数据处理 4 技术总结 测区情况、自然条件、气候特点、交通与通讯、供 电情况； 任务来源、实测目的、精度要求； 实测单位、观测时间、技术依据、设备状况； 观测情况及所发生的问题； 数据处理及所有软件； 各种附表和