GPS静态控制测量精讲

1、GPS静态控制测量 GPS的发展由来的发展由来 1957年10月世界上第一颗人造卫星发射成功 ?19581964年美国研究建立完成为舰艇导航服务的卫星系统,既“子午卫星系统” ?19731994年美国研究建立完成GPS（Global Positioning System）即全球定位系统 ?GPS的组成的组成 空间星座部分 ?地面监控部分 ?用户设备部分 ?空间星座部分空间星座部分 由24颗GPS卫星组成，其中21颗为可用于导航的卫星，3颗为活动的备用卫星。每颗GPS工作卫星都发出用于导航定位的信号。GPS用户正是利用这些信号来进行工作的。 地面监控部分地面监控部分 一个主控站 位于美国克罗拉多

2、的法尔孔空军基地，它的作用是根据各监控站对GPS的观测数据，计算出卫星的星历和卫星钟的改正参数等，并将这些数据通过注入站注入到卫星中去；同时，它还对卫星进行控制，向卫星发布指令，当工作卫星出现故障时，调度备用卫星，替代失效的工作卫星工作；另外，主控站也具有监控站的功能。 ?五个监控站 除了主控站外，其它位于夏威夷、阿松森群岛、迭哥伽西亚、卡瓦加兰，监控站的作用是接收卫星信号，监测卫星的工作状态； ?三个注入站 位于阿松森群岛、迭哥伽西亚、卡瓦加兰，注入站的作用是将主控站计算出的卫星星历和卫星钟的改正数等注入到卫星中去。 ?地面监控部分地面监控部分 ?GPS接收机 ?数据处理软件 ?相应的用户设

3、备 ?接收GPS卫星所发出的信号，利用这些信号进行导航定位等工作。 GPS定位原理定位原理 简单的说，GPS定位原理是空间距离后方交会 GPS定位的误差源定位的误差源 与GPS卫星有关的因素 ?电离层延迟 ?对流层延迟 ?与传播途径有关的因素 ?多路径效应 ?接收机钟差 ?与接收机有关的因素 ?接收机天线相位中心偏差 ?接收机软件和硬件造成的误差 ?GPS控制部分人为的影响 ?其它因素 ?数据处理软件的影响 ?卫星星历误差 ?卫星钟差 ?卫星信号发射天线相位中心偏差 GPS定位方法定位方法 根据定位所采用的观测值 ?绝对定位 ?根据定位的模式 ?相对定位 ?实时定位 ?根据获取定位结果的时间

4、?非实时定位 ?动态定位 ?根据定位时接收机的运动状态 ?静态定位 ?伪距定位 ?载波相位定位 GPS控制测量优点控制测量优点 定位精度高定位精度高 ?观测时间短观测时间短 ?测站间无须通视测站间无须通视 ?可提供三维坐标可提供三维坐标 ?操作简便操作简便 ?全天候作业全天候作业 ?坐标系统坐标系统 坐标系的分类 ?GPS测量中常用的坐标系统 ?坐标系统的转换方法 ?空间直角坐标系 ?空间大地坐标系 ?平面直角坐标系 ?WGS-84坐标系 ?北京-54年坐标系 ?西安-80年坐标系 ?七参数转换法 （布尔沙模型） ?四参数法 技术设计技术设计 ?介绍项目的来源、性质 项目来源 ?介绍测区的地理

5、位置、气候、人文、经济发展状况、交通条?测区概况 件、通讯条件等 ?介绍工程的目的、作用、要求、GPS网等级（精度）、完成时间等 ?工程概况 ?介绍作业所依据的测量规范、工程规范、行业标准等 ?技术依据 ?介绍工程的目的、作用、要求、GPS网等级（精度）、完成?施测方案 时间等 ?介绍测量所采用的仪器、采取的布网方法等 ?作业要求 ?观测质量控制 ?介绍工程的目的、介绍外业观测时的具体操作规程、技术要求等，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用、要 求、GPS网等级（精度）、完成时间等 ?数据处理方案 ?基线解算和网平差处理所采用的软

6、件和处理方法等内容 ?GPS布网等级布网等级 GPS网的精度指标，通常是以网中相邻点之间的距离误差来表示的，其具体形式为： 其中： ：网中相邻点间的距离中误差 (mm)； a ：固定误差 (mm) b ：比例误差(ppm) D ：相邻点间的距离 (km) 对于不同等级的对于不同等级的GPS网，有下列的精度要求：网，有下列的精度要求： (全球定位系统（GPS）测量规范 GB/T 18314-2001)测量分类 A B C D E 1002000 15250 540 215 110 固定误差a(mm) 比例误差b(ppm) 相邻点距离(km) 5 8 10 10 10 0.1 1 5 10 20

7、?A级网一般为区域或国家框架网、区域动力学网； ?B级网为国家大地控制网或地方框架网； ?C级网为地方控制网和工程控制网； ?D级网为工程控制网 ?E级网为测图网。 中中 海海 达达 G P S 创中国创中国GPS第一品牌第一品牌 (全球定位系统城市测量技术规程 CJJ 73-97) 中海达测绘仪器有限公司中海达测绘仪器有限公司 GPS布网形式布网形式 ?点连式 ?作业效率高，图形扩展迅速；图形强度低，如果连接点发生问题，将影响到后面的同步图形 边连式 ?具有较好的图形强度和较高的作业效率 选点原则选点原则 ?15度上空开阔 测站点开阔测站点开阔 ?离无线电发射台 距离200米 ?无电磁波干扰

8、源无电磁波干扰源 ?离高压线距离50米 ?观测站附近不应有大面积的幕墙，或?减弱多路径效应的影响减弱多路径效应的影响 对电磁波反射（或吸收）强烈的物体 ?观测站应选在交通方便的地方观测站应选在交通方便的地方 ?测点易保存测点易保存 ?GPS硬件介绍硬件介绍 一、开、关机一、开、关机 1、开机：按电源键 1秒钟 2、关机：按电源键 3秒钟 GPS工作方式的设置工作方式的设置 目的：有的GPS具有多种功能（静态、基站、移动站），做不同的功能就要 做相应的设置 特性：默认上次设置 操作步骤 1、在开机状态下 2、按F键等卫星灯、接收灯、状态灯同时闪2次后松开 3、再按F键N次，卫星灯、接收灯、状态灯

9、三灯状态不同, 则工作模式不同 卫星灯 接收等 ? ? ? ? ? ? 状态灯 工作模式 ? ? 基站（电台） 基站（GPRS） 移动站（电台） 移动站（GPRS） 静态 注：? 代表灯亮 4、按 键,确认 面版灯指示面版灯指示 电源灯：常亮，则有电 慢闪（1次/秒），则电量不足 常亮过程中闪N次（N次/分钟），则表示电池电量 N=4， 10075 3， 7540 2， 40 卫星灯：常亮，则锁定卫星（一般情况） 慢闪（1次/秒），则没有锁定卫星（一般情况） 常亮过程中闪N次（N次/半分钟），则表示琐定了N颗卫星 GPS工作方式不同，接收灯和状态灯状态不同 静态方式静态方式 接收灯：不亮 状态

10、灯：根据设置的采样间隔闪 基准站方式（电台）基准站方式（电台） 基准站方式（基准站方式（GPRS） 接收灯： 接收灯：闪（设置好基站，频率默认1秒） 交替闪烁 不闪（没设置好基站） 状态灯： 状态灯：常亮（已登陆GPRS），否则没有 移动站方式（电台）移动站方式（电台） 接收灯： 慢闪（1次/秒），则收到基站差分（一般情况） 不闪，则没有收到基站差分 状态灯： 慢闪（41次/ 15秒钟），则收到基站差分的强弱（4 强，其次减弱） 不闪，则没有收到基站差分 移动站方式移动站方式（GPRS） 接收灯：闪（收到差分，频率默认1秒） 不闪（没设置好基站） 状态灯：常亮（已登陆GPRS），否则没有 （方

11、法一：傻瓜式观测） GPS静态野外观测静态野外观测 1、对中整平GPS。 2、测量仪高。 3、开机观测。 4、做好观测记录。 （1）点名（不大于4位数，只能是数字或字母）。 （2）时段（同一点、同一天北京时间第一天的8:00第二天的8:00观测N 次就为N）。 （3）仪器高度 （4）开机记录时间（在状态灯闪时开始记录）。 （5）关机记录时间 （6）仪器号 （7）日期 5、同步观测一段时间后关机搬站（注：是以晚开机时间为准，距离不能超过50公里） GPS静态野外观测静态野外观测 （方法二：遥控器输入测站信息观测） 1、对中整平GPS。 2、测量仪高。 3、打开GPS。 4、操作遥控器。 （1）按

12、ON/OFF（3秒）打开遥控器，蓝牙连上GPS。 （2）按MENU查看STA状态是否为3D，是，则进行下步操作；否等待。 （3）按C，返回主界面 按ENTER （4）设置ENTER。 （5）采样间隔ENTER C清楚输入间隔ENTER ENTER （6）截止角ENTER C清楚输入间隔ENTER ENTER （7）返回ENTER （8）静态ENTER （9）新建ENTER （10）文件名ENTER输入4位点名输入时段确定ENTER （11）天线高ENTER C清楚输入天线高确定ENTER （12）确定ENTER 5、同步观测一段时间后关机搬站（注：是以晚开机时间为准，距离不能超过50公里） 6、按ON/OFF（3秒）关闭遥控器 GPS野外观测注意事项野外观测注意事项 设置设置GPS采样间隔和高度截止角采样间隔和高度截止角 （同步的几台（同步的几台GPS要设置相同）要设置相同） ? 级 别 项 目 卫星高度截止角（） 观测时段数 时段长度(s) 静态 快速静态 B 15