《GPS原理与应用》第8章_GPS静态测量应用技术

1、第八章 GPS静态测量应用技术GPS静态测量应用技术静态测量应用技术GPS网的布设网的布设GPS基线解算基线解算GPS网平差网平差内容介绍内容介绍GPS静态测量应用技术静态测量应用技术常用术语常用术语常用术语常用术语GPS静态测量应用技术静态测量应用技术常用术语常用术语 观测时段（观测时段（Session） 测站上开始接收卫星信号到停止接收，连续观测的时间测站上开始接收卫星信号到停止接收，连续观测的时间间隔称为观测时段，简称时段。间隔称为观测时段，简称时段。 同步观测（同步观测（Simultaneous Observation） 两台或两台以上接收机同时对同一组卫星进行观测。两台或两台以上接收

2、机同时对同一组卫星进行观测。 基线向量（基线向量（Baseline） 对同步观测所采集的数据进行处理，所获得的同步观测对同步观测所采集的数据进行处理，所获得的同步观测测站间的坐标差。测站间的坐标差。 截止高度角（截止高度角（Cut-off Elevation） 接收机观测卫星的高度角限值，低于此限值的卫星不被接收机观测卫星的高度角限值，低于此限值的卫星不被观测。观测。常用术语常用术语GPS静态测量应用技术静态测量应用技术 采样间隔（采样间隔（Interval） 接收机连续两个观测历元间的时间间隔。接收机连续两个观测历元间的时间间隔。 独立基线独立基线（Independent Baseline）

3、 由相互函数独立的差分观测值所确定出的基线向量。当由相互函数独立的差分观测值所确定出的基线向量。当某一时段有某一时段有m台接收机进行同步观测时，可得到台接收机进行同步观测时，可得到m-1条条独立基线。独立基线。 同步观测环同步观测环（Simultaneous Observation Loop） 由三台或三台以上接收机同步观测得到的基线向量构成由三台或三台以上接收机同步观测得到的基线向量构成的闭合环。的闭合环。 独立观测环独立观测环（Independent Observation Loop） 由相互独立的基线所构成的闭合环。由相互独立的基线所构成的闭合环。 重复基线重复基线（复测基线）（复测基线

4、） 具有两个时段以上同步观测结果的基线向量。具有两个时段以上同步观测结果的基线向量。常用术语常用术语GPS静态测量应用技术静态测量应用技术第一部分第一部分 GPS网的布设网的布设GPS网的布设网的布设GPS静态测量应用技术静态测量应用技术第一节第一节 GPS网网GPS网的布设网的布设 GPS网网GPS静态测量应用技术静态测量应用技术GPS网网 GPS网是由网是由GPS基线向量所形成的一种网络。基线向量所形成的一种网络。GPS测量测量 GPS网网 GPS网网GPS静态测量应用技术静态测量应用技术布设布设GPS网的目的网的目的 易于引入外部基准易于引入外部基准 基线向量无法提供位置基准，必须从外部

5、引入基线向量无法提供位置基准，必须从外部引入 构成网络，易于基准的传递构成网络，易于基准的传递 评定测量成果的质量评定测量成果的质量 提供检核条件（闭合环、重复基线、附合路线）提供检核条件（闭合环、重复基线、附合路线） 提高测量成果的质量提高测量成果的质量 探测、剔除粗差探测、剔除粗差 分配误差分配误差GPS网的布设网的布设 GPS网网 布设布设GPS网的目的网的目的GPS静态测量应用技术静态测量应用技术GPS网与常规网网与常规网 GPS网的优势网的优势 不需要通视不需要通视 运行与天气无关运行与天气无关 测站的选择与网络无关，因而测站可以设置在测站的选择与网络无关，因而测站可以设置在任何需要

6、的地方任何需要的地方 不间断的运行不间断的运行 测量高效、迅速测量高效、迅速 容易达到测量精度要求容易达到测量精度要求 可同时获得三维坐标可同时获得三维坐标GPS网的布设网的布设 GPS网网 GPS网与常规网网与常规网GPS静态测量应用技术静态测量应用技术GPS网与常规网网与常规网 GPS网的劣势网的劣势 高效率对测量计划和调度有更高的要求高效率对测量计划和调度有更高的要求 不能容忍空中的障碍物，因此不能用于地下、不能容忍空中的障碍物，因此不能用于地下、植物下或建筑物下植物下或建筑物下 GPS通常只能满足特定的测量需求通常只能满足特定的测量需求 在短距离超高精度应用中有一定限制在短距离超高精度

7、应用中有一定限制 无法为后续的非无法为后续的非GPS测量提供方位控制测量提供方位控制 GPS的精度通常高于周围现有的控制的精度通常高于周围现有的控制 GPS设备的投资成本较高设备的投资成本较高GPS网的布设网的布设 GPS网网 GPS网与常规网网与常规网GPS静态测量应用技术静态测量应用技术GPS网的分类网的分类 分类方法分类方法 根据用途划分根据用途划分 GPS网的分类网的分类 框架基准网框架基准网 大地控制网大地控制网 工程控制网工程控制网 测图控制网测图控制网 连续运行的参考站网（连续运行的参考站网（CORS）GPS网的布设网的布设 GPS网网 GPS网与常规网网与常规网GPS静态测量应

8、用技术静态测量应用技术框架基准网框架基准网 覆盖范围覆盖范围 全球、大陆或次大陆全球、大陆或次大陆 基准基准 地心基准地心基准 用途用途 建立、维持位置参考框架建立、维持位置参考框架 进行大范围的地壳运动监测进行大范围的地壳运动监测GPS网的布设网的布设 GPS网网 框架基准网框架基准网GPS静态测量应用技术静态测量应用技术框架基准网框架基准网 特点特点 精度、可靠性要求高精度、可靠性要求高 反复或连续观测反复或连续观测 例例 IGS全球跟踪站网全球跟踪站网 中国地壳运动监测站网络中国地壳运动监测站网络 中国中国A级网级网 陆态网络陆态网络IGS全球跟踪站网全球跟踪站网GPS网的布设网的布设

9、GPS网网 框架基准网框架基准网GPS静态测量应用技术静态测量应用技术大地控制网大地控制网 覆盖范围覆盖范围 国家、地区国家、地区 基准基准 参心系参心系 用途用途 大地控制大地控制 区域大地水准面精化区域大地水准面精化GPS网的布设网的布设 GPS网网 大地控制网大地控制网GPS静态测量应用技术静态测量应用技术大地控制网大地控制网 特点特点 精度、可靠性要求较高精度、可靠性要求较高 复测周期长复测周期长 例例 中国国家高精度中国国家高精度GPS网网 各省市地方的控制网各省市地方的控制网中国国家高精度中国国家高精度GPS网网GPS网的布设网的布设 GPS网网 大地控制网大地控制网GPS静态测量

10、应用技术静态测量应用技术工程控制网工程控制网 覆盖范围覆盖范围 工程施工区域工程施工区域 用途用途 工程放样、施工工程放样、施工 变形监测变形监测 GPS高程高程 基准基准 独立基准独立基准GPS网的布设网的布设 GPS网网 工程控制网工程控制网GPS静态测量应用技术静态测量应用技术工程控制网工程控制网 特点特点 精度、可靠性要求随工程要求差别较大精度、可靠性要求随工程要求差别较大 变形监测网需多次复测变形监测网需多次复测 例例 各类工程控制网、滑坡监测网各类工程控制网、滑坡监测网GPS网的布设网的布设 GPS网网 大地控制网大地控制网GPS静态测量应用技术静态测量应用技术测图控制网测图控制网

11、 覆盖范围覆盖范围 测图区域测图区域 用途用途 图根控制、航测像控点图根控制、航测像控点 基准基准 参心基准或独立基准参心基准或独立基准 特点特点 精度、可靠性要求低精度、可靠性要求低 例例 各类图根控制网、像控点网各类图根控制网、像控点网GPS网的布设网的布设 GPS网网 测图控制网测图控制网GPS静态测量应用技术静态测量应用技术连续运行的参考站网（连续运行的参考站网（CORS） 覆盖范围覆盖范围 国家、地区国家、地区 用途用途 多用途多用途 基准基准 多基准多基准 特点特点 连续运行连续运行 例例 深圳连续运行卫星定位服务系统深圳连续运行卫星定位服务系统深圳连续运行卫星定位服务系统深圳连续

12、运行卫星定位服务系统GPS网的布设网的布设 GPS网网 连续运行的参考站网（连续运行的参考站网（CORS）GPS静态测量应用技术静态测量应用技术第二节第二节 建立建立GPS控制网的工作流程控制网的工作流程GPS测量测量 建立建立GPS控制网的工作流程控制网的工作流程GPS静态测量应用技术静态测量应用技术建立建立GPS网的三个阶段网的三个阶段 测前测前 项目立项项目立项 方案设计方案设计 施工设计施工设计 测绘资料收集整理测绘资料收集整理 仪器检验、检定仪器检验、检定 踏勘、选点、埋石踏勘、选点、埋石GPS测量测量 建立建立GPS控制网的工作流程控制网的工作流程 建立建立GPS网的三个阶段网的三

13、个阶段GPS静态测量应用技术静态测量应用技术建立建立GPS网的三个阶段网的三个阶段 测中测中 作业队进驻作业队进驻 卫星状态预报卫星状态预报 观测计划制定观测计划制定 作业调度及外业观测作业调度及外业观测 数据传输、转储、备份数据传输、转储、备份 基线解算及质量控制基线解算及质量控制 GPS测量测量 建立建立GPS控制网的工作流程控制网的工作流程 建立建立GPS网的三个阶段网的三个阶段GPS静态测量应用技术静态测量应用技术建立建立GPS网的三个阶段网的三个阶段 测后测后 网平差（数据处理、分析）及质量控制网平差（数据处理、分析）及质量控制 整理成果、技术总结整理成果、技术总结 项目验收项目验收

14、GPS测量测量 建立建立GPS控制网的工作流程控制网的工作流程 建立建立GPS网的三个阶段网的三个阶段GPS静态测量应用技术静态测量应用技术项目立项项目立项 实施方实施方 甲方、应用方甲方、应用方 目标目标 招标书、项目设计书招标书、项目设计书 内容内容 测区范围测区范围 项目用途、精度（等级）要求项目用途、精度（等级）要求 点位分布、数量要求点位分布、数量要求 提交成果的要求提交成果的要求 时限要求时限要求 投入经费投入经费GPS测量测量 建立建立GPS控制网的工作流程控制网的工作流程 项目立项项目立项GPS静态测量应用技术静态测量应用技术施工技术设计施工技术设计 实施方实施方 乙方乙方 目

15、标目标 施工技术设计书施工技术设计书 内容内容 作业方案作业方案施工设计书施工设计书GPS测量测量 建立建立GPS控制网的工作流程控制网的工作流程 施工技术设计施工技术设计GPS静态测量应用技术静态测量应用技术测绘资料收集整理测绘资料收集整理 实施方实施方 乙方乙方 目标目标 控制点成果控制点成果 水准资料水准资料 测区地形图测区地形图 内容内容 控制点坐标、点之记控制点坐标、点之记 水准点坐标、点之记水准点坐标、点之记 测区地形图（测区地形图（1:5万万 1:10万）万）GPS点之记点之记GPS测量测量 建立建立GPS控制网的工作流程控制网的工作流程 测绘资料收集整理测绘资料收集整理GPS静

16、态测量应用技术静态测量应用技术仪器检验、检定仪器检验、检定 实施方实施方 乙方、独立的权威仪器检定乙方、独立的权威仪器检定部门部门 目标目标 仪器检定证书仪器检定证书 合格的仪器设备合格的仪器设备 内容内容 GPS接收机的检定（接收机的检定（P125-126） 气象仪器的检定气象仪器的检定 其它设备的检验其它设备的检验检定证书检定证书GPS测量测量 建立建立GPS控制网的工作流程控制网的工作流程 仪器检验、检定仪器检验、检定GPS静态测量应用技术静态测量应用技术踏勘、选点、埋石踏勘、选点、埋石 实施方实施方 乙方乙方 目标目标 设置测量标志设置测量标志 内容内容 测区实地踏勘、了解测区测区实地

17、踏勘、了解测区状况状况 选点（选点（P134） 埋设测量标志埋设测量标志 食宿、交通安排食宿、交通安排各类埋石标准各类埋石标准GPS测量测量 建立建立GPS控制网的工作流程控制网的工作流程 踏勘、选点、埋石踏勘、选点、埋石GPS静态测量应用技术静态测量应用技术作业队进驻作业队进驻 实施方实施方 乙方乙方 目标目标 整个作业队进驻测区整个作业队进驻测区 内容内容 建立营地建立营地 整个作业队进驻测区整个作业队进驻测区GPS测量测量 建立建立GPS控制网的工作流程控制网的工作流程 作业队进驻作业队进驻GPS静态测量应用技术静态测量应用技术卫星状态预报卫星状态预报 实施方实施方 乙方（作业指挥人员、

18、技术乙方（作业指挥人员、技术人员）人员） 目标目标 确定观测时段确定观测时段 内容内容 全天卫星数量的变化（全天卫星数量的变化（P127） 全天卫星图形（全天卫星图形（DOP值、天值、天球图）状态变化球图）状态变化DOP值随时间的变化图值随时间的变化图天球图（天球图（Skyplot）GPS测量测量 建立建立GPS控制网的工作流程控制网的工作流程 卫星状态预报卫星状态预报GPS静态测量应用技术静态测量应用技术确定观测作业方案确定观测作业方案 实施方实施方 乙方（作业指挥人员、技术乙方（作业指挥人员、技术人员）人员） 目标目标 制定观测作业方案制定观测作业方案 内容内容 规划整体观测方案规划整体观

19、测方案 组建作业组组建作业组 确定每天的外业观测计划确定每天的外业观测计划 向各作业组下达作业调度指向各作业组下达作业调度指令令作业调度表作业调度表GPS测量测量 建立建立GPS控制网的工作流程控制网的工作流程 确定观测作业方案确定观测作业方案GPS静态测量应用技术静态测量应用技术外业观测外业观测 实施方实施方 乙方（外业作业组）乙方（外业作业组） 目标目标 采集观测数据采集观测数据 内容内容 安置观测仪器设备安置观测仪器设备 读（量）取非读（量）取非GPS观测数据（包括天线高、气象数据等）观测数据（包括天线高、气象数据等） 保证仪器正常工作保证仪器正常工作 按时迁站按时迁站GPS外业观测外业

20、观测GPS测量测量 建立建立GPS控制网的工作流程控制网的工作流程 外业观测外业观测GPS静态测量应用技术静态测量应用技术数据传输、转储、备份数据传输、转储、备份 实施方实施方 乙方（内业数据处理人员）乙方（内业数据处理人员） 目标目标 获取、保存接收机记录的观测数据获取、保存接收机记录的观测数据 内容内容 接收外业作业组上缴的观测记录接收外业作业组上缴的观测记录 下载下载GPS接收机的原始观测数据并备份接收机的原始观测数据并备份 进行必要的格式转换进行必要的格式转换GPS测量测量 建立建立GPS控制网的工作流程控制网的工作流程 数据传输、转储、备份数据传输、转储、备份GPS静态测量应用技术静

21、态测量应用技术基线处理与质量控制基线处理与质量控制 实施方实施方 乙方（内业数据处理乙方（内业数据处理人员）人员） 目标目标 获取合格的基线向量获取合格的基线向量 内容内容 基线处理（解算）基线处理（解算） 基线质量评估基线质量评估 基线质量改善基线质量改善数据处理数据处理GPS测量测量 建立建立GPS控制网的工作流程控制网的工作流程 基线处理与质量控制基线处理与质量控制GPS静态测量应用技术静态测量应用技术结果分析（网平差与质量控制）结果分析（网平差与质量控制） 实施方实施方 乙方（内业数据处理人员）乙方（内业数据处理人员） 目标目标 获得最终数据处理结果（坐标、高程）获得最终数据处理结果（

22、坐标、高程） 内容内容 GPS基线向量网的平差、坐标系的转换基线向量网的平差、坐标系的转换 高程拟合高程拟合 网平差结果质量评估与改善网平差结果质量评估与改善GPS测量测量 建立建立GPS控制网的工作流程控制网的工作流程 结果分析（网平差与质量控制）结果分析（网平差与质量控制）GPS静态测量应用技术静态测量应用技术整理成果、技术总结整理成果、技术总结 实施方实施方 乙方（技术负责人、内业数据处理人员）乙方（技术负责人、内业数据处理人员） 目标目标 按要求需要提交的成果、报告按要求需要提交的成果、报告 内容内容 选点图、点之记选点图、点之记 原始记录、观测数据原始记录、观测数据 基线处理结果及质

23、量检核结果基线处理结果及质量检核结果 网平差处理成果及质量检核结果网平差处理成果及质量检核结果 其它结果其它结果 技术总结报告技术总结报告GPS测量测量 建立建立GPS控制网的工作流程控制网的工作流程 整理成果、技术总结整理成果、技术总结GPS静态测量应用技术静态测量应用技术项目验收项目验收 实施方实施方 甲方、工程监理甲方、工程监理 目标目标 对测量成果进行验收对测量成果进行验收 内容内容 对项目进行的各个环节及提交的成果、报告进对项目进行的各个环节及提交的成果、报告进行检查验收行检查验收 编写验收报告编写验收报告GPS测量测量 建立建立GPS控制网的工作流程控制网的工作流程 项目验收项目验

24、收GPS静态测量应用技术静态测量应用技术第三节第三节 GPS网的设计网的设计GPS网的布设网的布设 GPS网的设计网的设计GPS静态测量应用技术静态测量应用技术GPS网布设的内容网布设的内容 GPS网的设计网的设计 GPS网的施工（观测作业）网的施工（观测作业） GPS网的数据处理（本课程网的数据处理（本课程在另外章节介绍）在另外章节介绍）GPS网的布设网的布设 GPS网的设计网的设计 GPS网布设的内容网布设的内容GPS静态测量应用技术静态测量应用技术GPS网设计的目的网设计的目的 质量的要求质量的要求 保证成果质量保证成果质量 便于质量控制便于质量控制 应用的要求应用的要求 利于成果的应用

25、利于成果的应用 观测的要求观测的要求 保证观测质量保证观测质量 保证观测效率保证观测效率 便于观测施工便于观测施工GPS网的布设网的布设 GPS网的设计网的设计 GPS网设计的目的网设计的目的GPS静态测量应用技术静态测量应用技术GPS网的设计目标网的设计目标 质量质量 精度精度 观测值间相互符合的程度观测值间相互符合的程度 观测值与已知值间符合的程度观测值与已知值间符合的程度 可靠性可靠性 发现粗差的能力发现粗差的能力 抵御粗差的能力抵御粗差的能力 效率效率 费用费用网设计的优劣网设计的优劣质量质量效率效率费用费用可靠性可靠性精度精度GPS网的布设网的布设 GPS网的设计网的设计 GPS网的

26、设计目标网的设计目标精度精度 质量质量GPS静态测量应用技术静态测量应用技术GPS网设计的内容网设计的内容 基准设计基准设计 一般指位置基准一般指位置基准 网形设计网形设计 同步观测图形的设置同步观测图形的设置 观测设计观测设计 仪器要求仪器要求 观测要求观测要求 观测时间及时段长度、观测参数设置等观测时间及时段长度、观测参数设置等 作业调度作业调度 处理设计处理设计 数据处理方法数据处理方法GPS网的布设网的布设 GPS网的设计网的设计 GPS网设计的内容网设计的内容GPS静态测量应用技术静态测量应用技术不同类型网的设计目的要求不同类型网的设计目的要求 框架基准网框架基准网 精度精度(绝对绝

27、对)、可靠性要求高、可靠性要求高 效率、费用要求很低效率、费用要求很低 大地控制网大地控制网 精度精度(绝对绝对)、可靠性、效率、费用要求较为均衡、可靠性、效率、费用要求较为均衡 工程控制网工程控制网 精度精度(相对相对)、可靠性、效率、费用、分布均有要求、可靠性、效率、费用、分布均有要求 由于子类型多，要求各有不同由于子类型多，要求各有不同 测图控制网测图控制网 精度、可靠性要求低精度、可靠性要求低 效率、费用、分布要求较高效率、费用、分布要求较高GPS网的布设网的布设 GPS网的设计网的设计 不同类型网的设计目的要求不同类型网的设计目的要求GPS静态测量应用技术静态测量应用技术GPS网设计

28、的特点网设计的特点 设计内容多（基准、网形、观测和处理设计）设计内容多（基准、网形、观测和处理设计） 设计目的多（效率、费用、精度、可靠性和具体设计目的多（效率、费用、精度、可靠性和具体应用要求）应用要求） 设计内容间相互关联设计内容间相互关联 设计目的间相互关联设计目的间相互关联 效率与费用正相关效率与费用正相关 精度与可靠性正相关精度与可靠性正相关 效率、费用与精度、可靠性负相关效率、费用与精度、可靠性负相关 设计内容与目的间相互关联设计内容与目的间相互关联 不同类型的网设计重点有所不同不同类型的网设计重点有所不同GPS网的布设网的布设 GPS网的设计网的设计 GPS网设计的特点网设计的特

29、点GPS静态测量应用技术静态测量应用技术GPS网设计的方法网设计的方法 依据设计指标（定量）依据设计指标（定量） 较少采用较少采用 依据设计准则（定性）依据设计准则（定性） 经常采用经常采用 实际上属于经验法实际上属于经验法GPS网的布设网的布设 GPS网的设计网的设计 GPS网设计的方法网设计的方法GPS静态测量应用技术静态测量应用技术影响影响GPS网质量的因素网质量的因素 GPS基线向量的精度基线向量的精度 与原始与原始GPS观测值的精度有关观测值的精度有关 与基线解算方法有关与基线解算方法有关 观测值（观测值（ 含含GPS基线向量、常规观测量等）基线向量、常规观测量等）的数量、类型及分布

30、的数量、类型及分布 基准的选择（已知点及约束条件的选择）基准的选择（已知点及约束条件的选择） 网平差处理方法的完善性网平差处理方法的完善性 粗差处理能力粗差处理能力 模型的完善性模型的完善性GPS网的布设网的布设 GPS网的设计网的设计 影响影响GPS网质量的因素网质量的因素GPS静态测量应用技术静态测量应用技术相邻点间距离相邻点间距离mm比例误差比例误差固定误差固定误差mm标准差标准差mm我国规范衡量我国规范衡量GPS网精度的指标网精度的指标 GPS网的精度衡量指标网的精度衡量指标 相邻点基线长度精相邻点基线长度精度度262)10(dba266210mm510km10(5 10 1010 )

31、50.99(mm)ab如：对于在C级网，规范要求，当基线边长为时，GPS网的布设网的布设 GPS网的设计网的设计 我国规范衡量我国规范衡量GPS网精度的指标网精度的指标GPS静态测量应用技术静态测量应用技术我国规范对精度的要求我国规范对精度的要求 全球定位系统（全球定位系统（GPS）测量规范（）测量规范（GB/T 18314 2001）GPS网的布设网的布设 GPS网的设计网的设计 我国规范对精度的要求我国规范对精度的要求GPS静态测量应用技术静态测量应用技术我国规范对精度的要求我国规范对精度的要求 全球定位系统（全球定位系统（GPS）测量规范（）测量规范（GB/T 18314 2001）（续

32、）（续）精度分级精度分级GPS网的布设网的布设 GPS网的设计网的设计 我国规范对精度的要求我国规范对精度的要求GPS静态测量应用技术静态测量应用技术我国规范对精度的要求我国规范对精度的要求 全球定位系统（全球定位系统（GPS）测量规范（）测量规范（GB/T 18314 2001）（续）（续）点位精度和基线长度年变化率精度规定点位精度和基线长度年变化率精度规定GPS网的布设网的布设 GPS网的设计网的设计 我国规范对精度的要求我国规范对精度的要求GPS静态测量应用技术静态测量应用技术精度设计准则精度设计准则 设计内容对精度的影响设计内容对精度的影响 基准设计的影响基准设计的影响 基准对精度有直

33、接影响基准对精度有直接影响 网形设计网形设计 基线的数量及质量对网的整体精度有直接影响基线的数量及质量对网的整体精度有直接影响 基线的分布对网的局部精度有直接影响基线的分布对网的局部精度有直接影响 观测设计观测设计 观测方法直接影响基线的质量观测方法直接影响基线的质量 处理设计处理设计 处理方法直接影响处理结果的精度处理方法直接影响处理结果的精度GPS网的布设网的布设 GPS网的设计网的设计 精度设计准则精度设计准则GPS静态测量应用技术静态测量应用技术精度设计准则精度设计准则 提高精度的设计方法提高精度的设计方法 基准设计基准设计 适当数量和均匀分布的已知点适当数量和均匀分布的已知点 当已知

34、点质量较高时，数量越多越好当已知点质量较高时，数量越多越好 当已知点质量较差时，数量要适当当已知点质量较差时，数量要适当 在使用已知点时，需对已知点的质量进行检验在使用已知点时，需对已知点的质量进行检验 引入已知边长引入已知边长 为工程网提供准确的长度基准为工程网提供准确的长度基准 确保工程网成果投影到所需的高程面上确保工程网成果投影到所需的高程面上 引入已知方位引入已知方位 为城市网或工程网提供方位基准为城市网或工程网提供方位基准已知点的选择：已知点的选择：IGS全球站全球站国家大地控制点国家大地控制点地方控制点地方控制点1.其它类型的控制其它类型的控制点点GPS网的布设网的布设 GPS网的

35、设计网的设计 精度设计准则精度设计准则GPS静态测量应用技术静态测量应用技术精度设计准则精度设计准则 提高精度的设计方法（续）提高精度的设计方法（续） 网形设计网形设计 网规模较大时，采用高一等级要网规模较大时，采用高一等级要求建立框架网求建立框架网 对同一网，基线越多，精度越高，对同一网，基线越多，精度越高，对重复设站数、复测边数量的最对重复设站数、复测边数量的最低要求以及最简异步环的最大边低要求以及最简异步环的最大边数的要求，都是为了这一目的数的要求，都是为了这一目的 相邻点距离较近时，要保证进行相邻点距离较近时，要保证进行同步观测（短边必测）同步观测（短边必测）同步图形的扩展同步图形的扩

36、展GPS网的布设网的布设 GPS网的设计网的设计 精度设计准则精度设计准则GPS静态测量应用技术静态测量应用技术精度设计准则精度设计准则 提高精度的设计方法（续）提高精度的设计方法（续） 观测设计观测设计 选择合适的测站选择合适的测站 选择合适观测时段和时段长度选择合适观测时段和时段长度 采用高性能的接收机、抗多路径效果好的天线采用高性能的接收机、抗多路径效果好的天线 采用合适的观测参数采用合适的观测参数 截止高度角：该值越小，可观测卫星越多，但低高度角卫截止高度角：该值越小，可观测卫星越多，但低高度角卫星的观测值数量较差星的观测值数量较差 历元间隔：历元间隔越小，越有利于周跳的探测修复历元间

37、隔：历元间隔越小，越有利于周跳的探测修复 注意天线定向和天线高的量测注意天线定向和天线高的量测 不同时段间，若仪器未搬站，需要重新架设不同时段间，若仪器未搬站，需要重新架设 采集气象数据采集气象数据GPS网的布设网的布设 GPS网的设计网的设计 精度设计准则精度设计准则GPS静态测量应用技术静态测量应用技术精度设计准则精度设计准则 提高精度的设计方法（续）提高精度的设计方法（续） 处理设计处理设计 基线基线 选择合适的软件选择合适的软件 商用软件、高精度定位软件（商用软件、高精度定位软件（GAMIT等）等） 采用合适的观测值采用合适的观测值 L1、Iono-free等等 采用适当的解采用适当的

38、解 固定解、浮动解固定解、浮动解 处理方法处理方法 估算对流层参数、轨道松弛估算对流层参数、轨道松弛 采用精密星历采用精密星历 质量控制质量控制 网网 选择合适的软件选择合适的软件 商用软件、高精度软件（商用软件、高精度软件（GLOBK等）等） 网平差方案网平差方案 粗差应对方法粗差应对方法 质量控制质量控制GPS网的布设网的布设 GPS网的设计网的设计 精度设计准则精度设计准则GPS静态测量应用技术静态测量应用技术可靠性设计准则可靠性设计准则 设计内容对可靠性的影响设计内容对可靠性的影响 基准设计的影响基准设计的影响 基准对可靠性有直接影响基准对可靠性有直接影响 网形设计网形设计 基线的数量

39、及质量对网的整体可靠性有直接影响基线的数量及质量对网的整体可靠性有直接影响 基线的分布对网的局部可靠性有直接影响基线的分布对网的局部可靠性有直接影响 观测设计观测设计 观测方案直接影响网的可靠性观测方案直接影响网的可靠性 处理设计处理设计 处理方法直接影响处理结果的可靠性处理方法直接影响处理结果的可靠性GPS网的布设网的布设 GPS网的设计网的设计 可靠性设计准则可靠性设计准则GPS静态测量应用技术静态测量应用技术可靠性设计准则可靠性设计准则 提高可靠性的设计方法提高可靠性的设计方法 基准设计基准设计 数量多及均匀分布的已知点数量多及均匀分布的已知点 引入已知边长引入已知边长 网形设计网形设计

40、 同提高精度的设计方法同提高精度的设计方法 某一特定点的可靠性与该点所连接的基线成正比（重某一特定点的可靠性与该点所连接的基线成正比（重复设站次数越多，连接基线越多，点的可靠性越高）复设站次数越多，连接基线越多，点的可靠性越高）例：上图中如果所有基线均只观测了一个时段，则所例：上图中如果所有基线均只观测了一个时段，则所有点的可靠性相同。有点的可靠性相同。GPS网的布设网的布设 GPS网的设计网的设计 可靠性设计准则可靠性设计准则GPS静态测量应用技术静态测量应用技术可靠性设计准则可靠性设计准则 提高可靠性的设计方法提高可靠性的设计方法 观测设计观测设计 同提高精度的设计方法同提高精度的设计方法

41、 处理设计处理设计 同提高精度的设计方法同提高精度的设计方法GPS网的布设网的布设 GPS网的设计网的设计 可靠性设计准则可靠性设计准则GPS静态测量应用技术静态测量应用技术我国规范中涉及可靠性的内容我国规范中涉及可靠性的内容 全球定位系统（全球定位系统（GPS）测量规范（）测量规范（GB/T 18314 2001）GPS网的布设网的布设 GPS网的设计网的设计 我国规范中涉及可靠性的内容我国规范中涉及可靠性的内容GPS静态测量应用技术静态测量应用技术我国规范对可靠性的要求我国规范对可靠性的要求 全球定位系统（全球定位系统（GPS）测量规范（）测量规范（GB/T 18314 2001）GPS网

42、的布设网的布设 GPS网的设计网的设计 我国规范中涉及可靠性的内容我国规范中涉及可靠性的内容GPS静态测量应用技术静态测量应用技术影响影响GPS网布设效率和费用的因素网布设效率和费用的因素 网的等级要求网的等级要求 观测值（观测值（ 含含GPS基线向量、常规观测量等）基线向量、常规观测量等）的数量的数量 布网方案布网方案 作业调度作业调度GPS网的布设网的布设 GPS网的布设网的布设 影响影响GPS网布设效率和费用的因素网布设效率和费用的因素GPS静态测量应用技术静态测量应用技术GPS网的布网方案网的布网方案 跟踪站式跟踪站式 形式形式 若干台接收机长期固定安放在测站上，进行常年、不间断的观若

43、干台接收机长期固定安放在测站上，进行常年、不间断的观测，即一年观测测，即一年观测365天，一天观测天，一天观测24小时，这种观测方式很象是小时，这种观测方式很象是跟踪站，因此，这种布网形式被称为跟踪站式（实际上就是跟跟踪站，因此，这种布网形式被称为跟踪站式（实际上就是跟踪站）。数据处理通常采用精密星历。踪站）。数据处理通常采用精密星历。 优点优点 精度极高，具有框架基准特性。精度极高，具有框架基准特性。 缺点缺点 需建立专门的永久性建筑即跟踪站，观测成本很高。需建立专门的永久性建筑即跟踪站，观测成本很高。 适用范围适用范围 一般用于建立一般用于建立GPS跟踪站或永久性的监测网。跟踪站或永久性的

44、监测网。GPS网的布设网的布设 GPS网的布设网的布设 GPS网的布网方案网的布网方案GPS静态测量应用技术静态测量应用技术GPS网的布网方案网的布网方案 会战式会战式 形式形式 一次组织多台一次组织多台GPS接收机，集中在一段不太长的时间内，共同接收机，集中在一段不太长的时间内，共同作业。观测分阶段进行，在同一阶段中，所有的接收机，在若作业。观测分阶段进行，在同一阶段中，所有的接收机，在若干天的时间里分别各自在同一批点上进行多天、长时段的同步干天的时间里分别各自在同一批点上进行多天、长时段的同步观测，在完成一批点的测量后，所有接收机又都迁移到另外一观测，在完成一批点的测量后，所有接收机又都迁

45、移到另外一批点上采用相同方式，进行另一阶段的观测，直至所有点观测批点上采用相同方式，进行另一阶段的观测，直至所有点观测完毕。完毕。 优点优点 可以较好地消除可以较好地消除SA等因素的影响，因而具有特高的尺度精度。等因素的影响，因而具有特高的尺度精度。 适用范围适用范围 A、B级网。级网。GPS网的布设网的布设 GPS网的布设网的布设 GPS网的布网方案网的布网方案GPS静态测量应用技术静态测量应用技术GPS网的布网方案网的布网方案 多基准站式多基准站式 形式形式 若干台接收机在一段时间里长期固定若干台接收机在一段时间里长期固定在某几个点上进行长时间的观测，这在某几个点上进行长时间的观测，这些测

46、站称为基准站，在基准站进行观些测站称为基准站，在基准站进行观测的同时，另外一些接收机则在这些测的同时，另外一些接收机则在这些基准站周围相互之间进行同步观测。基准站周围相互之间进行同步观测。 优点优点 各基准站间基线向量精度高，可以作各基准站间基线向量精度高，可以作为整个为整个GPS网的骨架。网的骨架。 其余同步观测图形与各个基准站之间其余同步观测图形与各个基准站之间也存在有同步观测基线，图形结构强。也存在有同步观测基线，图形结构强。 适用范围适用范围 C，D级网。级网。 多基准站式的布网形式多基准站式的布网形式基准站基准站基准站基准站基准站基准站同步图形同步图形GPS网的布设网的布设 GPS网

47、的布设网的布设 GPS网的布网方案网的布网方案GPS静态测量应用技术静态测量应用技术GPS网的布网方案网的布网方案 同步图形扩展式同步图形扩展式 形式形式 多台接收机在不同测站上进行同步观测，在完多台接收机在不同测站上进行同步观测，在完成一个时段的同步观测后，又迁移到其它的测成一个时段的同步观测后，又迁移到其它的测站上进行同步观测，每次同步观测都可以形成站上进行同步观测，每次同步观测都可以形成一个同步图形，在测量过程中，不同的同步图一个同步图形，在测量过程中，不同的同步图形间一般有若干个公共点相连，整个形间一般有若干个公共点相连，整个GPS网由网由这些同步图形构成。这些同步图形构成。 优点优点

48、 扩展速度快，图形强度较高，且作业方法简单。扩展速度快，图形强度较高，且作业方法简单。 适用范围适用范围 C，D级网。级网。同步图形的扩展同步图形的扩展GPS网的布设网的布设 GPS网的布设网的布设 GPS网的布网方案网的布网方案GPS静态测量应用技术静态测量应用技术GPS网的布网方案网的布网方案 单基准站（星形网）式单基准站（星形网）式 形式形式 以一台接收机作为基准站，在某个测站上连续开机观测，其余以一台接收机作为基准站，在某个测站上连续开机观测，其余的接收机在此基准站观测期间，在其周围流动，每到一点就进的接收机在此基准站观测期间，在其周围流动，每到一点就进行观测，流动的接收机之间一般不要

49、求同步，这样，流动的接行观测，流动的接收机之间一般不要求同步，这样，流动的接收机每观测一个时段，就与基准站间测得一条同步观测基线，收机每观测一个时段，就与基准站间测得一条同步观测基线，所有这样测得的同步基线就形成了一个以基准站为中心得星形。所有这样测得的同步基线就形成了一个以基准站为中心得星形。 优点优点 效率高。效率高。 缺点缺点 图形强度弱，可靠性低。图形强度弱，可靠性低。 适用范围适用范围 D，E级网。级网。单基准站式的布网单基准站式的布网GPS网的布设网的布设 GPS网的布设网的布设 GPS网的布网方案网的布网方案GPS静态测量应用技术静态测量应用技术调度方案调度方案 点连式点连式 形

50、式形式 相邻的同步图形间只通过一相邻的同步图形间只通过一个公共点相连。个公共点相连。 优点优点 作业效率高，图形扩展迅速。作业效率高，图形扩展迅速。 缺点缺点 图形强度低，如果连接点发图形强度低，如果连接点发生问题，将影响到后面的同生问题，将影响到后面的同步图形。步图形。12点连式点连式GPS网的布设网的布设 GPS网的布设网的布设 调度方案调度方案GPS静态测量应用技术静态测量应用技术调度方案调度方案 边连式边连式 形式形式 相邻的同步图形间有一条边（即两个公共点）相连。相邻的同步图形间有一条边（即两个公共点）相连。 优点优点 作业效率较高，图形强度较强。作业效率较高，图形强度较强。12边连

51、式边连式GPS网的布设网的布设 GPS网的布设网的布设 调度方案调度方案GPS静态测量应用技术静态测量应用技术调度方案调度方案 网连式网连式 形式形式 相邻的同步图形间有相邻的同步图形间有3个（含个（含3个）以上的公共点相连。个）以上的公共点相连。 优点优点 图形强度最强。图形强度最强。 缺点缺点 作业效率低。作业效率低。12网连式网连式GPS网的布设网的布设 GPS网的布设网的布设 调度方案调度方案GPS静态测量应用技术静态测量应用技术GPS网作业进度图网作业进度图 GPS网作业进度图网作业进度图 从已完成观测的同步图形中选取独立从已完成观测的同步图形中选取独立基线，在基线，在GPS网展点图

52、上将被测点用网展点图上将被测点用直线连接起来，用以显示作业进度。直线连接起来，用以显示作业进度。 进度图的绘制进度图的绘制 应选取独立基线；应选取独立基线； 用不同的颜色表示不同时段的同步观用不同的颜色表示不同时段的同步观测基线。测基线。 作用作用 进行网形设计；进行网形设计； 掌握作业进度。掌握作业进度。同步图形的扩展同步图形的扩展GPS网的布设网的布设 GPS网的布设网的布设 GPS网作业进度图网作业进度图GPS静态测量应用技术静态测量应用技术第四节第四节 GPS网工程进度及费用估算网工程进度及费用估算GPS网的布设网的布设 GPS网工程进度及费用估算网工程进度及费用估算GPS静态测量应用

53、技术静态测量应用技术重复设站次数重复设站次数 定义：在同一测站上所进行观测的时段数。定义：在同一测站上所进行观测的时段数。 规范中规定了不同等级的网，每个测站的最规范中规定了不同等级的网，每个测站的最少平均重复设站次数。少平均重复设站次数。GPS网的布设网的布设 GPS网工程进度及费用估算网工程进度及费用估算 重复设站次数重复设站次数GPS静态测量应用技术静态测量应用技术最少观测期数最少观测期数 定义定义 根据规范要求，布设一根据规范要求，布设一GPS网，需要观测的最网，需要观测的最少时段数。少时段数。 特性特性 最少观测期数与网的等级、点的数量和用于观最少观测期数与网的等级、点的数量和用于观

54、测的接收机的数量有关。测的接收机的数量有关。 计算公式：计算公式：)INT(minmnRs最少观最少观测期数测期数网的网的点数点数参与观测的参与观测的接收机数接收机数最少平均重最少平均重复设站次数复设站次数GPS网的布设网的布设 GPS网工程进度及费用估算网工程进度及费用估算 最少观测期数最少观测期数GPS静态测量应用技术静态测量应用技术工程进度及费用估算工程进度及费用估算 用于估算工程进度用于估算工程进度 最少观测期数最少观测期数/单天观测期数单天观测期数+机动天数机动天数 用于估算外业观测作业成本用于估算外业观测作业成本 观测天数观测天数 单天成本单天成本GPS网的布设网的布设 GPS网工

55、程进度及费用估算网工程进度及费用估算 工程进度及费用估算工程进度及费用估算GPS静态测量应用技术静态测量应用技术第五节第五节 GPS网的必要独立基线网的必要独立基线GPS网的布设网的布设 GPS网的必要独立基线网的必要独立基线GPS静态测量应用技术静态测量应用技术定义及计算公式（定义及计算公式（ P118） 定义定义 测定网中所有点的坐标所需要的独立基线的最测定网中所有点的坐标所需要的独立基线的最少数量。少数量。 计算公式计算公式 对于一个只以已知点作为起算数据的网，其必对于一个只以已知点作为起算数据的网，其必要独立基线数可采用下式计算要独立基线数可采用下式计算必要独立必要独立基线数基线数网的

56、总网的总点数点数已知点的已知点的数量数量0,0, 1ppnpnlnGPS网的布设网的布设 GPS网的必要独立基线网的必要独立基线 定义及计算公式定义及计算公式GPS静态测量应用技术静态测量应用技术算例算例 问问 某网由某网由100个点构成，计划用个点构成，计划用4台接收机进行观台接收机进行观测，如果要求平均重复设站次数不得低于测，如果要求平均重复设站次数不得低于2.0，问至少需要观测多少个时段，可测得多少独立问至少需要观测多少个时段，可测得多少独立基线，必要独立基线是多少？基线，必要独立基线是多少？ 答：答：minmin100 2.0INT504(1)50 (4 1)1501100 199tn

57、SlSmln GPS网的布设网的布设 GPS网的必要独立基线网的必要独立基线 算例算例GPS静态测量应用技术静态测量应用技术第二部分第二部分 GPS基线解算基线解算GPS基线解算基线解算GPS静态测量应用技术静态测量应用技术第一节第一节 概述概述GPS基线解算基线解算 概述概述GPS静态测量应用技术静态测量应用技术GPS基线解算的内涵基线解算的内涵 定义定义 利用多个测站的利用多个测站的GPS同步观测数据，确定这些测站之间同步观测数据，确定这些测站之间坐标差的过程坐标差的过程 观测值观测值 GPS载波相位观测值（主要）载波相位观测值（主要） 原始观测值原始观测值 差分观测值差分观测值 不同频率

58、的组合观测值不同频率的组合观测值 GPS伪距观测值（辅助）伪距观测值（辅助） 结果结果 基线向量基线向量 精度（中误差）及误差相关性信息（协因数阵）精度（中误差）及误差相关性信息（协因数阵）GPS基线解算基线解算 概述概述 GPS基线解算的内涵基线解算的内涵 GPS静态测量应用技术静态测量应用技术GPS基线向量的表达方式基线向量的表达方式 地心地固坐标（地心地固坐标（ECEF） 笛卡儿坐标系笛卡儿坐标系 ( X, Y, Z) 大地坐标系大地坐标系 ( B, L, H) B：纬差；：纬差； L：经差；：经差； H：大地高差：大地高差 站心地平坐标系站心地平坐标系 直角坐标系直角坐标系 (N, E

59、, U) N：北方向；：北方向；E：东方向；：东方向；U：垂直方向：垂直方向 极坐标系极坐标系 (S, A, H) S：距离；：距离；A：方位角；：方位角；H：高度角：高度角GPS基线解算基线解算 概述概述 GPS基线向量的表达方式基线向量的表达方式 GPS静态测量应用技术静态测量应用技术基线解算的分类基线解算的分类 基线解算的分类方法基线解算的分类方法 根据数学模型根据数学模型 单基线解、多基线解、整体解（多站网解）单基线解、多基线解、整体解（多站网解） 根据观测值类型根据观测值类型 L1解、解、L2解、宽巷（解、宽巷（Wide-lane）解、窄巷）解、窄巷（Narrow-lane）解、无电

60、离层影响（）解、无电离层影响（Iono-free）解）解 根据所采用差分观测值的类型根据所采用差分观测值的类型 非（零）差解、单差解、双差解、三差解非（零）差解、单差解、双差解、三差解 根据模糊度的确定情况根据模糊度的确定情况 浮动解、固定解浮动解、固定解GPS基线解算基线解算 概述概述 基线解算的分类基线解算的分类GPS静态测量应用技术静态测量应用技术基线解算的类型基线解算的类型 根据数学模型分类根据数学模型分类 单基线解（单基线解（Single Baseline/Baseline Mode） 数学模型按单一基线建立数学模型按单一基线建立 模型简单模型简单 不顾及同一时段基线间的误差相关特性