GPS测量技术与定位方法20120215

1、GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班2022-3-31GPS测量测量技术技术与定位方法与定位方法 周命端E-mail:zmd_武汉大学测绘学院GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班2022-3-32目录目录-2012年年2月月18日内容日内容-一、一、卫星定位技术概况卫星定位技术概况二、二、GPS控制网布设与案例分析控制网布设与案例分析-2011年年2月月19日内容日内容-三、三、 GPS测量坐标系及坐标转换测量坐标系及坐标转换四、四、GPS测量规范解读测量规范解读五、五、RTK测量技术与应用测量技术与应用(视频视频)GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定

2、位方法培训班2022-3-33一、一、卫星定位技术概况卫星定位技术概况主要内容 GNSS系统的发展现状与趋势 CORS系统建设 网络RTK测量技术与应用 精密单点定位(PPP)技术与应用 GPS卫星定位的误差源GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班2022-3-341、GNSS系统的发展现状与趋势系统的发展现状与趋势n全球导航定位系统GPS - 美国GLONASS - 俄罗斯GALILEO - 欧盟COMPASS - 中国n区域导航系统WAAS 美国EGNOS 欧盟GAGAN 印度QZSS 日本GNSSGPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班1.1 GPS系统系统

3、 /pGPS设计卫星星座 24颗卫星数21颗正式工作卫星+3颗活动备用卫星 6个轨道面平均轨道高度20200km轨道倾角55周期11h 58min 码分多址(CDMA)L1: 1575.42MHzL2: 1227.60MHzL5: 1176.45MHz 坐标系广播星历(WGS-84)、精密星历(ITRF08) 当前GPS星座情况30颗在轨运行+1颗维护中 31颗卫星颗卫星24颗？颗？2022-3-35GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班当前当前GPS星座情况星座情况GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班GPS卫星类型历程卫星类

4、型历程 实验卫星BLOCK I (1978-1985) 正式卫星（波音公司）BLOCK II (1989-1990)BLOCK IIA (1990-1997)BLOCK IIR-A/B (1997-2004)BLOCK IIR-M (2005-2009)BLOCK IIF (2010- ) 已发射2颗，还剩10颗 未来计划（洛克希德马丁公司）BLOCK IIIA/B(2014-) 12颗2022-3-37GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班GPS信号结构信号结构2022-3-38Block II/IIA/IIRDual Frequency Semi-codeless P(Y)

5、(Block IIR-M)Dual FrequencyL1 C/A&L2CBlock IIFThree FrequencyL1 C/A, L2C,&L5Block IIIL1C, L2C, L5,&L1 C/A CodeGPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班1.2 GLONASS系统系统http:/www.glonass-center.ru/en/pGLONASS设计卫星星座 24颗卫星 3个轨道面平均轨道高度19100km轨道倾角64.8周期11h 15min 44s 频分多址 (FDMA)L1=1602+k0.5625MHzL2=1246+k0.43

6、75MHzL3=1202.025MHz（CDMA） 坐标系广播星历(PZ 90 PZ 90.02)精密星历(ITRF08) 当前星座情况全球覆盖2022-3-39GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班当前当前GLONASS星座情况星座情况GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班GLONASS卫星类型历程卫星类型历程 第一代卫星Uragan/GLONASSFDMA1982年第一次发射 第二代卫星Uragan-M/GLONASS-M)FDMA2001第一次发射 第三代卫星（2011-）Uragan-K/GLONASS-KCDMA+FDMA已发射1颗2022-3-311

7、GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班地面控制部分地面控制部分 均在俄罗斯境内系统控制中心远程跟踪控制2022-3-312GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班1.3 GALILEO计划计划/esaNA/galileo.htmlp设计卫星星座 30颗卫星 27颗正式工作卫星+3颗活动备用信息 3个轨道面 平均轨道高度23222km 轨道倾角56 码分多址(CDMA) E1=1575.42MHz E6=1278.75MHz E5=1191.795MHz E5a=1176.450MHz E5b=1207.14MHz 坐标系 GTRF

8、2022-3-313GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班GALILEO卫星类型历程卫星类型历程 两颗测试卫星2006年6月发射的GLOVE-A卫星2008年4月发射的GLOVE-B卫星 在轨验证卫星(IOV)2011年10月21日两颗卫星从位于法属圭亚那的库鲁航天中心成功发射升空。两颗卫星分别命名为Thijs(11岁比利时儿童)和Natalia(9岁保加利亚儿童)开始发送数据，测试中 GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班1.4 COMPASS系统系统http:/p设计卫星星座 35颗卫星 5颗地球静止轨道（GEO）卫星+ 30颗非地球静止轨道（Non-GEO

9、）卫星27颗中圆地球轨道（MEO）卫星+3颗倾斜地球同步轨道（IGSO）卫星 3个轨道面 平均轨道高度MEO 21500km+GEO/IGSO 36000km 轨道倾角MEO & IGSO 55 码分多址 (CDMA) B1=1575.42MHz B2=1191.795MHz B3=1268.52MHz 坐标系 中国2000大地坐标系统（CGCS2000） 当前星座情况（截止于2011年12月15日） 4颗 GEO，1颗 MEO，5颗 IGSO2022-3-315GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班当前当前COMPASS星座情况星座情况GPS测量技术与定位方法培训班测

10、量技术与定位方法培训班COMPASS系统发展历程系统发展历程p第一阶段-实验阶段（北斗一代） 2000年以来，成功发射3颗GEO卫星，建成北斗卫星导航试验系统。 系统能够提供基本的定位、授时和短报文通信服务。 卫星星座情况 2000年10月31日 140E 2000年12月21日 80E 2003年5月25日 110.5E2022-3-317GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班p第二阶段-区域服务 2012年实现亚太地区的区域定位，建成北斗卫星导航（区域）系统。 卫星星座情况5颗地球静止轨道卫星（GEO）5颗IGSO卫星（2颗在轨备份）4颗中轨道卫星（MEO）2022-3-3

11、18GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班p第三阶段-全球服务 2020年形成全球无源服务能力，建成北斗卫星导航（全球）系统。 卫星星座情况 5颗GEO卫星 3颗 IGSO卫星 24+3颗MEO卫星2022-3-319GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班2、CORS系统建设系统建设GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班概述概述 连续运行参考站系统(CORS)是在一定的区域内以一定的间隔建设若干永久性连续运行的GPS卫星定位跟踪站所构成的系统。 CORS系统是通过数据通信网络，向各类需要测量定位、导航、定时用户提供卫星跟踪数据，来满足各类不同行业

12、、不同用户对精密定位、快速和实时定位、导航、时间同步的要求。 CORS系统分类2022-3-321 全球IGS站网 国家基准站网 区域基准站网 专业应用站网 GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班2022-3-322/network/complete.html全球IGS站网GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班区域基准站网区域基准站网2022-3-323GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班2022-3-324GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班2022-3-325GPS测量技术与

13、定位方法培训班测量技术与定位方法培训班2022-3-326专业应用站网专业应用站网GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班HZMB-CORS2022-3-327GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班2022-3-328服务范围导航各类导航、地理信息采集、更新定位陆（海）测量定位、施工放样和变形监测等系统精度导航水平 1m垂直 3m定位 水平 2cm 垂直 3cm可用性导航95.0% (365天内) (未顾及公网可用性)； 95.0% ( 1天内)定位95.0% (365天内)；95.0% ( 1天内)完好性报警时间 6秒误报概率 0.3%兼容性采用国际标准原始数据

14、格式（RINEX）和实时差分改正数据（RTCM），与各类GNSS接收机和后处理软件兼容。GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班2022-3-329GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班2022-3-330气象仪主机、电台、稳压电源气象仪主机、电台、稳压电源GPS主机、交换机、光纤盒、光主机、交换机、光纤盒、光电转换器电转换器UPS主机和主机和UPS电池柜电池柜GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班2022-3-331市话网市话网市话网市话网市话网市电信局监控分析中心卫星定位信号发射台FM电台基准站1基准站2基准站3基准站4基准站5进入移动电话系统

15、用户用户用户全向天线定向天线Modem3、网络网络RTK技术技术与应用与应用GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班32结结构构监测监测作作业业船船支援支援港湾出入船管理港湾出入船管理游艇游艇导导航航 自自动动运运输场输场物品流通处理物品流通处理导导航航员员汽汽车导车导航系航系统统公共汽车运行管理公共汽车运行管理紧急车辆支援紧急车辆支援斜面防灾斜面防灾休休闲闲用用导导航航海啸波测量海啸波测量 垃圾收集管理垃圾收集管理渔业支援信息渔业支援信息飞行器的制导飞行器的制导 货货物管理物管理自动导航支援自动导航支援 停泊支援停泊支援加加载载起重机支援起重机支援集装箱管理集装箱管理 集装箱机

16、箱管理集装箱机箱管理 服务汽车调度服务汽车调度广域物流管理广域物流管理铁道车辆管理铁道车辆管理出租车调度出租车调度 地壳变形监测地壳变形监测 无障碍支援无障碍支援测量支援测量支援地籍地籍调查调查环环境境调查调查生态系调查生态系调查GIS维修支援维修支援路面状况管理路面状况管理农业自动化支援农业自动化支援煤气煤气/电力设备变换电力设备变换GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班4、精密单点定位、精密单点定位(PPP)技术与应用技术与应用l GPS相对定位作业模式存在的缺点与不足l 美国喷气推进实验室(JPL)的Zumbeger等人于1997年提出GPS精密单点定位技术l 该技术基本

17、思想简单，利用IGS(或其他机构)提供的GPS精密轨道和精密钟差信息计算卫星坐标和钟差，同时应用比较完整且精度高的数学模型改正定位过程中的各种误差项，来进行单测站的绝对定位，以直接确定单测站在ITRF框架下坐标的一种定位模式 l 特点：单机定位、非差模型、载波相位定位、cm-dm级精度、不受作用距离限制GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班PPP应用应用p地面和空间运动目标定位：运载武器、飞机、轮船实时或准实时以及事后定位及运动状态分析p地理信息调查：公路调查、森林面积范围调查、环境监测、精密农业、航外控制点2022-3-334GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培

18、训班3、GPS卫星定位的误差源卫星定位的误差源p与卫星有关的误差 卫星轨道误差 卫星钟差 相对论效应p与信号传播途径有关的误差 电离层延迟 对流层延迟 多路径效应p与接收设备有关的误差 接收机天线相位中心的偏移和变化 接收机钟差 接收机内部噪声2022-3-335GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班二、二、GPS控制网布设控制网布设主要内容 术语和定义 基本规定 级别划分和测量精度 布设的原则 选点 埋石 仪器 观测 外业成果记录 数据处理 成果验收与上交资料2022-3-336GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班371、术语和定义、术语和定义p观测时段测站

19、上开始接收卫星信号起至停止接收，连续观测的时间间隔，简称时段。是GPS测量的基本单位p时段长度观测时段所持续的时间p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GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班38p基线向量利用进行同步观测的接收机所采集的观测数据计算出的接收机间的三维坐标差与计算时所采用的卫星轨道数据同属一个系统pGPS基线向量网采用GPS技术布设的测量控制网，由GPS点和基线向量所构成GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班39p同步观测基线利用同一时段的多个同步观测站所采集的观测数据所计算出的若干基线向量若在某时段共有n台接收机进行了同步观测，

20、则共可得到n(n-1)/2条同步观测基线n=3n=2n=4n=5GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班40p闭合环由多条基线向量首尾相连所构成的图形n=5由5条基线向量所构成的闭合环GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班41p环的闭合差闭合差闭合差：组成闭合环的基线向量按同一方向（顺时针或逆时针）的矢量和分量闭合差分量闭合差：组成闭合环的基线向量按同一方向（顺时针或逆时针）矢量的各个分量的和全长闭合差全长闭合差：分量闭合差的平方和开方环的闭合差1B2B3BnB1niiB222sXYZ全长闭合差XYZXYZ分量闭合差GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法

21、培训班42p同步观测环（同步环）三台或三台以上的GPS接收机进行同步观测所获得的基线向量（完全由同一观测时段的基线向量）所构成的闭合环第一时段第一时段第一时段第一时段第一时段第二时段同步环与非同步环GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班43p同步环检验 定义：检验同步环的闭合差大小 特性理论上理论上：采用严密算法（如GAMIT属于此种情况）所得到的同步环，无论观测值中是否含有误差，其环闭合差必为零。（构成同步环的基线向量之间是线性相关的）实践中实践中：如果算法不严密（目前大多数的商用软件均属于此种情况），其环闭合差通常不为零，但通常很小 结论：同步环闭合差很小，还不能说明基线解

22、算结果一定能够满足精度要求GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班44p独立基线向量 满足下面条件之一的为独立基线向量未构成同步闭合环的一组基线向量（例如：一条基线向量，未构成闭合环的一组同步观测基线）虽构成了闭合环，但并非所有基线都来自同一观测时段 提示完全由同步观测基线所构成的闭合环之间是线性相关的，是一组非独立基线向量GPS网应由相互独立的基线向量构成GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班45独立基线向量独立基线向量 同步观测基线向量的最大线性无关组及选取方式GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班46p独立环（异步环）由相互函数独立（线性无关

23、）的基线向量所构成的闭合环。（就是前面的非同步环）第一时段第一时段第一时段第一时段第一时段第二时段独立环与非独立环GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班47p独立环检验 定义：检验独立观测环的闭合差大小 特性：与同步环闭合差不同，即使采用严密算法，并且计算过程中未发生错误，独立观测环的闭合差通常也不为零，也不一定是个微小量 结论：独立观测环闭合差的大小，可作为评定基线解算结果质量的有力指标GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班p单基线解在多台GPS接收机同步观测中，每次选取两台接收机的GPS观测数据解算相应的基线向量p多基线解从m(m3)台GPS接收机同步观测值

24、中，由m-1条独立基线构成观测方程，统一解算出m-1条基线向量p国际导航卫星系统服务（IGS）提供全球导航卫星系统，包括GPS、GLONASS、GALILEO等卫星星历，卫星钟差以及相应卫星系统的地面基准站坐标等方面信息的国际组织/GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班492、基本规定、基本规定pGPS测量采用2000国家大地坐标系统采用GPS时间系统手簿记录宜采用世界协调时(UTC)p接收机应经检定合格，在有效期内使用p采用中误差为精度指标，以2倍为极限误差p当需要提供80或54或其他坐标成果时，应按坐标转换方法求得。GPS测量技

25、术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班3、级别划分和测量精度、级别划分和测量精度p级别划分GPS测量按照精度和用途分为AE级5等级p测量精度A级GPS网由CORS站构成BE级的精度应不低于表2要求GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班4、布设的原则、布设的原则p基本原则pGPS点命名p技术设计GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班52GPS控制网技术设计书控制网技术设计书p编写提纲 概述：测区位置，项目概况 技术依据：规范、标准 坐标系统与起算数据 网形设计 质量检核 选点埋石 外业观测 数据处理：软件、处理方法（包括基线解算与网平差） 成果资料GPS测量技

26、术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班53GPS网的基准网的基准pGPS网的基准包括 位置基准 尺度基准 方位基准GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班54GPS网的位置基准网的位置基准p位置基准的确定 自由网平差或拟稳平差对网的尺度无影响 固定一点（最小约束平差）对网的尺度无影响 固定多点（约束平差）对网的尺度有影响GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班55GPS网的尺度基准网的尺度基准p尺度基准的确定 GPS基线向量 测距边 已知点间的固定边 其他空间技术观测量（VLBI、SLR等）GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班56GPS网的方位

27、基准网的方位基准p方位基准的确定 GPS基线向量 起始方位 其他空间技术（如VLBI）提供的方位GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班57GPS网图形设计的内容网图形设计的内容pGPS网图形设计的内容 观测设计（同步观测图形、重复观测） 注意：GPS网无与精度和可靠性直接相关的图形设计问题（点位观测环境方面的问题除外）p两点重要提示 GPS网的图形强度与基线向量的数量和分布有关 GPS点的精度和可靠性与与其相连的基线向量数密切相关，相连的基线向量数越多，精度和可靠性越高GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班58GPS网图形设计的内容网图形设计的内容pGPS网布设

28、时的重复设站次数（观测时段数） GPS点反复进行设站观测的次数p复测边（重复边）的布置 复测边：同一基线向量不同时段的观测结果这两点也可看作GPS网测量的要求GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班59三角形网、多边形网、附和导线网、星形网p三角形网 定义：以三角形作为基本图形所构成的GPS网 特点优点：几何强度高、抗粗差能力强、可靠性高缺点：工作量大 进一步提高图形强度的方法加测对角线GPS网的基本图形网的基本图形GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班60GPS网的基本图形网的基本图形p多边形网 定义：以多边形（边数4）作为基本图形所构成的GPS网 特点：效率高

29、，工作量较小，图形强度虽不如三角形网，但若对多边形边数加以限制，仍能保证一定的强度GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班61GPS网的基本图形网的基本图形p附和导线网 定义：附和导线（或称附和路线）作为基本图形所构成的GPS网 特点：效率高，工作量较小，图形强度虽不如三角形网和多边形网，但若对多边形边数加以限制，仍能保证一定的强度GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班62GPS网的基本图形网的基本图形p星形网 定义：从一个已知点上分别与各待定点进行相对定位（待定点间一般无任何联系）所构成的GPS网特点：抗粗差能力极差应用：界址点、碎部点和低等级控制点（图根点）工

30、作模式：Go and Stop，RTK 提高可靠性的方法：从两个已知点（基准站）上对同一待定点（流动站）进行观测；适当复测GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班63图形设计中的注意事项图形设计中的注意事项pA、B级GPS网应布设成连续网，除边缘点外，每点至少应与3个点相连，C、D、E级GPS网可布设成多边形或附和导线。pA、B级GPS网点应与永久GPS跟踪站联测。联测站数满足相关要求。p各级GPS网中最简独立闭合环或附和导线的边数满足下表要求GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班64图形设计中的注意事项图形设计中的注意事项pA、B级GPS网点应与参加过全国天文大

31、地网整体平差的三角点、导线点及一、二等水准点重合p新布设的GPS网应与附近已有的国家高等级GPS点进行联测，联测点数不少于2个p大陆、岛、礁之间的A、B级GPS网的边长可视实际情况变通。重要岛礁与大陆之间的联测点数不得少于3个p为求得GPS点在某一参考坐标系中的坐标，应与该坐标系中的原有控制点进行联测，联测点数不得少于3个GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班65图形设计中的注意事项图形设计中的注意事项p当控制网的范围较大时，可采用分级布设的方法，即首先布设点数较少但等级较高的框架网，然后再布设项目所要求等级的全面网框架网全面网GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培

32、训班66GPS网的特征条件网的特征条件p若某GPS网由n个点组成，每点的设站次数为m，用N台GPS接收机进行观测 观测时段数C： 总基线数J总： 独立基线数J独： 必要基线数J必： 多余基线数J多：Cn m N 1 2JC NN总1JCN独1Jn必JJJ必独多GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班67GPS测量的作业流程测量的作业流程p测绘资料收集整理p仪器检验、检定p踏勘、选点、埋石p作业队进驻p卫星状态预报p观测计划制定p作业调度及外业观测p数据传输、转储、备份p基线解算及质量控制 GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班68最少观测时段数最少观测时段数p定义

33、 根据规范要求，布设一GPS网，需要观测的最少时段数。p特性 最少观测时段数与网的等级、点的数量和用于观测的接收机的数量有关。p计算公式：)INT(minmnRs最少观测期数网的点数参与观测的接收机数最少平均重复设站次数)INT(minmnRs最少观测期数最少平均重复设站次数网的点数)INT(minmnRs最少观测期数最少平均重复设站次数GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班69外业观测进度及费用预算外业观测进度及费用预算p用于估算工程进度 最少观测期数/单天观测期数+机动天数p用于估算外业观测作业成本 观测天数单天成本GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班70

34、图上设计图上设计p应收集的资料现有测量控制（平面控制点、水准点、GPS点）资料，包括：点之记、网图、成果表、技术总结等地形图、交通图测区总体建设规划、近期发展规划p图上设计考虑应用、保存、交通等因素GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班715、选点、选点p选点准备p点位基本要求 对空通视条件好，15以上不宜有成片障碍物。 便于仪器安置及观测作业。 远离可能的干扰源。 远离易引起多路径的环境。 地质条件良好、点位稳定、易于保存，尽可能顾及交通等条件。 充分利用符合要求的现有观测设施。 尽量选择测站小环境与周围大环境一致的地点。GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班

35、72p 选点作业实地探勘选点、标记。利用旧点时，应对其稳定性、可靠性和完好性进行检查。点名通常应取居民地名，C、D、E级点也可取山名、地名、单位名。少数民族地区的点名采用音译汉语名，可附原文。新旧点重合时，通常用原名，否则因注上原名。与水准点重合时，应注明水准点等级和编号。所有点应在现场绘制点之记。A级点还应填写地质概要、构造背景及地形地质略图。点位周围存在高于10的障碍物时，应绘制点的环视图。选点工作完成后，应绘制GPS网选点图。GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班73p选点后应上交的资料点之记和环视图（黑墨水填写）GPS网选点图选点工作总结GPS测量技术与定位方法培训班测

36、量技术与定位方法培训班746、埋石、埋石p 埋石基岩和基本标石的中心标志采用铜或不锈钢制作普通标石的中心标志可采用铁或坚硬的复合材料制作中心用十字丝或直径小于0.5mm的中心点表示p 埋石作业p 上交资料GPS点之记测量标志委托保管书标石建造拍摄的照片埋石工作总结GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班75（1）按工作原理分： 码相关型接收机 平方型接收机 混合型接收机（2）按信号通道的类型分： 多通道接收机 序贯通道接收机 多路复用通道接收机（3）根据接收信号的频率分：n单频接收机（L1）n双频接收机（L1+L2）（4）根据接收机的用途分：n导航型n测量型n授时型7、仪器、仪器

37、pGPS接收机的分类接收机的分类GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班p接收机选用A级网测量按有关规定执行BE级GPS网按表4规定执行pGPS接收机的检验 新购置GPS接收机的检验一般性检视、通电检验、试测检验 旧GPS接收机的检验一般性检视、通电检验、试测检验的准备部分GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班778、观测、观测pA级网pBE级GPS网观测的基本技术规定应符合表5的要求GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班78外业观测外业观测-调度方案调度方案p点连式形式 相邻的同步图形间只通过一个公共点相连。优点 作业效率高，图形扩展迅速。缺点

38、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。12点连式GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班79p边连式形式相邻的同步图形间有一条边（即两个公共点）相连。优点作业效率较高，图形强度较强。12边连式GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班80p网连式形式相邻的同步图形间有3个（含3个）以上的公共点相连。优点图形强度最强。缺点作业效率低。12网连式1GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班81GPS网作业进度图网作业进度图pGPS网作业进度图从已完成观测的同步图形中选取独立基线，在GPS网展点图上将被测点用直线连接起来，用以显示作业进度。p进

39、度图的绘制应选取独立基线；用不同的颜色表示不同时段的同步观测基线。p作用进行网形设计；掌握作业进度。同步图形的扩展GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班9、外业成果记录、外业成果记录p记录类型观测数据、测量手簿、其他记录p记录内容原始观测数据、对应观测值的GPS时间、测站与接收机初始信息测量手簿格式p记录要求 及时、认真、其他GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班10、数据处理、数据处理p原始格式RINEX格式方法pGPS数据文件的组织p外业数据质量检验 数据删除率定义：同一时段中，删除的观测值个数与获取的观测值总数的比值标准：不宜大于10% 复测基线的长度差G

40、PS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班84各级各级GPS测量的精度指标测量的精度指标22abDp相邻点间基线长度标准差p例如：Trimble GPS接收机a=5mmb=1ppmD=5kmGPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班85外业数据质量检验外业数据质量检验p同步环闭合差GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班p独立环闭合差及附和路线坐标闭合差GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班87GPS测量数据处理的流程测量数据处理的流程 数据采集数据采集 工具：GPS 接收机。 结果：记录在接收机中的原始观测数据。 数据传输数据传输 工具：数

41、据传输软件（功能模块） 。 结果：记录在计算机中的原始观测数据。 格式转换格式转换 工具：格式转换软件（功能模块） 。 结果：标准格式的数据。 基线解算基线解算 工具：基线计算软件（功能模块） 。 结果：GPS 基线向量解。 网平差网平差 工具：GPS 网平差软件（功能模块） 。 结果：点坐标、基准转换参数及相关统计信息。 是否完成所有观测和基线解算。 是 否 数据处理 结束 开始 四个阶段：1. 数据传输2. 格式转换（可选）3. 基线处理4. 网平差GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班88推算2个点固定3个点起算点质量的检验起算点质量的检验p 检查点法检查点法 方法：方法

42、：当有多个已知点时，当有多个已知点时，可先仅固定其中部分点进可先仅固定其中部分点进行平差，然后将平差得到行平差，然后将平差得到的点坐标与已知成果进行的点坐标与已知成果进行比较，以判定起算点成果比较，以判定起算点成果的质量。的质量。 特点：特点：实用性强，可用现实用性强，可用现有网平差软件进行，但需有网平差软件进行，但需要有三个以上的已知点。要有三个以上的已知点。GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班89起算点质量的检验起算点质量的检验p符合路线法 方法：方法：从某个已知点，经从某个已知点，经过由若干基线向量所组成过由若干基线向量所组成的导线，推算出另一已知的导线，推算出另一已知

43、点的坐标，对推算值与已点的坐标，对推算值与已知值进行比较，以判定起知值进行比较，以判定起算点成果的质量。算点成果的质量。 特点：特点：实用性强，但无法实用性强，但无法利用现有的网平差软件进利用现有的网平差软件进行行。GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班11、成果验收与上交资料成果验收与上交资料p成果验收p上交资料GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班GPS控制网案例分析控制网案例分析主要内容p技术设计书p观测方案p文件组织p基线解算基线解算(TTC)p网平差网平差(CosaGPS）p数据计算报告p技术总结报告2022-3-391GPS测量技术与定位方法培训班测

44、量技术与定位方法培训班三、三、GPS测量坐标系及坐标转换测量坐标系及坐标转换主要内容p大地测量参考系统大地测量参考系统 1954年北京坐标系 1980年西安坐标系 国家CGCS2000坐标系 WGS-84坐标系p坐标转换p地方坐标系的建立pGPS大地高与正常高的转换2022-3-392GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班2022-3-3931、大地测量参考系统1）平面参考系统2）高程参考系统坐标系原点、坐标轴、坐标系原点、坐标轴、尺度、基准及其有关计尺度、基准及其有关计算公式算公式GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班2022-3-394GPS测量坐标系测量坐

45、标系p代表地球形体的旋转椭球北京54(BJ54)：克拉索夫斯基椭球西安80(XA80)：IUGG1975国际椭球2000坐标系(CGCS2000)：WRS80椭球WGS-84坐标系：WGS-84椭球abGPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班WGS-84坐标系坐标系p几何定义坐标系的原点位于地球质心Z轴指向（国际时间局）BIH1984.0定义的协议地球极（CTP）方向X轴指向BIH1984.0的零度子午面和CTP赤道的交点Y周通过右手规则确定pWGS-84椭球基本参数长半轴a=6378137m椭球扁率分母1/f=298.57223563GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位

46、方法培训班2022-3-396CGCS2000系统系统p定义原点为包括海洋和大气的整个地球的质心Z轴由原点指向历元2000.0的地球参考极的方向X轴由原点指向格林尼治参考子午线与地球赤道面（历元2000.0）的交点Y轴与Z轴、X轴构成右手正交坐标系p椭球基本参数 长半轴 a6378137m 扁率 f1/298.257222101 CGCS2000与与ITRF97(2000参考历元参考历元) 等价等价GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班北京北京54坐标系坐标系p基本点参心大地坐标系以卡拉索夫斯基椭球为基础，经局部平差后产生的坐标系大地原点在原苏联的普尔科沃采用多点定位法进行椭球

47、定位p椭球基本参数长半轴 a=6378245m扁率分母f = 298.3GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班西安西安80坐标系坐标系p定义大地原点陕西省泾阳县永乐镇Z轴平行于地球质心指向地极原点方向X轴在大地起始子午面内与Z轴垂直指向经度0方向Y轴与Z、X轴成右手坐标系p椭球基本参数长半轴 a = 6378140m椭球扁率分母f=298.257GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班2、坐标转换、坐标转换p同基准下的坐标转换 XYZ-BLH BLH-XYZ 高斯投影/UTM投影 XY-BL BL-XY 换带计算GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训

48、班2022-3-3100p 不同基准下的坐标转换(1)三维转换模型(7参数、3参数)000111222)()1 (ZYXZYXRmZYX111)(XYXZYZR021210210XXXYYYZZZ GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班2022-3-3101zYXaaaaaama1413121, 14321000111111111222010000100001aaaaZYXXYZXZYYZXZYX转换值1413121, 1aaaaaaamzYXGPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班2022-3-3102转换值已知值222222222ZYXZYXVVVZYX已知值

49、2224321000111111111010000100001222ZYXaaaaZYXXYZXZYYZXVVVZYXGPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班2022-3-3103BJ54至CGCS2000三参数、七参数模型残差分布（杨华忠等） XA80至CGCS2000三参数、七参数模型残差分布（杨华忠等） GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班2022-3-3104(2) 二维转换模型四参数相似变换二元高次多项式211,0211,0nijiji jnijiji jXA X YYB X Y0cos sinx1k)0-sin cosyxxyy 新旧（ GPS测量技

50、术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班2022-3-31053、地方坐标系的建立、地方坐标系的建立1）目的减小图上距离或坐标反算距离与实测距离的差值；工程建设的急需；满足特定工程的精度要求；满足工程特定的使用习惯。2）依据：长度归化从观测表面到投影面，当投影面低于观测表面时变短，反之变长；高斯投影的长度比大于1，并且离中央子午线越远，长度比越大。在城市或工程建设地区要求归化变形和投影变形的代数和不超过1:40000(相当于每公里2.5cm)GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班2022-3-3106椭球膨胀法建立地方坐标系：保持参考椭球扁率不变，伸缩其长半轴，从而使观测地点

51、的平均高程面与采用的椭球面相切。GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班2022-3-3107 城市坐标系以过城市中心的子午线为中央子午线，按高斯投影建立平面直角坐标系O-xy。 工程坐标系工程区域中心的子午线为中央子午线，主体施工面为高程投影面。同时考虑换带和改变高程投影面的高斯坐标变换，例如：WGS84，平均纬度31度45分，L1=119度，H120米CPII055 3494163.120 524200.546CPII056 3493711.931 525397.906 转换为中央子午线L2=119度30分，高程投影面H2=30米的高斯坐标。 CPII055 3494166.

52、4925 476734.3337 CPII056 3493709.8380 477929.6204GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班4、GPS大地高与正常高的转换大地高与正常高的转换2022-3-3108大地水准面参考椭球面似大地水准面地球表面HgHhgHgghHH HHGPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班2022-3-3109卫星重力地形数据地面重力精密GPS精密水准重力似大地水准面离散GPS水准测量似大地水准面融合精密似大地水准面（国家高程基准）似大地水准面的实现为利用GPS快速确定正常高提供了保障GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班

53、2022-3-3110GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班四、四、GPS测量规范解测量规范解读读主要内容 全球定位系统(GPS)测量规范GB /T 18314-2009 CJJT 73-2010 卫星定位城市测量技术规范 全球定位系统实时动态测量(RTK)技术规范 CH/T 2009-20102022-3-3111GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班3/3/2022112五、五、 GPS RTK测量技术测量技术GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班主要内容（视频） 手簿设置与作业操作 低等控制点测量 碎步测量 施工放样 结果整理GPS测量技术

54、与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班1142.1 RTK测量与放样 1 所用仪器Topcon Hiper+双频双星（GPS/GLONASS）平面：10mm+1ppm高程：15mm+1ppm华测华测x91x91GPSL1&L2水平精度10mm+1ppm垂直精度20mm+1ppm鞭状天线鞭状天线天线接收天线接收机一体机机一体机GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班1152.1 RTK测量与放样 总体流程架设配置启动1基准站2流动站架设配置启动校正测量放样初始化3放样3测量、放样GPS测量技术与定位方法培训班测量技术与定位方法培训班116基准站选址要求1、视野开阔、视野开阔2、地势较高、地势较高3、测区中央、测区中央4、远离辐射、远离