第十章GPS测量的设计与实施

1、2022年4月23日12022年4月23日22022年4月23日3 GPS测量的设计与实施测量的设计与实施一、一、GPS技术设计的依据技术设计的依据1、GPS测量规范: 2001年发布的全球定位系统（GPS）测量规范. 1998年发布的全球定位系统城市测量技术规程.2、测量生产任务书: 测量生产任务书是针对该项测量任务的指令性技术文件,其规定了测量任务的范围、目的,需要达到的精度和密度以及提交成果资料的项目、完成任务的时间等指标。2022年4月23日4二、二、GPS网精度和密度的设计网精度和密度的设计 1、各等级精度的标准:全球定位系统（全球定位系统（GPS）测量规范）测量规范等级划分等级划分

2、 2022年4月23日5n1993年1月中美合作建立的AA级GPS点!n为永久性跟踪站! (为地球动力学服务)n地点:原武汉测绘科技大学。2022年4月23日692A级网级网: 全网由27个点组成,平均边长为800Km,在ITRF91地心参考框架中的定位精度优于0.1m,基线边长相对精度优于10-8。96A级网级网: 对92A级网进行改造,在我国西部地区增加了新点, 。96A级网共包括33个点,其中与92A级网点重合21个点。全网整体平差后,在ITRF93地心参考框架中的定位精度优于0.1m,基线边长的相对精度优于10-8。由国家测绘局和国家地震局等单位组织实施完成。2022年4月23日7国家

3、高精度国家高精度GPS B级网级网: 在国家GPS A级网控制下,建立了由818个点组成的国家高精度GPS B级网,分布全国各地(除台湾省外)。东部地区点位较密,平均边长为5070Km;中部地区点位平均边长为100Km;西部地区点位平均边长为150Km;外业自1991年至1995年结束。数据处理后,点位中误差相对于已知点在水平方向优于0.07m;垂直方向优于0.16m。平均点位中误差水平方向为0.02m;垂直方向为0.04m。基线边长相对精度达到10-7。2022年4月23日8全球定位系统城市测量技术规程全球定位系统城市测量技术规程等级划分等级划分2022年4月23日92、GPS网中点的密度的

4、要求( 单位 : Km )2022年4月23日10 三、三、GPS网的图形设计网的图形设计设计原则设计原则1、GPS网一般应通过独立观测边构成闭合图形，增加检核条件，提高网的可靠性。2、 GPS网点应尽量与原有地面控制网点重合。3、 GPS网点应尽量与地面水准点重合。4、 GPS网点尽量布设视野开阔和容易到达的地方。5、网点附近布设一通视良好的方位点。2022年4月23日116、GPS点位应远离大功率无线电发射源200米以外，远离高压输电线50米以外，避免电磁场的干扰。7、GPS点位附近不应有大面积水域和对GPS卫星信号有强烈吸收或干扰作用的物体，减少多路径效应的影响。2022年4月23日12

5、图形形状1、三角形网2、环形网3、星形网特点：特点：（1）方法简单、灵活，作业速度快。（2）发现和检查粗差的能力差。2022年4月23日13四、四、GPS测量的作业模式测量的作业模式1、（经典）静态定位模式：、（经典）静态定位模式：（1）作业方法：通常由点连、边连或网连等形式构网、同步观测、时段长短取决于网的等级。（2）精度：基线精度一般可达： 对于单频接收机：10 + 2 PPm D 对于双频接收机： 5 + 1 PPm D （D为基线长度）现在有的接收机的精度要好于上述精度！2022年4月23日14（3）适用范围：建立全球性或国家级的大地控制网以及建立高精度的工程控制网等。（4）特点及注意

6、事项：精度高、可靠性好，但耗费多（人力、物力和财力）。布网时一定要构成若干个异步环利于检核。2022年4月23日152 、快速静态定位模式、快速静态定位模式（1）作业方法:如图所示（仅需两台接收机、同步观测数分钟。）（2）精度 : 双频：5 + 1PPm D ，单频：10 + 2PPm D，（D为基线长度）2022年4月23日16（3）应用范围:一般工程或地籍控制网等。（4）特点及注意事项：速度快、消耗低、但可靠性差、精度一般。要求基准站与流动站的距离应小于20Km,流动站转移时不必连续跟踪卫星。可关闭接收机,降低能耗。2022年4月23日173、准动态定位模式、准动态定位模式（1）作业方法：

7、在1点上观测数分钟、在其它点上观测数秒钟即可。（2）精度: 中误差： = 12 Cm2022年4月23日18（3）应用范围:一般控制网的加密、工程定位及碎部测量等。（4）注意事项：要求基准站与流动站的距离应小于20Km,流动站在转移时应连续跟踪卫星信号不能失锁。如若信号失锁应在下一点上延长观测时间12分钟( 为什么?)。2022年4月23日194、动态定位模式、动态定位模式（1）作业方法:在1点上观测数分钟、在其它点上观测并连续运动。（2）精度: 基线 =12Cm2022年4月23日20（3）应用范围:测定运动目标的轨迹、道路中心线测量和航道测量等。（4）注意事项：要求基准站与流动站的距离应小

8、于20Km,流动站在转移时应连续跟踪卫星信号不能失锁。如若信号失锁应在下一点、上延长观测时间12分钟。2022年4月23日21五、实时动态测量五、实时动态测量的作业模式的作业模式1、实时动态定位技术、实时动态定位技术(RTK)简介简介:（1）基本思想）基本思想! 2022年4月23日22（2）新、旧模式比较）新、旧模式比较a)、旧模式必须事后处理,不利于实时检核,如超限须进行返工,浪费时间。b)、新模式随时可显示出用户站的坐标和精度,减少多余观测，提高了工作效率。2022年4月23日23实时动态测量的作业模式实时动态测量的作业模式2022年4月23日24实时动态测量的作业模式实时动态测量的作业

9、模式2022年4月23日25 2、RTK作业模式作业模式（1）快速静态测量定位模式（2）准动态测量定位模式（3）动态测量定位模式说明:（a）各种测量定位模式与前面一样,（1）其定位精度可达12Cm; （2）和（3）其定位精度亦可达Cm级。2022年4月23日26（b）动态测量定位模式应用于测量海上或空中的运动目标时,如果发生信号失锁,只有利用动态初始动态初始化技术化技术(AROF) , 重新完成初始化工作。（c）目前RTK技术已在20Km的范围内取得了很好的效果，随着数据传输设备性能和可靠性的完善和提高，以及数据处理软件功能的提高，其应用范围必将会不断地扩大。2022年4月23日273、RTK

10、技术的发展技术的发展 RTK技术以前一般是一个基准站和一个移动站。如果设一个基准站和若干个移动站，基准站和各个移动站之间利用不同的频率来传输数据，称为eRTK。这样可以大大的提高工作效率。(传统RTK作业距离一般为10Km左右!) 2022年4月23日281 1、香港、香港GPSGPS永久参考站网络永久参考站网络2022年4月23日292 2、新加坡、新加坡VRSVRS参考站网络参考站网络2022年4月23日302022年4月23日31九、外业观测成果的检核九、外业观测成果的检核1、观测数据的剔除率：、观测数据的剔除率：数据剔除率：不合格而被剔除的观测值个数与参加平差计算的观测值总数（同一时段）之比。据不同的精度要求，剔除率一般应不超过：5 10。2022年4月23日32返工说明：返工说明