大地测量技术应用1

1、折光系数一般为0.09-0.16之间实际作业时可以通过测定测区的平均折光系数、选择有利观测时间、对向观测、提高视线高度、短边传递高程等方法来消除或者减弱大气垂直折光的影响2.4 导线测量导线的布设 导线共分四个等级，每个等级的精度与相对应的三角锁网应当一致 一、二等必须布设成环状，三、四等可以布设成符合导线 主要技术指标见P12导线点纵横向中误差和导线点纵横向中误差和 点位中误差的概念点位中误差的概念2222222222,pxyxyxyfffMmmtumm等边直伸支导线的精度分析等边直伸支导线的精度分析0002222222222222222(1)(21)6(1.5)3DDSDmnmmtnmLm

2、mnnuLLnmmnLL等边直伸附合导线的精度分析等边直伸附合导线的精度分析 1、附合导线平差后各边方位角中误差iii222m3 (1)1(1)(2)kmii nikinn nn 222,112212C ZSSttnmLnmkn等边直伸附合导线平差后 中点的纵向中误差,1(3.5)(3.5)83831(3.5)83C ZummnLnunSnkn22tSuStuSmMkmkmmMkkSS考虑起算数据误差后附合导线考虑起算数据误差后附合导线 中点的点位误差中点的点位误差0,2222,11.22.2 23.QZABQZZCZQZCZQZtmmLuMttuu选点、造标和埋石边长测量：p13表1-2-7

3、、1-2-8水平角观测垂直角观测导线测量概算导线测量作业及概算3.1 GPS控制网等级 A级由卫星定位连续运行基准站组成，用于建立国家一等大地控制网，进行全球性的地球动力学研究、地壳形变测量和卫星精密定轨； B级主要用于建立国家二等大地控制网，建立地方或城市坐标基准框架，区域性的地球动力学研究、地壳形变测量和各种精密工程测量； C级主要用于建立三等大堤控制网，以及区域、城市及工程测量的基本控制网； D用于建立国家四等大地控制网； E级主要用于测图、施工等控制测量。 全球定位系统的全称是：全球定位系统的全称是：导航卫星测时测距导航卫星测时测距/全球全球定位系统（定位系统（Navigation S

4、atellite Timing and Ranging / Global Positioning System），），简简称称GPS。1973年年12月，美国国防部批准陆、海、月，美国国防部批准陆、海、空三军联合研制第二代的卫星导航系统空三军联合研制第二代的卫星导航系统全球全球定位系统（定位系统（GPS）。该系统是以卫星为基础的无）。该系统是以卫星为基础的无线电导航系统，具有全能性（陆地、海洋、航空、线电导航系统，具有全能性（陆地、海洋、航空、航天）、全球性、全天候、连续性、实时性的导航天）、全球性、全天候、连续性、实时性的导航、定位和定时等多种功能。能为各类静止或高航、定位和定时等多种功能。

5、能为各类静止或高速运动的用户迅速提供精密的瞬间三维空间坐标、速运动的用户迅速提供精密的瞬间三维空间坐标、速度矢量和精确授时等多种服务。速度矢量和精确授时等多种服务。GPS系统组成24颗卫星颗卫星 （21颗颗工作卫星工作卫星+3颗备用颗备用卫星卫星 ），），6个近圆个近圆形轨道面，高度约形轨道面，高度约20200km，轨道倾，轨道倾斜斜55 ，轨道平面，轨道平面升交点赤经相差升交点赤经相差60 ，周期约，周期约11小时小时58分分GPS系统的特点 一一定位精度高定位精度高二二观测时间短观测时间短三三测站间无需通视测站间无需通视四四可提供三维坐标可提供三维坐标五五操作简便操作简便六六全天候作业全天

6、候作业七七功能多，应用广功能多，应用广GPS基本观测量GPS的基本观测量包括：的基本观测量包括： 伪距观测量伪距观测量：以测距码（：以测距码（P码和码和C/A码）作为观码）作为观测信号所获得的观测量。测信号所获得的观测量。 载波相位观测量载波相位观测量：以测距码的载波作为观测信：以测距码的载波作为观测信号所获得的观测量。号所获得的观测量。 积分多普勒观测量积分多普勒观测量：以多普勒频移作为观测信：以多普勒频移作为观测信号所获得的观测量。号所获得的观测量。观测方程222222()()()()()()()()()()()()()()sisisiiiitRtionitropiimuliiiiiitR

7、itionitropiimuliitRtionitropiXXYYZZcVcViVVXXYYZZcVcVNVVcVcVVV 接收机钟差改正卫星钟差改正电离层改正()iimuliiN对流层改正整周模糊度改正星历误差改正多路径误差改正随机误差改正定位方式 定位可分为绝对定位和相对定位 差分可分为单差、双差和三差 求解的关键在于解算模糊度和探测周跳3.2 卫星连续运行基准站网的布设国家基准站网：用于维持和更新国家地心坐标参考框架的基准站网，是国家基础地理信息基础框架之一，也是国家经济建设、国防建设的基础设施，用于开展全国范围内的高精度定位导航、工程建设和科学研究服务。全国共建设360个基准站点区域基

8、准站网：在省、市、地区建立的基准站网，主要构成高精度、连续运行的区域坐标基准框架，为省、市、地区提供不同精度的位置服务和相关信息服务。为达到cm级的定位精度，网络RTK的布设间距不应超过80km。专业应用站网：由专业部门或机构根据专业需要建立的基准站网，用于开展专业信息服务。根据专业需要，当满足分米级的定位要求时，基准站布设间距一般为100-150km。基准站设计与选址图上选址实地踏勘远离易产生多路经的地物以及电磁波干扰区域防水、排水防风、防雷电力线、通讯线的布设满足温度、湿度的要求基础设施建设接收机、天线气象设备电源、通讯设备雷电防护设备计算机集成柜设备配置与安装以计算机和网络技术为基础，用

9、于数据存储、处理分析和产品服务。系统主要包括管理系统、数据处理分析系统和产品服务系统应考虑数据的安全性、可靠性、保密性和可恢复性数据中心数据专线无线扩频卫星通讯国家站应每日定时传输，区域站和专业站应具备数据实时传输能力数据通信网络网的技术设计：已知数据获取、数据分析、图上选点、实地踏勘、设定联测方案，最后提交技术设计书等3.3 GPS网的布设观测站（即接收天线安置点）应远离大功率的无线电发射台和高压输电线，以避免其周围磁场对GPS卫星信号的干扰。接收机天线与其距离，一般不得小于200m；观测站附近不应有大面积的水域，或对电磁波反射（或吸收）强烈的物体，以减弱多路径效应的影响；观测站应设在易于安

10、置接收设备的地方，且视场开阔。在视场内周围障碍物的高度角，根据情况一般应小于1015；点位的选址与埋石观测站应选在交通方便的地方，并且便于用其它测量手段联测和扩展；对于基线较长的GPS网，还应考虑观测站附近，应具有良好的通信设施（电话与电报、邮电）和电力供应，以供观测站之间的联络和设备用电；点位选定后（包括方位点），均应按规定绘制点之记，其主要内容包括，点位及点位略图，点位的交通情况以及选点情况等。依据国家相关规定接收机的检验GPS观测的实施 级别级别项目项目ABCDE卫 星 高 度 角卫 星 高 度 角（1 ） 10 15 15 15 15观测时段数观测时段数 8 6 2 2 2时段长度时段

11、长度(min) 180 120 90 60 60数据采样间隔数据采样间隔(s)15161560156015601560观测有效卫星观测有效卫星总数总数 20 9 6 4 4级级 别别ABCD、E单频单频/双频双频双频双频双频双频双频或单双频或单频频单频或双单频或双频频标称标称精度精度优于优于5mm+0.5ppm优于优于5mm+1ppm优于优于5mm+2ppm优于优于5mm+3ppmGPS观测设备级级 别别ABCD、E观测量观测量载波相载波相位位载波相载波相位位载波相载波相位位载波载波相位相位同步观测接收同步观测接收机数机数 4 3 2 2121212GPS观测方案严格对中、整平，天线指北认真检

12、查仪器、天线及电源的连接情况后方可开机开机后应输入测站编号、天线高等信息每个时段观测前后分别量取天线高作业要求及时下载检查数据的完整性以规定的格式存储数据做好数据备份数据下载与存储数据检查内容：观测卫星总数、数据可利用率、多路径效应应小于0.5m、接收机钟的日稳定性不低于10-8等技术总结包括：任务来源、任务内容、完成情况、作业依据、采用的基准、已有资料利用情况、作业的组织实施、仪器检验、质量控制、技术问题的处理、存在的问题和建议、成果提交内容等数据检查与技术总结3.4 GPS RTK测量临时基站RTK测量 基准站的观测点位选择和系统设置：建立项目、坐标系统管理、频率的选择、RTK工作方式选择

13、、基准站坐标输入等 流动站的设置：与基准站设置大致相同 中继站电台的设立：不必设在已知点上，将基准站的信号传递给流动站网络RTK测量 单基站RTK技术 虚拟基站技术VRS 主副站技术MAC3.5 GPS测量数据处理外业数据质量检查数据剔除率：不大于10%复测基线长度差：同步环闭合差：独立环闭合差和附合路线坐标闭合差2 2sd333,555xyzwww3,3,3,3 3xyzswn wn wn wn精处理后基线分量以及边长的重复性：需做固定误差和比例误差的拟合，作为衡量基线精度的参考指标各时段的较差：满足规范要求独立环闭合差或附合路线坐标闭合差：满足规范要求GPS网基线精处理结果质量检核 基线向量提取：应选取独立基线、应构成闭合图形、根据RMS、RDOP、RATIO选取基线、选取短基线、能构成边数较少的异步环的基线 三维无约束平差：发现基线粗差、调整基线区权重 约束平差和联合平差：根据质量标准转换到地方坐标系 质量分析与控制：基线向量改正数、相对中误差GPS网平差4.1 常用坐标系 子午圈：包含旋转轴的平面与椭球面相交所得的椭圆 所有的子午圈形状和大小相同 平行圈：垂