GPS测量与数据处理ppt课件 06 GPS网及其建立

1GPS测量原理及应用

第六章：GPS网及其建立主讲：王华主讲人：王华2GPS网GPS网的建立过程GPS测量中的几个基本概念GPS网的质量及质量控制内容提要主讲人：王华31.GPS网GPS静态测量的优点测量精度高,其相对测量精度10-5~10-9选点灵活,无需造标,布网成本低可全天候作业观测时间短,作业效率高观测、处理自动化可获得三维坐标主讲人：王华4主讲人：王华5什么是GPS网GPS网是采用GPS定位技术建立的测量控制网，由GPS点和基线向量所构成。主讲人：王华6布设GPS网的目的易于引入外部基准基线向量无法提供位置基准，必须从外部引入构成网络，易于基准的传递提高测量成果的质量提供检核条件（闭合环、重复基线）主讲人：王华7GPS网的分类框架基准网大地控制网工程控制网测图控制网另类－连续运行的参考站网（CORS）深圳连续运行卫星定位服务系统GPS网的施测主讲人：王华8同步观测时段多台接收机多个时段观测逐步推进2.GPS网的建立过程主讲人：王华9主讲人：王华10建立GPS网的工作流程主讲人：王华11设计准备项目规划：位置及范围、用途及精度等级、点位分布及数量、成果形式及内容、时限要求、投资经费等技术设计：根据项目要求和相关技术规范进行项目的技术设计,完成项目技术设计书的编写资料收集整理：收集整理包括测区及周边地区已知点的点之记及其坐标成果和测区地形图等资料仪器检验和检定踏勘、选点、埋石主讲人：王华12测量实施实地了解测区情况:了解点位情况、测区内的经济发展、民风民俗、交通状况、作业人员生活安排等。卫星状况预报:根据测区的地理位置及最新的卫星历书数据,对卫星状况进行预报,作为选择合适观测时间段的依据。确定作业方案:根据卫星状况、测量作业的进展情况及测区的实际情况,确定出具体的作业方案(包括分组情况、GPS观测时段及测站分配)。外业观测:根据调度指令,按照作业规范进行外业观测。数据传输备份:将观测数据从接收机传输到计算机中,并进行备份,并核对观测记录手簿中的各记录项,进行数据转换。基线解算及其质量控制:对所获得的外业观测数据及时地进行处理,解算出基线向量,并对解算结果进行质量控制。主讲人：王华13数据处理网平差及其质量控制:对外业观测所得到的基线向量进行质量检验,并对由合格的独立基线向量所构成的GPS网进行平差,得出网中各点的坐标成果。如果需要利用GPS成果确定网中各点的正高或正常高,则还需要采用GPS水准方法进行相关数据处理。技术总结:根据GPS网的建立及数据处理情况进行全面的技术总结,包括在完成测量项目过程中所采用的手段、方法和最终的结果分析。成果验收:由甲方组织对乙方所提交的测量成果进行验收,验收的内容包括对所提交成果资料按照技术设计和技术规范进行检查,对观测基线进行抽查等。3.GPS测量中的几个基本概念主讲人：王华14观测时段从测站上开始接收卫星信号起至停止接收卫星信号间的连续工作的时间段称为观测时段。观测时段所持续的时间称为时段长度时段是GPS测量的基本时间单位;不同精度、不同等级的GPS测量对每点观测的时段数及时段长度具有不同的要求。主讲人：王华15同步观测两台或两台以上的GPS接收机对同一组卫星信号进行的观测称为同步观测。只有同步观测才有可能通过在接收机间求差的方式来消除或大幅度消弱卫星星历误差、卫星钟误差、电离层延迟、对流层延迟等误差。同步观测是相对定位中的一个基本原则。主讲人：王华16基线向量利用进行同步观测的GPS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称为基线向量,简称基线;与计算时所采用的卫星轨道数据同属一个坐标参照系;基线向量是GPS相对定位的结果,在建立GPS网的过程中,它是网平差时的观测量;GPS基线向量缺少绝对位置基准主讲人：王华17主讲人：王华18基线向量的表达方式空间直角坐标的坐标差大地坐标的坐标差站心地平坐标的坐标差表达方式之间可以转换基线向量复测基线及其长度较差在某两个测站间,由多个时段的同步观测数据所获得的多个基线向量解结果称为复测基线(不同观测时段对同一条基线的观测结果,也称为重复基线);两条复测基线的分量较差的模称为复测基线的长度较差;可作为评价基线质量的绝对指标。主讲人：王华19闭合环及环闭合差闭合环：由多条基线向量首尾相连所构成的闭合图形环闭合差：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：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：分量闭合差的平方和开方。主讲人：王华20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)所构成的闭合环主讲人：王华21同步环检验检验同步环的闭合差大小同步环闭合差很小,还不能说明基线解算结果一定能够满足精度要求主讲人：王华22独立基线向量若一组基线向量中的任何一条基线向量皆无法用该组中其他基线向量的线性组合来表示,即线性无关的一组基线向量未构成闭合环的一组基线向量虽构成了闭合环,但并非所有基线都来自同一观测时段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网应由独立基线向量构成主讲人：王华23独立基线向量的选取方式主讲人：王华24独立观测环（异步环）由相互函数独立(线性无关)的基线向量所构成的闭合环，即前面的非同步环，也称为异步环。主讲人：王华25独立环检验定义：检验独立观测环的闭合差大小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，能够更加充分地暴露出基线向量中存在的问题，更加客观反映GPS测量的质量。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。主讲人：王华264.GPS网的质量及质量控制主讲人：王华27GPS网的质量精度：可以通过一系列的精度指标来加以评价,如相邻点的分量中误差、距离中误差和网无约束平差的基线向量残差等可靠性反映了GPS网应对观测值和起算数据中可能存在的粗差的能力的高低,分为内可靠性和外可靠性;所建立出的网发现粗差的能力称为网的内可靠性,能发现的粗差越小,内可靠性越高;所建立出的网抵御粗差的能力称为网的外可靠性,受可能存在的粗差影响越小,外可靠性越高。成果适用性：指的是点的数量、分布以及点位设施是否符合项目的要求,是否满足后续应用的要求主讲人：王华28质量控制质量检验：对GPS网的中间产品及最终成果的质量进行评估，确定其是否符合质量要求；通常通过一些列量化的指标来加以判定，因此，需要有评定质量的指标。质量改善：通过采取适当的