外業(yè)觀測操作手冊

1、1.外業(yè)觀測操作手冊1. 1.1靜態(tài)觀測方法我們在gps相對靜態(tài)測量的一章中已經(jīng)詳細(xì)地介紹了 gps靜態(tài)測量的過程，其中選點與 埋石、外業(yè)觀測這兩部分為具體的野外觀測，這就是我們現(xiàn)在要介紹的主要內(nèi)容。在野外觀測 之前，還介紹了如何制定觀測計劃。1. 1.1.1選點和埋石2. 一、選點選點即觀測站位置的選擇。在gps測量中并不要求觀測站之間相互通視，網(wǎng)的圖形選擇 也 比較靈活，因此選點比經(jīng)典控制測量簡便得多。但為了保證觀測工作的順利進行和可靠地保持 測疑結(jié)果，用戶注意使觀測站位置具有以下的條件： 確保gps接收機上方的天空開闊gps測量主要利用接收機所接收到的衛(wèi)星信號，而且 接收機上空越開闊，則

2、觀測到的衛(wèi)星數(shù)目越多。一般應(yīng)該保證接收機所在平而15以上的范圍 內(nèi)沒有建筑物或者大樹的遮擋。 周囤沒有反射面，如大面積的水域，或?qū)﹄姶挪ǚ瓷洌ɑ蛭眨娏业奈矬w（如玻璃 墻，樹木等），不致引起多路徑效應(yīng)。遠(yuǎn)離強電磁場的干擾。gps接收機接收衛(wèi)星廣播的微波信號，微波信號都會受到電磁場的影響而產(chǎn)生噪聲，降低 信噪比，影響觀測成果。所以gps控制點最好離開高壓線、微波站或者產(chǎn)生強電磁i：擾的 場 所。鄰近不應(yīng)有強電磁輻射源，如無線電臺、電視發(fā)射天線、高壓輸電線等，以免干擾gps衛(wèi)星 信號。通常，在測站周圍約200m的范囤內(nèi)不能有大功率無線電發(fā)射源（如電視臺、電臺、微波 站等）；在50nl內(nèi)不能有高壓

3、輸電線和微波無線電信號傳遞通道。觀測站最好選在交通便利的地方以利于其它測量手段聯(lián)測和擴展：地面基礎(chǔ)穩(wěn)固，易于點的保存。注意：用戶如果在樹木、覘標(biāo)等對電磁波傳播影響較大的物體下設(shè)觀測站，當(dāng)接收機工 作 時，接收的衛(wèi)星信號將產(chǎn)生畸變，這樣即使采集時各項指標(biāo)，如觀測衛(wèi)星數(shù)、dop值等都 較好, 但觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量很差。建議用戶可根據(jù)需要在gps點大約300米附近建立與其通視的方位點，以便在必要時 采用 常規(guī)經(jīng)典的測量方法進行聯(lián)測。在點位選好后，在對點位進行編號時必須注意點位編號的合理性，在野外采集時輸入的觀 測站名由四個任意輸入的字符組成，為了在測后處理時方便及準(zhǔn)確，必須不使點號重復(fù)。建議 用戶在編號時

4、盡量采用阿拉伯?dāng)?shù)字按順序編號。2. 二、埋石在gps測量中，網(wǎng)點一般應(yīng)設(shè)置具有中心標(biāo)志的標(biāo)石，以精確標(biāo)志點位。具體標(biāo)石類型 及 其適用級別可參照全球怎位系統(tǒng)（gps）測量規(guī)范。各種類型的標(biāo)石應(yīng)設(shè)有中心標(biāo)志。基巖 和基本標(biāo)石的中心標(biāo)志應(yīng)用銅或不銹鋼制作。普通標(biāo)石的中心標(biāo)志可用鐵或堅硬的復(fù)合 材料制 作。標(biāo)志中心應(yīng)刻有清晰、精細(xì)的十字線或嵌入不同顏色金屬（不銹鋼或銅）制作的 直徑小于 0.5mm的中心點。并應(yīng)在標(biāo)志表而制有“gps”及施測單位名稱。3. ll 2制定觀測計劃在施測前，建議用戶根據(jù)網(wǎng)的布設(shè)方案、規(guī)模的大小、精度要求、gps衛(wèi)星星座、參與作業(yè) 的gps數(shù)量以及后勤保障條件（交通、通信）

5、等，制泄觀測計劃。1.一、確定工作量用戶根據(jù)網(wǎng)的精度要求、接收機數(shù)目，顧及效率及網(wǎng)的精度、可靠性而確定工作量。具 體 方法可參考有關(guān)規(guī)范。這里僅強調(diào)一下觀測時段、時段長度（同步觀測時間）與基線長度等的關(guān) 系。為了在后處理中能取得符合精度的成果，必須保證接收機的一過同步觀測時間，其長短 取 決于眾多的因素：如基線長度、觀測衛(wèi)星的數(shù)目、衛(wèi)星的空間位置精度因子（pd0p）及大 氣層 （主要指電離層）狀況。如果用戶在4顆以上的衛(wèi)星且pd0p值小于4.0的情況下進行觀測，那 么所需的觀測時間將主要取決于基線的長度及電離層擾動。電離層的擾動是隨時間及點位的位置而變化的。由于電離層的擾動在夜間要小得多，因此

6、 夜間的觀測時間通?？梢詼p小一半，或者測程增加一倍。所以，夜間將有利于10km以上的長基 線測量。但是，除非有特別的限制條件，否則要規(guī)立精確的觀測時間是不客觀的。下而僅就一般情 況下同步觀測的時段數(shù)及時段的長度必須滿足的要求提供一個參考值：項目衛(wèi)星高度角觀測時段數(shù)基線平均距離 km)時段長度* (min)級別0c鼻15210 7560 -120d215三1 657050 -100e215三1 60. 2s540 s80當(dāng)采用邊連接方式可以用下式估算所需時段總數(shù)():為接收機的數(shù)目：為gps網(wǎng)的點數(shù)：為相對定位的觀測時段數(shù)。2.值得注意的是大多數(shù)情形下，只需對基線向量觀測一個時段。二、采用分區(qū)觀

7、測若gps網(wǎng)的點數(shù)較多，而參與同步觀測時段的靜態(tài)gps接收機數(shù)目有限時，建議分區(qū)進 行 觀測。但必須在相鄰分區(qū)設(shè)程公共點，且公共點的數(shù)量一般不得少于3個。當(dāng)相鄰分區(qū)的 公共 點點數(shù)過少，將使網(wǎng)形強度變差，從而般響網(wǎng)的精度，而增加公共點數(shù)則又會延緩測量工作的進 程，這一點請用戶根據(jù)網(wǎng)的要求慎重考慮。在一個觀測分區(qū)內(nèi)，用戶還可根據(jù)參加作業(yè)的接收機數(shù)量，分成若干個同步觀測的子區(qū)(每 個子區(qū)必須有兩臺以上的接收機)，這樣整個測區(qū)就很容易進行作業(yè)管理，從而有利于作業(yè)效率 的提氤3. 三、選擇觀測時段在gps測疑中，所測衛(wèi)星與觀測站所組成的幾何圖形，英強度可取空間位卷精度因子(pdop) 來表示。無論是絕

8、對左位或相對龍位，英值均不應(yīng)超過一泄的要求。對應(yīng)各精度等級，pdop值 應(yīng)不超過下表所列限值。表5-2級別ci)pdopw4w6w6注：為了保證觀測的質(zhì)量，實際上pdop 一般在4.0以下才采集數(shù)拯。最佳觀測時間確泄后，在觀測工作開始之前，須制左觀測工作的進程表及接收機的調(diào)度計 劃。尤其當(dāng)gps網(wǎng)的規(guī)模較大，參加作業(yè)的接收機較多時，建議用戶仔細(xì)地制泄和選擇這些計 劃的優(yōu)化方案，這對于順利地實現(xiàn)預(yù)定的觀測任務(wù)極為重要。觀測工作的進程計劃，涉及到網(wǎng)的規(guī)模、精度要求、作業(yè)的接收機數(shù)目和后勤保障條件等， 在實際工作中，應(yīng)根據(jù)最優(yōu)化的原則合理制定。1.4. 野外觀測一、安置儀器首先，在選好的觀測站點上安

9、放三腳架。注意觀測站周囤的環(huán)境必須符合上述的條件，即 凈空條件好，遠(yuǎn)離反射源，避開電磁場干擾等。因此，安放時用戶應(yīng)盡疑避免將接收機放 在樹 蔭、建筑物下，也不要在靠近接收機的地方使用對講機，手提電話等無線設(shè)備。然后，小心打開儀器箱，取出基座及對中器，將苴安放在腳架上，在測點上對中、整平 基 座。最后，從儀器箱中取出gps天線或內(nèi)置天線的gps接收機，將苴安放在對中器上，并將 其 緊固，再分別取出電池、電纜等英它配件（內(nèi)置電池的接收機除外），并將它們安裝在腳架上， 同時連接gps接收機。在安置儀器時用戶要注意下而的幾點： 當(dāng)儀器需安卷在三角點覘標(biāo)的基板時，應(yīng)先將覘標(biāo)頂部拆除，以防止對信號的干擾，

10、這 時，可將標(biāo)志的中心投影在基板上，作為安置儀器的依據(jù)：基座上的水準(zhǔn)管必須嚴(yán)格居中： 如整個控制網(wǎng)在同步觀測過程中使用同樣的gps接收天線，則應(yīng)使天線朝同一個方向, 如使用不同的gps接收天線，則應(yīng)使天線的極化方向指向同一方向，如指北。大部分天 線用指 北方向來表明天線的極化方向。表（5-3）表示出了中海達(dá)天線的極化方向。這是由于天線的相 位中心與幾何中心不重合，兩者可能有2-3亳米之差，如它們不指向同一方向，則會影響gps測 疑的精度。2. 二、量測天線高安宜好儀器后，用戶應(yīng)在各觀測時段的前后，各量測天線高一次，量至亳米。量測時，由 標(biāo)石（或其它標(biāo)志）中心頂端量至天線中規(guī)左量測天線的位苣（圖

11、5-2） o圖5-2址測天線商 采用下而公式計算天線高：:為標(biāo)石或其它標(biāo)志中心頂端到天線下沿所量距離:天線半徑：:天線相位中心至天線底部疑測位苣的距離。所算即為天線高。兩次量測的結(jié)果之差不應(yīng)超過3mm,并取其平均值。其中，、通常由廠家提供，下表列出了一些接收機的這兩個參數(shù)：表5-3（單位：毫米）天線型號極化方向量測方法hd8200內(nèi)置單頻天線7858而板方向下沿原盤邊hd8200b內(nèi)置單頻天線97.520而板方向量到藍(lán)白相間處at2200 （雙頻天線）8910電纜插座方向戢到上下蓋接縫at1200 （單頻天線）8910電纜插座方向量到上下蓋接縫應(yīng)當(dāng)說明的是，務(wù)種天線高的量測位宜不一樣，其量測位

12、置應(yīng)參見其本身的說明，中海達(dá) 為各種gps接收機配備的天線有更加簡便的量測方式，在hds2003數(shù)據(jù)處理軟件中可直接 設(shè)置 天線的斜高，軟件會自動汁算，下圖所示為at1200和at2200天線高的量測方法，具體 天線高 的計算和輸入可以在hds2003數(shù)拯處理軟件中進行，操作過程可參見第十五章“天線 管理器” 使用一節(jié)。在具有異步環(huán)的gps相對測量中，即使用戶只需要平而坐標(biāo)，也必須輸入準(zhǔn)確的天線高，否 則無法正確地進行后續(xù)一系列網(wǎng)平差解算過程。3. 三、啟動儀器在啟動儀器時，通常應(yīng)按如下步驟操作：1、確認(rèn)在接收機采集器電源均關(guān)閉的情況下，分別連上電源電纜、數(shù)據(jù)采集電纜。2、打開主機上的開關(guān)，若

13、電源燈為綠色，則表示電量符合要求，若為紅色，則表示電量不 足，應(yīng)更換電池。3、按照相應(yīng)儀器的操作規(guī)程開機觀測，具體步驟請參看產(chǎn)品手冊。4、保證同步觀測的苴它gps接收機也處于觀測狀態(tài)。靜態(tài)差分測量是根據(jù)幾臺接收機共 同時間段所接收的數(shù)據(jù)進行差分解算，所以幾臺接收機同時觀測必須保證數(shù)據(jù)同步，并且 要保 證足夠的數(shù)據(jù)。5、觀測的時候，要保證接收機設(shè)卷了合適的采樣間隔和高度截止角。注：gps測址是通過地面接收設(shè)備接收衛(wèi)星傳送的信息來確定地而點的三維坐標(biāo)。測雖結(jié)果的誤差主要來 源于gps衛(wèi)星、衛(wèi)星信號的傳播過程和地面接收設(shè)備。通過選擇有效的衛(wèi)星及其高度角a、可以減少電離層和對流層折射產(chǎn)生的影響：b、可

14、以消除多路徑效應(yīng)：c、可以有效地剔除有干擾的衛(wèi)星。6、記錄觀測站點的點輕、天線高、觀測時段及相應(yīng)的觀測文件爻且。在同一天（gps時）內(nèi)，如測站需及時段序號一樣則出現(xiàn)同名。用戶在出測前一泄要合 理 安排好，盡量避免出現(xiàn)重名的情況。注：由于gps時和北京時間相差大約8個小時，因此如果在北京時間凌晨0時至早上8時前施測.gps時 仍然是北京時間的前一天，因此用戶一定婆注總此時輸入的時段序號不要重復(fù)（例如又從1開始，這就和北 京時間的前一天的第一個時段重復(fù)），建議用戶最好仍然是按gps時來il算時段序號，即每天凌晨0時至早上 的8點仍然算前一天的時段序號。4. 四、觀測按照預(yù)泄的觀測時間進行觀測。注意

15、：在采集時測站不可移動，采集不能中斷，組成基線的兩臺接收機連續(xù)同步采集時 間 必須符合要求，否則數(shù)據(jù)可能不可靠。如出現(xiàn)意外情況，應(yīng)及時通知英它觀測站點。5. 五、撤站結(jié)束采集之后，用戶必須確認(rèn)觀測站的全部預(yù)定作業(yè)項目均已按規(guī)左完成。這時，退出 采 集過程，一泄要先關(guān)閉主機電源，如采用了外部采集器，還需要退出采集程序并關(guān)閉采集器。拔 出gps電源電纜、數(shù)據(jù)采集電纜，將接收機、基座對點器、電池等附件妥善放回儀器箱內(nèi)。6. 六、野外觀測的注意事項在野外觀測時，用戶必須注意：1、如果儀器從與室外溫度相差較大的室內(nèi)或汽車內(nèi)取出，必須讓具有一個預(yù)熱的過程， 時間大約為10分鐘左右。2、用戶在插撥電纜時，必

16、須牢記先關(guān)掉接收機電源，否則將使串口設(shè)備保護性關(guān)閉而不 能正常工作。3、確認(rèn)外接電源及天線等各項連接無誤后才接通電源，啟動接收機。4、儀器如長時間不使用，將可能需要較長時間搜索gps衛(wèi)星（2-3分鐘）。2. 1.2 hd8200b靜態(tài)觀測記錄hd8200b為一體化靜態(tài)測量gps接收機，只要打開接收機的電源開關(guān)，整個記錄過程就會 自動完成。1 .利用hd8200b作業(yè)時，首先應(yīng)該使用hd8200b數(shù)據(jù)傳輸軟件中的相應(yīng)功能設(shè)置好接收 機的采樣間隔和衛(wèi)星的高度截止角，設(shè)置方法請參見工具軟件一章中hd8200b數(shù)據(jù)傳 輸軟件一節(jié)。2 .架設(shè)gps接收機，整平、對中后，疑天線高。hd8200b的天線高量

17、測方法如下圖所 示：3.打開接收機的電源開關(guān)，等待記錄燈轉(zhuǎn)綠后表示接收機已經(jīng)開始觀測。4.hd8200儀器而板燈的狀態(tài)及其代表的含義：記錄燈閃紅，電源燈為綠色表明正在跟蹤衛(wèi)星，電壓足夠且穩(wěn)泄記錄燈閃綠，電源燈為綠色表明衛(wèi)星已鎖立，并記錄數(shù)據(jù)電源燈閃綠閃爍次數(shù)表明鎖定的衛(wèi)星數(shù)電源燈為紅色電池欠壓，必須盡快更換充足電的電池記錄燈為持續(xù)紅色主機向外發(fā)送數(shù)拯，常發(fā)生在數(shù)拯傳輸時記錄燈為紅球交替閃爍主機在線升級時接收固件信息5. 在儀矜觀測記錄本上記錄下測站名.天線高、觀測時段等，留待內(nèi)業(yè)處理。6.結(jié)束觀測時，應(yīng)按住開關(guān)2秒等待電源燈熄火后，再撤站。在記錄過程中切不可搬站。3. 1.3手簿控制器靜態(tài)觀測

18、記錄hd8200. hd8800. hd8000. hd8500. hd8900. hd9900 等型號 gps 接收機均可以進行用 psioy手簿控制器進行靜態(tài)采集。psion手簿控制器的使用請參見附錄。下面主要介紹運行在 psion手簿控制器上的靜態(tài)采集軟件的使用。注：psion控制潛為選購件非儀器的標(biāo)準(zhǔn)配置。1.1.3.1手簿軟件的安裝psion手毅控制器的靜態(tài)采集軟件共包括以下幾個文件：zhs*. img, sys$tty*. img, sys$8087 ldd, chinese. 1 ib,（注：不同的接收機,*代表不同的字母）等幾個文件，各型 號接收機在使用手簿進行靜態(tài)數(shù)據(jù)采集時使用的對應(yīng)文件如下：表54型號運行主文件庫文件hd8100,hd8200hd8000zhsc. imgzhsd. imgchinese. libhd8900zhsj. imgch