GPS測(cè)量技術(shù)與外業(yè)觀測(cè)PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1GPS測(cè)量技術(shù)與外業(yè)觀測(cè)測(cè)量技術(shù)與外業(yè)觀測(cè)PPT課件課件7.1 GPS測(cè)量步驟及質(zhì)量要求測(cè)量的工作步驟（以基線向量網(wǎng)為例）工程項(xiàng)目的提出測(cè)區(qū)位置及其范圍提交成果的內(nèi)容用途和精度等級(jí)點(diǎn)位分布及點(diǎn)的數(shù)量第1頁(yè)/共40頁(yè)技術(shù)設(shè)計(jì)測(cè)繪資料的搜集與整理儀器的檢驗(yàn)踏勘、選點(diǎn)埋石時(shí)限要求投資經(jīng)費(fèi)第2頁(yè)/共40頁(yè)v 測(cè)量實(shí)施實(shí)地了解測(cè)區(qū)情況衛(wèi)星狀況預(yù)報(bào)確定作業(yè)方案外業(yè)觀測(cè)數(shù)據(jù)傳輸與轉(zhuǎn)儲(chǔ)基線處理與質(zhì)量評(píng)估重復(fù)“確定作業(yè)方案”、“外業(yè)觀測(cè)”、“數(shù)據(jù)傳輸轉(zhuǎn)儲(chǔ)”及“基線處理與質(zhì)量評(píng)估”四步，直至完成所有GPS觀測(cè)工作第3頁(yè)/共40頁(yè)v 測(cè)后工作結(jié)果分析（網(wǎng)平差處理與質(zhì)量評(píng)估）技術(shù)總結(jié)成果驗(yàn)收第4頁(yè)/共40頁(yè)G

2、PS測(cè)量質(zhì)量的評(píng)定v 精度指標(biāo)22)(Dba：網(wǎng)中相鄰點(diǎn)間的距離中誤差(mm)；a：固定誤差(mm)；b：比例誤差(ppm)；D：相鄰點(diǎn)間的距離(km)。第5頁(yè)/共40頁(yè)v GPS網(wǎng)的等級(jí)測(cè)量分類固定誤差a(mm)比例誤差b(ppm)相鄰點(diǎn)距離(km)A50.11002000B8115250C105540D1010215E1020110第6頁(yè)/共40頁(yè)v 各類GPS網(wǎng)的用途A級(jí)網(wǎng)一般為區(qū)域或國(guó)家框架網(wǎng)、區(qū)域動(dòng)力學(xué)網(wǎng)B級(jí)網(wǎng)為國(guó)家大地控制網(wǎng)或地方框架網(wǎng)C級(jí)網(wǎng)為地方控制網(wǎng)和工程控制網(wǎng)D級(jí)網(wǎng)為工程控制網(wǎng)E級(jí)網(wǎng)為測(cè)圖網(wǎng)。第7頁(yè)/共40頁(yè) 美國(guó)聯(lián)邦大地測(cè)量分管委員會(huì)（Federal Geodetic Co

3、ntrol Subcommittee-FGCS）在1988年公布的GPS相對(duì)定位的精度標(biāo)準(zhǔn)中有一個(gè)AA級(jí)的等級(jí)，其要求固定誤差3mm，比例誤差0.01ppm，此等級(jí)的網(wǎng)一般為全球性的坐標(biāo)框架和地球動(dòng)力學(xué)測(cè)量。第8頁(yè)/共40頁(yè)測(cè)量規(guī)范v 主要內(nèi)容：精度分級(jí)網(wǎng)的設(shè)計(jì)要求選點(diǎn)與埋石的要求儀器設(shè)備類型要求檢定內(nèi)容外業(yè)觀測(cè)及記錄要求數(shù)據(jù)處理成果驗(yàn)收與上交資料第9頁(yè)/共40頁(yè)v 目的：指導(dǎo)規(guī)范GPS測(cè)量工作v 規(guī)范的種類：全球定位系統(tǒng)GPS測(cè)量規(guī)范，1992，國(guó)家測(cè)繪局全球定位系統(tǒng)城市測(cè)量規(guī)程，1997，建設(shè)部.第10頁(yè)/共40頁(yè)第11頁(yè)/共40頁(yè)7.2 GPS技術(shù)設(shè)計(jì)的編寫技術(shù)設(shè)計(jì)的作用v 作業(yè)、數(shù)據(jù)處

4、理的技術(shù)依據(jù)v 技術(shù)設(shè)計(jì)的內(nèi)容項(xiàng)目來(lái)源測(cè)區(qū)概況工程概況技術(shù)依據(jù)第12頁(yè)/共40頁(yè)現(xiàn)有測(cè)繪成果施測(cè)方案作業(yè)要求觀測(cè)質(zhì)量控制數(shù)據(jù)處理方案提交成果要求第13頁(yè)/共40頁(yè)7.3 GPS接收機(jī)的檢定接收機(jī)的檢定利用基線場(chǎng)進(jìn)行儀器檢定零基線的檢定 檢驗(yàn)儀器的內(nèi)部噪聲第14頁(yè)/共40頁(yè)基座的檢定其它設(shè)備的檢定尺的檢定第15頁(yè)/共40頁(yè)7.4 GPS網(wǎng)的設(shè)計(jì)7.4.1 GPS基線向量網(wǎng)的布網(wǎng)形式跟蹤站式會(huì)戰(zhàn)式多基準(zhǔn)站式同步圖形擴(kuò)展式單基準(zhǔn)站式第16頁(yè)/共40頁(yè)v 跟蹤站式的布網(wǎng)形式：若干臺(tái)接收機(jī)長(zhǎng)期固定安放在測(cè)站上，進(jìn)行常年、不間斷的觀測(cè)，即一年觀測(cè)365天，一天觀測(cè)24小時(shí)，這種觀測(cè)方式很象是跟蹤站，因此，

5、這種布網(wǎng)形式被稱為跟蹤站式（實(shí)際上就是跟蹤站）。數(shù)據(jù)處理通常采用精密星歷。優(yōu)點(diǎn)：精度極高，具有框架基準(zhǔn)特性。缺點(diǎn)：需建立專門的永久性建筑即跟蹤站，觀測(cè)成本很高。適用范圍：一般用于建立GPS跟蹤站（AA級(jí)網(wǎng)），永久性的的監(jiān)測(cè)網(wǎng)（ 如用于監(jiān)測(cè)地殼形變、大氣物理參數(shù)等的永久性監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)）。第17頁(yè)/共40頁(yè)v 會(huì)戰(zhàn)式的布網(wǎng)形式：在布設(shè)GPS網(wǎng)時(shí)，一次組織多臺(tái)GPS接收機(jī)，集中在一段不太長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，共同作業(yè)。在作業(yè)時(shí)，觀測(cè)分階段進(jìn)行，在同一階段中，所有的接收機(jī)，在若干天的時(shí)間里分別各自在同一批點(diǎn)上進(jìn)行多天、長(zhǎng)時(shí)段的同步觀測(cè)，在完成一批點(diǎn)的測(cè)量后，所有接收機(jī)又都遷移到另外一批點(diǎn)上采用相同方式，進(jìn)行另一階段

6、的觀測(cè)，直至所有點(diǎn)觀測(cè)完畢。優(yōu)點(diǎn)：可以較好地消除SA等因素的影響，因而具有特高的尺度精度。適用范圍：用于布設(shè)A、B級(jí)網(wǎng)。第18頁(yè)/共40頁(yè)v 多基準(zhǔn)站式的布網(wǎng)形式：若干臺(tái)接收機(jī)在一段時(shí)間里長(zhǎng)期固定在某幾個(gè)點(diǎn)上進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的觀測(cè)，這些測(cè)站稱為基準(zhǔn)站，在基準(zhǔn)站進(jìn)行觀測(cè)的同時(shí)，另外一些接收機(jī)則在這些基準(zhǔn)站周圍相互之間進(jìn)行同步觀測(cè)。優(yōu)點(diǎn)：各個(gè)基準(zhǔn)站之間進(jìn)行了長(zhǎng)時(shí)間的觀測(cè)，因此，可以獲得較高精度的定位結(jié)果，這些高精度的基線向量可以作為整個(gè)GPS網(wǎng)的骨架。另外一方面，其余的進(jìn)行了同步觀測(cè)的接收機(jī)間除了自身間有基線向量相連外，它們與各個(gè)基準(zhǔn)站之間也存在有同步觀測(cè)，因此，也有同步觀測(cè)基線相連，這樣可以獲得更強(qiáng)的

7、圖形結(jié)構(gòu)。適用范圍：C，D。第19頁(yè)/共40頁(yè)第20頁(yè)/共40頁(yè)v 同步圖形擴(kuò)展式的布網(wǎng)形式：多臺(tái)接收機(jī)在不同測(cè)站上進(jìn)行同步觀測(cè)，在完成一個(gè)時(shí)段的同步觀測(cè)后，又遷移到其它的測(cè)站上進(jìn)行同步觀測(cè)，每次同步觀測(cè)都可以形成一個(gè)同步圖形，在測(cè)量過程中，不同的同步圖形間一般有若干個(gè)公共點(diǎn)相連，整個(gè)GPS網(wǎng)由這些同步圖形構(gòu)成。優(yōu)點(diǎn)：擴(kuò)展速度快，圖形強(qiáng)度較高，且作業(yè)方法簡(jiǎn)單。適用范圍：C，D。第21頁(yè)/共40頁(yè)v 單基準(zhǔn)站（星形網(wǎng)）式的布網(wǎng)形式：以一臺(tái)接收機(jī)作為基準(zhǔn)站，在某個(gè)測(cè)站上連續(xù)開機(jī)觀測(cè)，其余的接收機(jī)在此基準(zhǔn)站觀測(cè)期間，在其周圍流動(dòng)，每到一點(diǎn)就進(jìn)行觀測(cè)，流動(dòng)的接收機(jī)之間一般不要求同步，這樣，流動(dòng)的接收機(jī)

8、每觀測(cè)一個(gè)時(shí)段，就與基準(zhǔn)站間測(cè)得一條同步觀測(cè)基線，所有這樣測(cè)得的同步基線就形成了一個(gè)以基準(zhǔn)站為中心得星形。優(yōu)點(diǎn)：效率高。缺點(diǎn)：圖形強(qiáng)度弱適用范圍：D，E。第22頁(yè)/共40頁(yè)基準(zhǔn)站流動(dòng)站第23頁(yè)/共40頁(yè)7.4.2 同步圖形的連接方式點(diǎn)連式邊連式網(wǎng)連式混連式第24頁(yè)/共40頁(yè)v 點(diǎn)連式形式：相鄰的同步圖形間只通過一個(gè)公共點(diǎn)相連。優(yōu)點(diǎn)：作業(yè)效率高，圖形擴(kuò)展迅速。缺點(diǎn)：圖形強(qiáng)度低，如果連接點(diǎn)發(fā)生問題，將影響到后面的同步圖形。12第25頁(yè)/共40頁(yè)v 邊連式形式：相鄰的同步圖形間有一條邊（即兩個(gè)公共點(diǎn)）相連。優(yōu)點(diǎn)：作業(yè)效率較高，圖形強(qiáng)度較強(qiáng)。12第26頁(yè)/共40頁(yè)v 網(wǎng)連式形式：相鄰的同步圖形間有3個(gè)

9、（含3個(gè)）以上的公共點(diǎn)相連。優(yōu)點(diǎn)：圖形強(qiáng)度最強(qiáng)。缺點(diǎn)：作業(yè)效率低。12第27頁(yè)/共40頁(yè)v 混連式形式：相鄰的同步圖形間有3個(gè)（含3個(gè)）以上的公共點(diǎn)相連。優(yōu)點(diǎn)：圖形強(qiáng)度最強(qiáng)。缺點(diǎn)：作業(yè)效率低。第28頁(yè)/共40頁(yè)7.4.3 GPS基線向量網(wǎng)的設(shè)計(jì)指標(biāo)效率指標(biāo)可靠性指標(biāo)精度指標(biāo)費(fèi)用指標(biāo)第29頁(yè)/共40頁(yè)v 效率指標(biāo)Smin：最少觀測(cè)時(shí)段數(shù)R：最少重復(fù)觀測(cè)期數(shù)n：點(diǎn)數(shù)m：儀器數(shù))INT(minmnRsdssem inSd：設(shè)計(jì)觀測(cè)時(shí)段數(shù)第30頁(yè)/共40頁(yè)v 可靠性指標(biāo)trlllr：多余獨(dú)立觀測(cè)基線數(shù)；lt：總獨(dú)立觀測(cè)基線數(shù)。第31頁(yè)/共40頁(yè)v 精度指標(biāo)相鄰點(diǎn)距離中誤差。采用協(xié)因數(shù)矩陣Q或與其有關(guān)的

10、一些指標(biāo)來(lái)衡量。第32頁(yè)/共40頁(yè)7.4.4 GPS基線向量網(wǎng)的設(shè)計(jì)原則v 選點(diǎn)的原則為保證對(duì)衛(wèi)星的連續(xù)跟蹤觀測(cè)和衛(wèi)星信號(hào)的質(zhì)量，要求測(cè)站上空應(yīng)盡可能的開闊，在1015高度角以上不能有成片的障礙物。為減少各種電磁波對(duì)GPS衛(wèi)星信號(hào)的干擾，在測(cè)站周圍約200m的范圍內(nèi)不能有強(qiáng)電磁波干擾源，如大功率無(wú)線電發(fā)射設(shè)施、高壓輸電線等。為避免或減少多路徑效應(yīng)的發(fā)生，測(cè)站應(yīng)遠(yuǎn)離對(duì)電磁波信號(hào)反射強(qiáng)烈的地形、地物，如高層建筑、成片水域等。為便于觀測(cè)作業(yè)和今后的應(yīng)用，測(cè)站應(yīng)選在交通便利，上點(diǎn)方便的地方。測(cè)站應(yīng)選擇在易于保存的地方。第33頁(yè)/共40頁(yè)v 提高可靠性的原則增加觀測(cè)期數(shù)（增加獨(dú)立基線數(shù)）。保證一定的重復(fù)設(shè)站次數(shù)。保證每點(diǎn)與三條以上的獨(dú)立基線相連。最小異步環(huán)邊數(shù)不大于6。第34頁(yè)/共40頁(yè)v 提高精度的原則網(wǎng)中距離較近的點(diǎn)一定要進(jìn)行同步觀測(cè)，以獲得它們間的直接觀測(cè)基線。建立框架網(wǎng)。最小異步環(huán)邊數(shù)不大于6 。適當(dāng)引入高精度測(cè)距邊。若要進(jìn)行高程擬合，水準(zhǔn)點(diǎn)密度要高，分布要均勻，且要將擬合區(qū)域包圍起來(lái)。適當(dāng)延長(zhǎng)觀測(cè)時(shí)間，增加觀測(cè)時(shí)段。選取適當(dāng)數(shù)量的已知點(diǎn)，已知點(diǎn)分布均勻。第35頁(yè)/共40頁(yè)7.5 GPS測(cè)量的作業(yè)組織7.5.1 GPS測(cè)量隊(duì)伍的組織結(jié)構(gòu)內(nèi)業(yè)處理人員外業(yè)