大學(xué)實(shí)習(xí)報告-GPS測量技術(shù)報告

1、.GPS控制測量技術(shù)報告一、實(shí)習(xí)目的通過實(shí)習(xí)進(jìn)一步深入了解GPS原理以及在測繪中的應(yīng)用,鞏固課堂所學(xué)的知識. 熟練掌握GPS靜態(tài)定位的外業(yè)觀測、基線解算、GPS網(wǎng)平差的技術(shù)方法。其目的是通過實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)使學(xué)生掌握GPS衛(wèi)星定位技術(shù)的基本原理、GPS接收機(jī)的基本操作知識，能夠利用GPS接收機(jī)進(jìn)行實(shí)際作業(yè)，并能夠比較熟練地運(yùn)用隨機(jī)軟件和控制網(wǎng)平差軟件進(jìn)行GPS測量數(shù)據(jù)的處理與分析。二、測區(qū)概況本測區(qū)為 在測區(qū)內(nèi)布置的控制點(diǎn)選在易于安置接收設(shè)備，視野周圍15以上，不應(yīng)有障礙物以避免GPS信號被遮擋或吸收，盡量遠(yuǎn)離大功率，無線電發(fā)射源，其距離不小于200米，同時要盡量覆蓋該測區(qū)，有利于其他傳統(tǒng)測量手段擴(kuò)展

2、與聯(lián)測的地方。三、儀器設(shè)備和軟件GPS控制測量采用Ashtech locus單頻接收機(jī),其靜態(tài)精度為：靜態(tài)基線 ±（5mm +1ppmD） 高 程 ±（10mm+2ppmD）平面精度要求：0.020m + 1ppm高層精度要求：0.040m + 2ppm內(nèi)業(yè)采用Ashtech Solution專業(yè)處理軟件（包含數(shù)據(jù)傳輸、基線向量處理、GPS網(wǎng)平差軟件、多種GPS數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換等功能），完全能滿足GPS控制測量數(shù)據(jù)處理的要求。四、控制網(wǎng)的布設(shè)與觀測1、GPS布網(wǎng) 利用GPS測量的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)測GPS控制點(diǎn)6個，其中已知點(diǎn)2個，未知點(diǎn)4個，組成最小同步環(huán)15 個，測站數(shù)6個，總的基線

3、數(shù)15個，復(fù)測基線數(shù)35個，符合規(guī)范中的要求。2、GPS觀測 在實(shí)際外業(yè)觀測過程中,使用3臺Ashtech型GPS接收機(jī),同時在三個GPS點(diǎn)上進(jìn)行觀測, 有效觀測衛(wèi)星數(shù)4顆, 時段長度30分鐘,當(dāng)三臺接收機(jī)都達(dá)到5km時才可以搬站。時間, 以保證觀測精度。 在觀測過程中三臺接收機(jī)如果出現(xiàn)其中一臺沒電時，應(yīng)立即更換電池，重新設(shè)置觀測。 丈量天線高度,用斜高，均從天線的三面丈量三次, 在三次較差不大于3mm時,取平均值為最后結(jié)果。 在觀測過程中, 自始至終有人值守, 并經(jīng)常檢查有效衛(wèi)星的歷元數(shù)是否符合要求,否則及時通知其它兩臺儀器, 延長時段 3、補(bǔ)測重測 第一周觀測數(shù)據(jù)由于衛(wèi)星接受信號不好，造成

4、基線處理后無法達(dá)到精度，平差也無法進(jìn)行，數(shù)據(jù)無法使用，所以進(jìn)行重測。五、數(shù)據(jù)處理1、將接收機(jī)手簿上的觀測數(shù)據(jù)導(dǎo)入計算機(jī)數(shù)據(jù)處理軟件中，建立文件，調(diào)取數(shù)據(jù)，先探測粗差、基線解算（分條、分時段、整體等）、網(wǎng)平差方式。 2、誤差評估，誤差檢驗(yàn)是指嚴(yán)格按照規(guī)范所進(jìn)行的基線質(zhì)量的檢驗(yàn)、無約束平差質(zhì)量檢驗(yàn)、約束平差質(zhì)量檢驗(yàn)；平差結(jié)果的精度估計。六、平差計算及影響GPS基線解算結(jié)果因素的判別1、數(shù)據(jù)處理(分兩部分: 基線處理和質(zhì)量控制,含:基線處理軟件,基線解算方法,同步環(huán)閉合差,異步環(huán)閉合差,重復(fù)基線閉合差的統(tǒng)計等內(nèi)容;網(wǎng)平差處理及質(zhì)量控制,含:網(wǎng)平差軟件,坐標(biāo)參照系,網(wǎng)平差過程,三維無約束和二維約束平差

5、結(jié)果,基線向量改正數(shù)統(tǒng)計,相鄰點(diǎn)距離中誤差統(tǒng)計等內(nèi)容。2、 對于影響GPS基線解算結(jié)果因素，有些是較容易判別的，如衛(wèi)星觀測時間太短、周跳太多、多路徑效應(yīng)嚴(yán)重、對流層或電離層折射影響過大等；但對于另外一些因素卻不好判斷了，如起點(diǎn)坐標(biāo)不準(zhǔn)確?；€起點(diǎn)坐標(biāo)不準(zhǔn)確的判別對于由起點(diǎn)坐標(biāo)不準(zhǔn)確所對基線解算質(zhì)量造成的影響，目前還沒有較容易的方法來加以判別，因此，在實(shí)際工作中，只有盡量提高起點(diǎn)坐標(biāo)的準(zhǔn)確度，以避免這種情況的發(fā)生。衛(wèi)星觀測時間短的判別關(guān)于衛(wèi)星觀測時間太短這類問題的判斷比較簡單，只要查看觀測數(shù)據(jù)的記錄文件中有關(guān)對與每個衛(wèi)星的觀測數(shù)據(jù)的數(shù)量就可以了，有些數(shù)據(jù)處理軟件還輸出衛(wèi)星的可見性圖，這就更直觀了

6、。周跳太多的判別對于衛(wèi)星觀測值中周跳太多的情況，可以從基線解算后所獲得的觀測值殘差上來分析。目前，大部分的基線處理軟件一般采用的雙差觀測值，當(dāng)在某測站對某顆衛(wèi)星的觀測值中含有未修復(fù)的周跳時，與此相關(guān)的所有雙差觀測值的殘差都會出現(xiàn)顯著的整數(shù)倍的增大。多路徑效應(yīng)嚴(yán)重、對流層或電離層折射影響過大的判別對于多路徑效應(yīng)、對流層或電離層折射影響的判別，我們也是通過觀測值殘差來進(jìn)行的。不過與整周跳變不同的是，當(dāng)路徑效應(yīng)嚴(yán)重、對流層或電離層折射影響過大時，觀測值殘差不是象周跳未修復(fù)那樣出現(xiàn)整數(shù)倍的增大，而只是出現(xiàn)非整數(shù)倍的增大，一般不超過1周，但卻又明顯地大于正常觀測值的殘差。應(yīng)對措施基線起點(diǎn)坐標(biāo)不準(zhǔn)確的應(yīng)對

7、方法要解決基線起點(diǎn)坐標(biāo)不準(zhǔn)確的問題，可以在進(jìn)行基線解算時，使用坐標(biāo)準(zhǔn)確度較高的點(diǎn)作為基線解算的起點(diǎn)，較為準(zhǔn)確的起點(diǎn)坐標(biāo)可以通過進(jìn)行較長時間的單點(diǎn)定位或通過與WGS-84坐標(biāo)較準(zhǔn)確的點(diǎn)聯(lián)測得到；也可以采用在進(jìn)行整網(wǎng)的基線解算時，所有基線起點(diǎn)的坐標(biāo)均由一個點(diǎn)坐標(biāo)衍生而來，使得基線結(jié)果均具有某一系統(tǒng)偏差，然后，再在GPS網(wǎng)平差處理時，引入系統(tǒng)參數(shù)的方法加以解決。衛(wèi)星觀測時間短的應(yīng)對方法若某顆衛(wèi)星的觀測時間太短，則可以刪除該衛(wèi)星的觀測數(shù)據(jù)，不讓它們參加基線解算，這樣可以保證基線解算結(jié)果的質(zhì)量。周跳太多的的應(yīng)對方法若多顆衛(wèi)星在相同的時間段內(nèi)經(jīng)常發(fā)生周跳時，則可采用刪除周跳嚴(yán)重的時間段的方法，來嘗試改善基

8、線解算結(jié)果的質(zhì)量；若只是個別衛(wèi)星經(jīng)常發(fā)生周跳，則可采用刪除經(jīng)常發(fā)生周跳的衛(wèi)星的觀測值的方法，來嘗試改善基線解算結(jié)果的質(zhì)量。多路徑效應(yīng)嚴(yán)重由于多路徑效應(yīng)往往造成觀測值殘差較大，因此，可以通過縮小編輯因子的方法來剔除殘差較大的觀測值；另外，也可以采用刪除多路徑效應(yīng)嚴(yán)重的時間段或衛(wèi)星的方法。七、誤差分析1衛(wèi)星星歷誤差，衛(wèi)星星歷誤差實(shí)際上就是衛(wèi)星位置的確定誤差，其大小取決于衛(wèi)星跟蹤的數(shù)量及空間分布，觀測值數(shù)量及精度2接收機(jī)鐘誤差，減弱方法是的把每一個觀測時刻接收機(jī)差當(dāng)作一個獨(dú)立未知參數(shù)在數(shù)據(jù)處理中與觀測站的位置參數(shù)一并求解3衛(wèi)星信號傳播誤差，包括電離層和對流層時廷誤差4多路徑誤差，多路徑誤差是指衛(wèi)星信

9、號通過不同的路徑傳輸?shù)浇邮諜C(jī)天線多路徑效應(yīng)不反與反射系數(shù)有關(guān)，也與反射物離測站的距離及衛(wèi)星的信號方向有關(guān)，由于無法建立準(zhǔn)確的誤差改正模型，只能恰當(dāng)?shù)倪x擇地點(diǎn)測量，避開信號反射物5人差，儀器沒有完全對中，沒有絕對整平八、注意事項(xiàng)在作業(yè)期間,需要注意如下事項(xiàng): (1) 嚴(yán)格按照儀器的操作規(guī)程進(jìn)行觀測,記錄正確,字體端正,字跡清晰. (2) 絕對保證人身和儀器安全.在外業(yè)測量時,對儀器要愛護(hù),不野蠻操作,堅(jiān)決做到人不離儀器.如有違反儀器操作規(guī)程損壞儀器者,損壞儀器須照價賠償,并給予相應(yīng)的處分. (3) 同事之間要相互團(tuán)結(jié)與協(xié)作,要互相幫助. (4) 遵守紀(jì)律,聽從指揮,測量期間無特殊原因不得請假,請

10、假須事先得到有關(guān)部門的批準(zhǔn),否則將進(jìn)行相應(yīng)的處理.在實(shí)習(xí)期間必須遵守學(xué)校的紀(jì)律和各項(xiàng)規(guī)章制度. (5) 有問題及時向有關(guān)部門,小隊(duì)長或小組長報告九、實(shí)習(xí)心得通過兩周的，我受益匪淺，從以前的朦朧認(rèn)識到如今較為清晰的感性認(rèn)識；使我對所學(xué)的專業(yè)有了更深刻的了解，培養(yǎng)了我更加濃厚的專業(yè)興趣；加深了對學(xué)過的課程的認(rèn)識；深刻認(rèn)識到科技的發(fā)展對工程的作用，了解當(dāng)今測量行業(yè)現(xiàn)狀的復(fù)雜性和艱巨性?？偟膩碚f也是這樣，我們是一個集體，大家都要積極，如果大家都不管，都怕累怕曬，我想就算再給我們兩周的時間實(shí)習(xí)也不能結(jié)束如果不會不懂，至少我們能守住儀器，保護(hù)好儀器這次實(shí)習(xí)讓我更加知道了科技發(fā)達(dá)對社會發(fā)展的推進(jìn)性，更加讓我

11、知道了集體的重要性，個人對集體的重要性十、附相關(guān)數(shù)據(jù)表 附表1 測站點(diǎn)位附表2基線平差附表3環(huán)閉合分析附表4 基線處理測站點(diǎn)位 95% 固 定 測 站 名 測 站 描 述 坐 標(biāo) 誤 差 狀 態(tài) 狀 態(tài) 1 GPS1 HBSY01 East. 531906.997 0.000 已平差 Nrth. 3374944.044 0.000 Elev. 37.339 0.000 2 GPS3 HBSYO3 East. 532036.869 0.002 已平差 Nrth. 3374935.547 0.002 Elev. 38.482 0.004 3 GPS4 HBSYO4 East. 532087.622

12、 0.002 已平差 Nrth. 3375051.485 0.002 Elev. 37.222 0.004 4 GPS2 HBSY02 East. 531944.388 0.002 已平差 Nrth. 3374847.919 0.003 Elev. 60.181 0.005 5 GPS5 HBSY05 East. 531966.102 0.002 已平差 Nrth. 3375030.965 0.002 Elev. 59.331 0.003 6 GPS6 HBSYO6 East. 531769.440 0.002 已平差 Nrth. 3374938.665 0.002 Elev. 60.594

13、0.003 測 站 名 測 站 描 述 收 斂 比 例 因 子 高 程 因 子 1 GPS1 HBSY01 0 10.119 1.00001255 1.00001348 2 GPS3 HBSYO3 0 10.160 1.00001266 1.00001330 3 GPS4 HBSYO4 0 10.176 1.00001270 1.00001350 4 GPS2 HBSY02 0 10.130 1.00001258 1.00000989 5 GPS5 HBSY05 0 10.138 1.00001260 1.00001003 6 GPS6 HBSYO6 0 10.075 1.00001245 1

14、.00000983基線平差 基 線 標(biāo) 識 基線長 殘 差 基 線 分 量 殘 差 Tau Test 1 GPS6-GPS1 5/31 5:04 139.609 0.004 X -116.055 0.002 Y -77.236 -0.004 Z -7.510 0.000 2 GPS6-GPS2 5/31 5:04 197.079 0.006 X -178.097 0.002 Y -30.094 -0.005 Z -78.841 -0.001 3 GPS6-GPS1 5/31 5:47 139.609 0.003 X -116.055 -0.001 Y -77.236 0.002 Z -7.51

15、0 0.002 4 GPS6-GPS1 5/31 7:39 139.609 0.003 X -116.055 -0.002 Y -77.236 -0.002 Z -7.510 0.000 5 GPS6-GPS5 5/31 7:38 217.244 0.002 X -159.813 -0.000 Y -124.534 -0.001 Z 78.396 -0.002 6 GPS1-GPS4 5/31 2:17 210.159 0.005 X -142.471 0.000 Y -124.070 -0.005 Z 92.062 -0.001 7 GPS1-GPS3 5/31 2:17 130.151 0

16、.003 X -120.573 0.001 Y -48.493 -0.002 Z -7.069 -0.002 8 GPS1-GPS3 5/31 2:55 130.151 0.004 X -120.573 -0.002 Y -48.493 -0.003 Z -7.069 0.002 9 GPS1-GPS2 5/31 5:04 105.639 0.001 X -62.042 0.000 Y 47.142 -0.000 Z -71.331 -0.001 10 GPS1-GPS5 5/31 6:58 107.386 0.005 X -43.758 -0.003 Y -47.298 0.004 Z 85

17、.906 0.002 11 GPS1-GPS5 5/31 7:39 107.386 0.002 X -43.758 0.000 Y -47.298 0.002 Z 85.906 0.001 12 GPS1-GPS5 5/31 8:37 107.386 0.002 X -43.758 0.001 Y -47.298 -0.000 Z 85.906 0.001 13 GPS1-GPS4 5/31 8:31 210.159 0.004 X -142.471 0.001 Y -124.070 0.001 Z 92.062 -0.003 14 GPS5-GPS4 5/31 8:37 125.204 0.

18、005 X -98.713 -0.001 Y -76.772 0.004 Z 6.156 -0.003 15 GPS5-GPS4 5/31 9:03 125.204 0.006 X -98.713 -0.001 Y -76.772 0.005 Z 6.156 0.003 環(huán)閉合分析平面精度要求: 0.020m + 1ppm 日 期: 06/03/09高程精度要求: 0.040m + 2ppm 工程文件: SY09.spr置 信 度: 95% 誤差.單 位: 米_ 環(huán) 向 量 環(huán) 長 閉 合 差 水平相對精度 高程相對精度 QA 1 GPS6-GPS2 05/31 05:04 GPS6-GPS1

19、 05/31 05:04 GPS1-GPS2 05/31 05:04 442.327 X: 0.000 1:399517 1:-987540 Y: -0.001 Z: -0.000 2 GPS6-GPS2 05/31 05:04 GPS6-GPS5 05/31 07:38 GPS1-GPS5 05/31 06:58 GPS1-GPS2 05/31 05:04 627.346 X: -0.000 1:773634 1:191040 Y: 0.001 Z: 0.003 3 GPS6-GPS2 05/31 05:04 GPS6-GPS5 05/31 07:38 GPS5-GPS3 05/31 10:

20、11 GPS1-GPS3 05/31 02:17 GPS1-GPS2 05/31 05:04 770.722 X: 0.003 1:95330 1:-436525 Y: -0.007 Z: -0.002 4 GPS6-GPS2 05/31 05:04 GPS6-GPS5 05/31 07:38 GPS5-GPS4 05/31 08:37 GPS1-GPS4 05/31 02:17 GPS1-GPS2 05/31 05:04 855.325 X: 0.004 1:67731 1:304326 Y: -0.012 Z: 0.003 5 GPS6-GPS2 05/31 05:04 GPS6-GPS5

21、 05/31 07:38 GPS5-GPS4 05/31 08:37 GPS4-GPS3 05/31 02:16 GPS1-GPS3 05/31 02:17 GPS1-GPS2 05/31 05:04 901.881 X: 0.008 1:51869 1:-3124692 Y: -0.016 Z: -0.000 6 GPS6-GPS5 05/31 07:38 GPS6-GPS1 05/31 05:04 GPS1-GPS5 05/31 06:58 464.236 X: 0.001 1:242044 1:-124401 Y: -0.002 Z: -0.004 7 GPS6-GPS5 05/31 0

22、7:38 GPS6-GPS1 05/31 05:04 GPS1-GPS4 05/31 02:17 GPS5-GPS4 05/31 08:37 692.214 X: -0.003 1:60026 1:-212436 Y: 0.011 Z: -0.003 8 GPS6-GPS5 05/31 07:38 GPS6-GPS1 05/31 05:04 GPS1-GPS3 05/31 02:17 GPS5-GPS3 05/31 10:11 607.612 X: -0.003 1:87074 1:461123 Y: 0.006 Z: 0.001 9 GPS6-GPS5 05/31 07:38 GPS6-GP

23、S1 05/31 05:04 GPS1-GPS3 05/31 02:17 GPS4-GPS3 05/31 02:16 GPS5-GPS4 05/31 08:37 738.771 X: -0.007 1:45377 1:-4638273 Y: 0.015 Z: -0.000 10 GPS1-GPS5 05/31 06:58 GPS1-GPS4 05/31 02:17 GPS5-GPS4 05/31 08:37 442.748 X: -0.004 1:32956 1:935484 Y: 0.013 Z: 0.000 11 GPS1-GPS5 05/31 06:58 GPS1-GPS3 05/31

24、02:17 GPS5-GPS3 05/31 10:11 358.145 X: -0.004 1:40261 1:70928 Y: 0.008 Z: 0.005 12 GPS1-GPS5 05/31 06:58 GPS1-GPS3 05/31 02:17 GPS4-GPS3 05/31 02:16 GPS5-GPS4 05/31 08:37 489.304 X: -0.008 1:26887 1:136965 Y: 0.016 Z: 0.004 13 GPS5-GPS3 05/31 10:11 GPS4-GPS3 05/31 02:16 GPS5-GPS4 05/31 08:37 372.378

25、 X: -0.004 1:40003 1:-252125 Y: 0.008 Z: -0.001 14 GPS1-GPS4 05/31 02:17 GPS1-GPS3 05/31 02:17 GPS4-GPS3 05/31 02:16 466.870 X: -0.004 1:90833 1:150643 Y: 0.004 Z: 0.003 15 GPS6-GPS2 05/31 05:04 GPS6-GPS1 05/31 05:47 GPS1-GPS2 05/31 05:04 442.328 X: 0.003 1:63057 1:-236410 Y: -0.006 Z: -0.002基線處理SY0

26、9基 線 狀 態(tài) : Processed 日 期: 06/03/09平面坐標(biāo)系統(tǒng): 1954 Beijing Coordinate 工程文件: SY09.spr 高 程 系 統(tǒng) : 正高 (EGM96) 平面精度要求: 0.020m + 1ppm高程精度要求: 0.040m + 2ppm置 信 度: 95% 誤差.單 位: 米_ 95% 95% 基 線 標(biāo) 識 基 線 長 誤差 基 線 分 量 誤 差 QA SVs PDOP 數(shù) 據(jù) 類 型 1 GPS6-GPS1 5/31 5:04 139.608 0.004 X -116.057 0.001 7 1.9 L1 GPS Y -77.232 0

27、.002 Z -7.510 0.003 2 GPS6-GPS2 5/31 5:04 197.080 0.005 X -178.099 0.002 8 1.8 L1 GPS Y -30.089 0.003 Z -78.840 0.004 3 GPS6-GPS1 5/31 5:47 139.609 0.005 X -116.054 0.002 6 2.3 L1 GPS Y -77.238 0.002 Z -7.512 0.004 4 GPS6-GPS1 5/31 7:39 139.606 0.004 X -116.053 0.001 5 1.8 L1 GPS Y -77.234 0.002 Z -7.510 0.003 5 GPS6-GPS5 5/31 7:38 217.243 0.004 X -159.813 0.001 7 1.5 L1 GPS Y -124.532 0.002 Z 78.397 0.003 6 GPS1-GPS4 5/31 2:17 210.157 0.004 X -142.471 0.002 9 1.9 L1