《GPS定位原理及應(yīng)用》授課教案

1、GPS定位原理及應(yīng)用授課教案 第八章GPS測量的設(shè)計與實施8.1 GPS測量的技術(shù)設(shè)計教學(xué)內(nèi)容：本節(jié)主要介紹GPS測量技術(shù)設(shè)計的一般要求和設(shè)計指標。教學(xué)重點：1.介紹GPS測量技術(shù)設(shè)計的依據(jù)；2.介紹GPS測量的標準；3.介紹GPS測量的圖形設(shè)計。教學(xué)難點：GPS的圖形設(shè)計。教學(xué)方法：課堂教學(xué)為主，充分利用多媒體教學(xué)方法。教學(xué)要求：學(xué)會局部性的GPS控制網(wǎng)的圖形設(shè)計，掌握GPS測量技術(shù)設(shè)計書的編寫。8.1.1 GPS網(wǎng)技術(shù)設(shè)計的依據(jù)1.GPS測量規(guī)范（規(guī)程）（1）全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范（2）全球定位系統(tǒng)城市測量技術(shù)規(guī)程（3）各行業(yè)部門的其他GPS測量規(guī)程或細則2測量任務(wù)書8.1.2 G

2、PS網(wǎng)的精度, 密度設(shè)計1GPS測量精度標準及分類（1）GPS測量精度分類對于各類GPS網(wǎng)的精度設(shè)計主要取決于網(wǎng)的用途。用于地殼形變及國家基本大地測量的GPS控制網(wǎng)可按表8-1分級。表8-1 GPS測量精度分級（一）級別主要用途固定誤差a（mm）比例誤差b（mm）A地殼形變測量或國家高精度GPS網(wǎng)建立50.1B國家基本控制測 量81用于城市或工程的GPS控制網(wǎng)可按表8-2分級。表8-2 GPS測量精度分級（二）等級平均距離（km）a（mm）b（mm）最弱邊相對中誤差二91021/12萬三51051/8萬四210101/4.5萬一級110101/2萬二級115201/1萬（2）GPS測量的精度標

3、準GPS測量的精度標準通常用網(wǎng)中相鄰點之間的距離中誤差表示，其形式為： （8-1）式中：距離中誤差（毫米）；固定誤差（mm）；b比例誤差系數(shù)（ppm）；d相鄰點之間的距離（km）。實際生產(chǎn)中，應(yīng)根據(jù)測區(qū)大小、GPS網(wǎng)的用途，來設(shè)計網(wǎng)的等級和精度標準。2GPS點的密度標準制定GPS網(wǎng)的密度標準，主要考慮任務(wù)要求和服務(wù)對象。密度可參照表8-3的規(guī)定執(zhí)行。表8-3 GPS網(wǎng)中相鄰點間距離 (單位：km) 級別項目ABCDE相鄰點最小距10015521相鄰點最大距2000250401510相鄰點平均距300701510105528.1.3 GPS網(wǎng)的基準設(shè)計1基準設(shè)計的定義：在GPS網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計中，必

4、須明確GPS網(wǎng)的成果所采用的坐標系統(tǒng)和起算數(shù)據(jù)的工作，稱為GPS網(wǎng)的基準設(shè)計。GPS網(wǎng)的基準包括位置基準、方位基準和尺度基準。2基準設(shè)計應(yīng)考慮的幾個問題： （1）應(yīng)在地面坐標系中選定起算數(shù)據(jù)和聯(lián)測原有地方控制點若干個，用以轉(zhuǎn)換坐標。 （2）對GPS網(wǎng)內(nèi)重合的高等級國家點或原城市等級控制點，除未知點連結(jié)圖形觀測外，對它們也要適當(dāng)?shù)貥?gòu)成長邊圖形。 （3）聯(lián)測的高程點需均勻分布于網(wǎng)中，對丘陵或山區(qū)聯(lián)測高程點應(yīng)按高程擬合曲面的要求進行布設(shè)。 （4）新建GPS網(wǎng)的坐標應(yīng)盡可能與測區(qū)過去采用的坐標一致。81.4 GPS網(wǎng)構(gòu)成的幾個基本概念及網(wǎng)特征條件1GPS網(wǎng)圖形構(gòu)成的幾個基本概念觀測時斷：測站上開始接收

5、衛(wèi)星信號到觀測停止，連續(xù)工作的時間段，簡稱時段。同步觀測：兩臺或兩臺以上接收機同時對同一組衛(wèi)星進行的觀測。同步觀測環(huán)：三臺或三臺以上接收機同步觀測獲得的基線向量所構(gòu)成的閉合環(huán)，簡稱同步環(huán)。獨立觀測環(huán)：由獨立觀測所獲得的基線向量構(gòu)成的閉合環(huán)，簡稱獨立環(huán)。異步觀測環(huán)：在構(gòu)成多邊形環(huán)路的所有基線向量中，只要有非同步觀測基線向量，則該多邊形環(huán)路叫異步觀測環(huán)，簡稱異步環(huán)。獨立基線：對于N臺GPS接收機的同步觀測環(huán)，有J條同步觀測基線，其中獨立基線數(shù)為N-1。非獨立基線：除獨立基線外的其它基線叫非獨立基線，總基線數(shù)與獨立基線之差即為非獨立基線數(shù)。2GPS網(wǎng)特征條件的計算觀測時斷數(shù) ： （8-2）式中：n為

6、網(wǎng)點數(shù)，m為每點設(shè)站數(shù)，N為接收機數(shù)?？偦€數(shù)： （8-3）必要基線數(shù)： （8-4）獨立基線數(shù)： （8-5）多余基線數(shù)： （8-6）3GPS網(wǎng)同步圖形構(gòu)成及獨立邊的選擇根據(jù)（8-3）式， 對于由N臺GPS接收機構(gòu)成的同步圖形中一個時斷包含的GPS基線數(shù)為： （8-7）但其中僅有N-1條是獨立的GPS邊，其余為非獨立邊。當(dāng)接收機數(shù)N=25時所構(gòu)成的同步圖形見圖8-1。對應(yīng)于圖8-1的獨立GPS邊可以有如圖8-2所示的不同選擇。當(dāng)同步觀測的GPS接收機數(shù)N3時，同步閉合環(huán)的最少數(shù)應(yīng)為： （8-8）N與J、T的關(guān)系見下表：表8-4 N與J、T的關(guān)系表N23456J1361015T01361081.5

7、 GPS網(wǎng)的圖形設(shè)計 1GPS網(wǎng)的圖形設(shè)計 根據(jù)對所布設(shè)的GPS網(wǎng)的精度要求和其它方面的要求，設(shè)計出獨立的GPS邊構(gòu)成的多邊形網(wǎng)，稱為GPS網(wǎng)的圖形設(shè)計。2GPS網(wǎng)的圖形（1）點連式：如圖8-3，相鄰?fù)綀D形之間僅有一個公共點的連接。（2）邊連式：如圖8-4，同步圖形之間由一條公共基線連接。（3）網(wǎng)連式：指相鄰?fù)綀D形之間有兩個以上公共點相連接。（4）邊點混合連接式 ：如圖8-5，把點連式與邊連式有機地結(jié)合起來，組成GPS網(wǎng)的方式。（5）三角鎖連接：如圖8-6，用點連式或邊連式組成連續(xù)發(fā)展的三角鎖同步圖形。（6）導(dǎo)線網(wǎng)形連接：如圖8-7。（7）星形布設(shè)：如圖8-8第八章GPS測量的設(shè)計與實施8

8、.2 GPS測量的外業(yè)準備及技術(shù)設(shè)計書編寫教學(xué)內(nèi)容：本節(jié)主要介紹GPS測量技術(shù)設(shè)計書的編寫要求和內(nèi)容。教學(xué)重點：1 介紹GPS測量的外業(yè)準備工作；2 介紹GPS接收機檢驗的內(nèi)容；3 介紹GPS測量技術(shù)設(shè)計書的編寫方法。教學(xué)難點：GPS接收機的檢驗和設(shè)計書的編寫。教學(xué)方法：課堂教學(xué)為主，充分利用多媒體教學(xué)方法。教學(xué)要求：了解GPS接收機檢驗的內(nèi)容和方法，掌握GPS測量技術(shù)設(shè)計書的編寫。821 測區(qū)踏勘測區(qū)踏勘主要了解下列情況：1、 交通情況；2、 水系分布情況；3、 植被情況；4、 控制點分布情況；5、 居民點分布情況；6、 當(dāng)?shù)仫L(fēng)俗民情。822 資料收集1、各類圖件；2、各類控制點成果；3、測

9、區(qū)有關(guān)的地質(zhì)、氣象、交通、通訊等方面的資料；4、城市及鄉(xiāng)、村行政區(qū)劃表。823 設(shè)備、器材籌備及人員組織設(shè)備、器材籌備及人員組織包括以下內(nèi)容：1、 籌備儀器、計算機及配套設(shè)備；2、 籌備機動設(shè)備及通訊設(shè)備；3、 籌備施工器材，計劃油料，材料的消耗；4、 組建施工隊伍，擬定施工人員名單及崗位；5、 進行詳細的投資預(yù)算。824 擬定外業(yè)觀測計劃1擬定觀測計劃的主要依據(jù)：（1）GPS網(wǎng)的規(guī)模大小；（3）GPS衛(wèi)星星座幾何圖形強度；（4）參加作業(yè)的接收機數(shù)量；（5）交通、通訊及后勤保障。2觀測計劃的主要內(nèi)容：（1）編制GPS衛(wèi)星的可見性預(yù)報圖；（2）選擇衛(wèi)星的幾何圖形強度；（3）選擇最佳觀測時斷；（4

10、）觀測區(qū)域的設(shè)計與劃分；（5）編排作業(yè)調(diào)度表；作業(yè)調(diào)整度表見表8-6。表8-6 GPS作業(yè)調(diào)度表時段編號觀測時間觀測者觀測者觀測者機號機號機號點名備注點名備注點名備注點號點號點號1234 （6）采用規(guī)定格式GPS測量外業(yè)觀測通知（見表8-7）單進行調(diào)度。表8-7 GPS測量外業(yè)觀測通知單 觀測日期 年 月 日 組別： 操作員： 點位所在圖幅： 測站編號/名： 觀測時斷：1： 2： 3： 4： 5： 6： 安排人： 年 月 日825 設(shè)計GPS網(wǎng)與地面網(wǎng)的聯(lián)測方案GPS網(wǎng)與地面網(wǎng)的聯(lián)測，可根據(jù)測區(qū)地形變化和地面控制點的分布而定，一般在GPS網(wǎng)中至少要重合觀測三個以上的地面控制點作為約束點。826

11、 GPS接收機選型及檢驗1 接收機的選用接收機的選用可參考下表：2接收機的檢驗接收機全面檢驗的內(nèi)容，包括一般性檢視、通電檢驗和實測檢驗。（1）一般檢驗：主要檢查接收機設(shè)備各部件及其附件是否齊全、完好，緊固部分是否松動與脫落，使用手冊及資料是否齊全等。（2）通電檢驗：接收機通電后有關(guān)信號燈、按鍵、顯示系統(tǒng)和儀表的工作情況，以及自測試系統(tǒng)的工作情況，當(dāng)自測正常后，按鍵作步驟檢驗儀器的工作情況。（3）實測檢驗：測試檢驗是GPS接收機檢驗的主要內(nèi)容。其檢驗方法有：用標準基線檢驗；已知坐標、邊長檢驗；零基線檢驗；相位中心偏移量檢驗等。用零基線檢驗接收機內(nèi)部噪聲水平?；€測試方法如下：選擇周圍高度角10以

12、上無障礙物的地方安放天線，按圖8-9連天線、功分器和接收機。連接電源，二臺GPS接收機同步接收四顆以上衛(wèi)星11.5h。交換功分器與接收機接口，再觀察一個時段。用隨機軟件計算基線坐標增量和基線長度?；€誤差應(yīng)少于1mm。否則應(yīng)送廠檢修或降低級別使用。天線相位中心穩(wěn)定性檢驗該項檢驗可在標準基線、比較基線或GPS檢測場上進行。檢測時可以將GPS接收機帶天線兩兩配對，置于基線的兩端點。按上述方法在與該基線垂直的基線中（不具備此條件，可將一個接收機天線固定指北，其它接收機天線繞軸順時針轉(zhuǎn)動90，180，270）進行同樣觀察。 觀測結(jié)束，用隨機軟件解算各時段三維坐標。GPS接收機不同測程精度指標的測試。該

13、項測試應(yīng)在標準檢定場進行。檢定場應(yīng)含有短邊和中長邊?；€精度應(yīng)達到1*105。檢驗時天線應(yīng)嚴格整平對中，對中誤差小于1mm。天線指向正北，天線高量至1mm。測試結(jié)果與基線長度比較，應(yīng)優(yōu)于儀器標稱精度。儀器的高度低溫試驗：對于有特殊要求時需對GPS接收機進行高、低溫測試。對于雙頻GPS接收機應(yīng)通過野外測試，檢查在美國執(zhí)行SA技術(shù)時其定位精度。用于天線基座的光學(xué)對點器在作業(yè)中應(yīng)經(jīng)常檢驗，確保對中的準確性，其檢校參照控制測量中光學(xué)對點器核校方法。827 技術(shù)設(shè)計書編寫資料收集全后，編寫技術(shù)設(shè)計，主要編寫內(nèi)容如下：1.任務(wù)來源及工作量包括GPS項目的來源、下達任務(wù)的項目、用途及意義；GPS測量點的數(shù)量

14、（包括新定點數(shù)、約束點數(shù)、水準點數(shù)、檢查點數(shù)）；GPS點的精度指標及坐標、高程系統(tǒng)。2.測區(qū)概況測區(qū)隸屬的行政管轄；測區(qū)范圍的地理坐標，控制面積；測區(qū)的交通狀況和人文地理；測區(qū)的地形及氣候狀況；測區(qū)控制點的分布及對控制點分析、利用和評價。3.布網(wǎng)方案GPS網(wǎng)點的圖形及基本連接方法；GPS網(wǎng)結(jié)構(gòu)特征的測算；點位布設(shè)圖的繪制。4.選點與埋標GPS點位的基本要求；點位標志的選用及埋設(shè)方法；點位的編號等。5.觀測對觀測工作的基本要求；觀測綱要的制定；對數(shù)據(jù)采集提出注意的問題6.數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理的基本方法及使用的軟件；起算點坐標的決定方法，閉合差檢驗及點位精度的評定指標。7.完成任務(wù)的措施要求措施具體，

15、方法可靠，能在實際工作中貫徹執(zhí)行。第八章GPS測量的設(shè)計與實施83 GPS測量的外業(yè)實施GPS測量外業(yè)實施包括:GPS點的選埋、觀測、數(shù)據(jù)傳輸及數(shù)據(jù)預(yù)處理等工作。8.3.1選點選點工作應(yīng)遵守以下原則：1.點位應(yīng)設(shè)在易于安裝接收設(shè)備。視野開闊的較高點上。2點位目標要顯著，視場周圍15以上不應(yīng)有障礙物，以減少GPS信號被遮擋或障礙物吸收。3點位應(yīng)遠離在功率無線電發(fā)射源（如電視機、微波爐等）其距離不少于200m；遠離高壓輸電線，其距離不得少于50m。以避免電磁場對GPS信號的干擾。4點位附近不應(yīng)有在面積水域或不應(yīng)有強烈干擾衛(wèi)星信號接收的物體，以減弱多路徑效應(yīng)的影響。5點位應(yīng)選在交通方便，有利于其它觀

16、測手段擴展與聯(lián)測的地方。6地面基礎(chǔ)穩(wěn)定，易于點的保存。7選點人員應(yīng)按技術(shù)設(shè)計進行踏勘，在實地按要求選定點位。8網(wǎng)形應(yīng)有利于同步觀測邊、點聯(lián)結(jié)。9當(dāng)所選點位需要進行水準聯(lián)測時，選點人員應(yīng)實地踏勘水準路線，提出有關(guān)建議。10當(dāng)利用舊點時，應(yīng)對舊點的穩(wěn)定性、完好性，以及覘標是否安全可用作一檢查，符合要求方可利用。8.3.2標志埋設(shè)GPS網(wǎng)點一般應(yīng)埋設(shè)具有中心標志的標石，以精確標志點位，點的標石和標志必須穩(wěn)定、堅固以利長久保存和利用。在基巖露頭地區(qū)，也可以直接在基巖上嵌入金屬標志。表8-9 GPS點點之記日期： 年月日 記錄者： 繪圖者： 校對者： 點名及等級點 名土 質(zhì)點 號等 級標石說明通視點列表

17、舊點名概略位置（L，B）緯 度經(jīng) 度所在地交通路線選 點 情 況點 位 略 圖單 位選點員日期聯(lián)測水準情況聯(lián)測水準等級點位說明每個點標石埋設(shè)結(jié)束后，應(yīng)按表8-9填寫點之記并提交以下資料：1.點之記 2GPS網(wǎng)的選取點網(wǎng)圖；3土地占用批準文件與測量標志委托保管書；4選點與埋石工作技術(shù)總結(jié)。8.3.3觀測工作1.觀測工作依據(jù)的主要技術(shù)指標表8-10 各級GPS測量作業(yè)的基本技術(shù)要求項目 等級方法二三四一級二級衛(wèi)星高度角（）相對 快速1515151515有效觀測衛(wèi)星數(shù)相對 快速445454545觀測時段數(shù)相對22221重復(fù)設(shè)點數(shù)快速2222時段長度（）相對快速906020451545154515數(shù)據(jù)

18、采樣間隔（）相對 快速10-6010-6010-6010-6010、60PDOP相對 快速668882.天線安置在正常點位，天線應(yīng)架設(shè)在三腳架上，并安置在標志中心的上方直接對中，天線基座上的圓水準氣泡必須整平。殊點位，當(dāng)天線需要安置在三角點覘標的觀測臺或回光臺上時應(yīng)先將覘頂拆除，防止對GPS信號的遮擋。天線的定向標志應(yīng)指向正北，并顧及當(dāng)?shù)卮牌堑挠绊?，以減弱相位中心偏差的影響。天線定向誤差依定位精度不同而異，一般不應(yīng)超過35。刮風(fēng)天氣安置天線時，應(yīng)將天線進行三向固定，以防倒地碰壞。雷雨天氣安置時，應(yīng)該注意將其底盤接地，以防雷擊天線。架設(shè)天線不宜過低，一般應(yīng)距地1m以上。天線架設(shè)好后，在圓盤天線

19、間隔120的三個方向分別量取天線高，三次測量結(jié)果之差不應(yīng)超過3mm，取其三次結(jié)果的平均值記入測量手薄中，天線高記錄取值0.001m。測量氣象參數(shù)：在高精度GPS測量中，要求測定氣象元素。每時段氣象觀測應(yīng)不少于3次（時段開始、中間、結(jié)束。）氣壓讀至0.1mbar，氣溫讀至0.1C，對一般城市及工程測量只記錄天氣狀況。復(fù)查點名并記入測量手薄中，將天線電纜與儀器進行聯(lián)接，經(jīng)檢查無誤后，方能通電啟動儀器。3.開機觀測觀測作業(yè)的主要目的是捕獲GPS衛(wèi)星信號，并對其進行跟蹤、處理和量測，以獲得所需要的定位信息和觀測數(shù)據(jù)。天線安置完成后，在離開天線適當(dāng)位置的地面上安放GPS接收機，接通接收機與電源、天線、控

20、制器的聯(lián)接電纜，并經(jīng)過預(yù)熱和靜置，即可啟動接收機進行觀測。通常來說，在外業(yè)觀測工作中，儀器操作人員應(yīng)注意以下事項：當(dāng)確認外接電源電纜及天線等各項連接完全無誤后，方可接通電源，啟動接收機。開機后接收機有關(guān)指示顯示正常并通過自測后，方能輸入有關(guān)測站和時段控制信息。接收機在開始記錄數(shù)據(jù)后，應(yīng)注意查看有關(guān)觀測衛(wèi)星數(shù)量、衛(wèi)星號、相位測量殘差、實時定位結(jié)果及其變化、存儲介質(zhì)記錄等情況。一個時段觀測過程中，不允許進行以下操作：關(guān)閉又重新啟動；進行自測試（發(fā)現(xiàn)故障除外）；改變衛(wèi)星高度角；改變天線位置；改變數(shù)據(jù)采樣間隔；按動關(guān)閉文件和刪除文件等功能鍵。每一觀測時段中，氣象元素一般應(yīng)在始、中、末各觀測記錄一次，當(dāng)

21、時段較長時可適當(dāng)增加觀測次數(shù)。在觀測過程中要特別注意供電情況，除在出測前認真檢查電池容量是否充足外，作業(yè)中觀測人員不要遠離接收機，聽到儀器的低電報警要及時予以處理，否則可能會造成儀器內(nèi)部數(shù)據(jù)的破壞或丟失。對觀測時段較長的觀測工作，建議盡量采用太陽能電池或汽車瓶進行供電。儀器高一定要按規(guī)定始、末各測一次，并及時輸入及記入測量手薄之中。接收機在觀測過程中不要靠近接收機使用對講機；雷雨季節(jié)架設(shè)天線要防止雷擊，雷雨過境時應(yīng)關(guān)機停測，并卸下天線。觀測站的全部預(yù)定作業(yè)項目，經(jīng)檢查均已按規(guī)定完成，且記錄與資料完整無誤后方可遷站。觀測過程中要隨時查看儀器內(nèi)存或硬盤容量，每日觀測結(jié)束后，應(yīng)及時將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存至計算機

22、硬、軟盤上，確保觀測數(shù)據(jù)不丟失。4.觀測記錄觀測記錄觀測記錄由GPS接收機自動進行，均記錄在存儲介質(zhì)（如硬盤、硬卡或記憶卡等）上，其主要內(nèi)容有：載波相位觀測值及相應(yīng)的觀測歷元；同一歷元的測碼偽距觀測值；GPS衛(wèi)星星歷及衛(wèi)星鐘差參數(shù)；實時絕對定位結(jié)果；測站控制信息及接收機工作狀態(tài)信息。測量手薄測量手薄是在接收機啟動前及觀測過程中，由觀測者隨時填寫的。其記錄格式在現(xiàn)行規(guī)范和規(guī)程中略有差別，視具體工作內(nèi)容選擇。為便于使用，這里列出規(guī)程中城市與工程GPS網(wǎng)觀測記錄格式（見表8-11）供參考。表8-11中，備注欄應(yīng)記載觀測過程中發(fā)生的重要問題，問題出現(xiàn)的時間及其處理方式等。觀測記錄和測量手薄都是GPS精

23、密定位的依據(jù)，必須認真、及時填寫，堅決杜絕事后補記或追記。外業(yè)觀測中存儲介質(zhì)上的數(shù)據(jù)文件應(yīng)及時拷貝一式兩份，分別保存在專人保管的防水、防靜電的資料箱內(nèi)。存儲介質(zhì)的外面，適當(dāng)處應(yīng)貼制標簽，注明文件名、網(wǎng)區(qū)名、點名、時段名、采集日期、測量手薄編號等。接收機內(nèi)存數(shù)據(jù)文件在轉(zhuǎn)錄到外存介質(zhì)上時，不得進行任何剔除或刪改，不得調(diào)用任何對數(shù)據(jù)實施重新加工組合的操作指令。第八章GPS測量的設(shè)計與實施8.4 GPS測量的作業(yè)模式8.4.1 經(jīng)典靜態(tài)定位模式1作業(yè)方式 采用兩臺（或兩臺以上）接收設(shè)備，分別安置在一條或數(shù)條基線的兩個端點，同步觀測4顆以上衛(wèi)星，每時段長45分鐘至2個小時或更多。作業(yè)布置如圖8-10所示

24、。2精度 基線的相對定位精度可達5mm+1ppmD，D為基線長度（KM）。3適用范圍 建立全球性或國家級大地控制網(wǎng)，建立地殼運動監(jiān)測網(wǎng)、建立長距離檢?；€、進行島嶼與大陸聯(lián)測、鉆井定位及精密工程控制網(wǎng)建立等。4注意事項 所有已觀測基線應(yīng)組成一系列封閉圖形（如圖8-10），以利于外業(yè)檢核，提高成果可靠度。并且可以通過平差，有助于進一步提高定位精度。842 快速靜態(tài)定位1作業(yè)方法 在測區(qū)中部選擇一個基準站，并安置一臺接收設(shè)備連續(xù)跟蹤所有可見衛(wèi)星；另一臺接收機依次到各點流動設(shè)站，每點觀測數(shù)分鐘。作業(yè)布置如圖8-11所示。2精度 流動站相對于基準站的基線中誤差為5mm1ppmD。3應(yīng)用范圍 控制網(wǎng)的建

25、立及其加密、工程測量、地籍測量、大批相距百米左右的點位定位。4注意事項 在測量時段內(nèi)應(yīng)確保有5顆以上衛(wèi)星可供觀測；流動點與基準點相距應(yīng)不超過20km；流動站上的接收機在轉(zhuǎn)移時，不必保持對所測衛(wèi)星連續(xù)跟蹤，可關(guān)閉電源以降低能耗。5優(yōu)缺點優(yōu)點：作業(yè)速度快、精度高、能耗低；缺點：二臺接收機工作時，構(gòu)不成閉合圖形（如圖8-11），可靠性差。843 準動態(tài)定位1作業(yè)方法 在測區(qū)選擇一個基準點，安置接收機工連續(xù)跟蹤所有可見衛(wèi)星；將另一臺流動接收機先置于1號站（如圖8-12）觀測；在保持對所測衛(wèi)星連續(xù)跟蹤而不失鎖的情況下，將流動接收機分別在2，3，4各點觀測數(shù)秒鐘。2精度 基線的中誤差約為12cm。3應(yīng)用范

26、圍 開闊地區(qū)的加密控制測量、工程測量及碎部測量及線路測量等。1 注意事項 應(yīng)確保在觀測時斷上有5顆以上衛(wèi)星可供觀測；流動點與基準點距離不超過20 km；觀測過程中流動接收機不能失鎖，否則應(yīng)在失鎖的流動點上延長觀測時間12min。8.4.4 往返式重復(fù)設(shè)站1作業(yè)方法 建立一個基準點安置接收機連續(xù)跟蹤所有可見衛(wèi)星；流動接收機依次到每點觀測12min；1h后逆序返測各流動點12min。設(shè)站布置如圖8-13所示。2精度 相對于基準點的基線中誤差為5mm+1ppm.D。3應(yīng)用范圍 控制測量及控制網(wǎng)加密、取代導(dǎo)線測量及三角測量、工程測量機地籍測量。4注意事項 流動點與基準點距離不超過15km；基準點上空開

27、闊，能正常跟蹤3顆及以上衛(wèi)星。8.4.5 動態(tài)定位1作業(yè)方法 建立一個基準點安置接收機連續(xù)跟蹤所有可見衛(wèi)星；流動接收機先在出發(fā)點上靜態(tài)觀測數(shù)分鐘；然后流動接收機從出發(fā)點開始連續(xù)運動；按指定的時間間隔自動運動載體的實時位置。作業(yè)布置如圖8-14所示2精度 相對于基準點的瞬時點位精度12cm。3應(yīng)用范圍 精密測定運動目標的軌跡、測定道路的中心線、剖面測量、航道測量等。4注意事項 需同步觀測5顆衛(wèi)星，其中至少4顆衛(wèi)星要連續(xù)跟蹤；流動點與基準點距離不超過20 km。846 實時動態(tài)測量的作業(yè)模式與應(yīng)用1實時動態(tài)（RTK）定位技術(shù)簡介實時動態(tài)（Real Time Kinematic-RTB）測量技術(shù)，是

28、以載波相位觀測量為根據(jù)的實時差分GPS（RTD GPS）測量技術(shù)，它是GPS測量技術(shù)發(fā)展中的一個新突破。實時動態(tài)測量的基本思想是：在基線上安置一臺GPS接收機，對所有可見GPS衛(wèi)星進行連續(xù)地測量，并將其觀測數(shù)據(jù)，通過無線電傳輸設(shè)備，實時地發(fā)送給用戶觀測站。在用戶站上，GPS接收機在接收GPS衛(wèi)星信號的同時，通過無線電接收設(shè)備，接收基準站傳輸?shù)挠^測數(shù)據(jù)，然后根據(jù)相對定位的原理，實時地計算并顯示用戶站的三維坐標及其精度。2RTK作業(yè)模式與應(yīng)用根據(jù)用戶的要求，目前實時動態(tài)測量采用的作業(yè)模式，主要有：快速靜態(tài)測量采用這種測量模式，要求GPS接收機在每一用戶站上，靜止地進行觀測。在觀測過程中，連同接收到

29、的基準站的同步觀測數(shù)據(jù)，實時地解算整周末知數(shù)和用戶站的三維坐標。如果解算結(jié)果的變化趨于穩(wěn)定，且其精度已滿足設(shè)計要求，便可適時的結(jié)束觀測。采用這種模式作業(yè)時，用戶站的接收機在流動過程中，可以不必保持對GPS衛(wèi)星的連續(xù)跟蹤，其定位精度可達12cm。這種方法可應(yīng)用于城市、礦山等區(qū)域性的控制測量，工程測量和地籍測量等。準動態(tài)測量同一般的準動測量一樣，這種測量模式，通常要求流動的接收機在觀測工作開始之前，首先在某一起始點上靜止地進行觀測，以便采用快速解算整周未知數(shù)的方法實時地進行初始化工作。初始化后，流動的接收楊在每一觀測站，只需靜止觀測數(shù)歷元，并連同基準站的同步觀測數(shù)據(jù)，實時地解算流動站的三維坐標。目

30、前，其定位的精度可達厘米級。該方法要求接收機在觀測過程中，保持對所測衛(wèi)星的連續(xù)跟蹤。一旦發(fā)生失鎖，便需重新進行初始化的工作。準動態(tài)實時測量模式，通常主要應(yīng)用于地籍測量、碎部測量、路線測量和工程放樣等。動態(tài)測量動態(tài)測量模式，一般需首先在某一起始點上，靜止地觀測數(shù)分鐘，以便進行初始化工作。之后，運動的接收機按預(yù)定的采樣時間間隔自動地進行觀測，并連同基準站的同步觀測數(shù)據(jù)，實時的確定采樣點的空間位置。目前，其定位的精度可達厘米級。這種測量模式，仍要求在觀測過程中，保持對觀測衛(wèi)星的連續(xù)跟蹤。一旦發(fā)生失鎖，則需重新進行初始化的工作。這時，對陸上的運動目標來說，可以在衛(wèi)星失鎖的觀測點上，靜止地觀測數(shù)分鐘，以

31、便重新初始化，或者利用動態(tài)初始化（AROF）技術(shù)，重新初始化，而對海上和空中的運動目標來說，則只有應(yīng)用AROP技術(shù)，重新完成初始化的工作。實時動態(tài)測量模式，主要應(yīng)用于航空攝影測量和航空物探中采樣點的實時定位，航空測量，道路中線測量，以及運動目標的精度導(dǎo)航等。思考題：1、怎樣編寫GPS測量技術(shù)設(shè)計書？ 2、為什么要進行GPS網(wǎng)的基準設(shè)計？其目的是什么？ 3、進行GPS網(wǎng)形設(shè)計主要考慮哪些因素？ 4、GPS測量外業(yè)觀測在一個測點上要進行哪些工作？工作流程是怎樣的？要注意什么？8.5 數(shù)據(jù)預(yù)處理及觀測成果的質(zhì)量檢核8.5.1 數(shù)據(jù)預(yù)處理1.數(shù)據(jù)處理軟件及選擇GPS網(wǎng)數(shù)據(jù)處理分基線解算和網(wǎng)平差兩個階段

32、。各階段數(shù)據(jù)處理軟件可采用隨機軟件或經(jīng)正式鑒定的軟件，對于高精度的GPS網(wǎng)成果處理也可選用國際著名的GAMIT/GLOBK、BERNESE、GIPSY、GFZ等軟件。2.基線解算對于兩臺級以上接收機同步觀測值進行獨立基線向量（坐標差）的平差計算叫基線解算。它的基本內(nèi)容是：數(shù)據(jù)傳輸；數(shù)據(jù)分流；統(tǒng)一數(shù)據(jù)文件格式；衛(wèi)星軌道的標準化；探測周跳、修復(fù)載波相位觀測值；對觀測值進行必要改正?；€向量的解算一般采用多站、多時段自動處理的方法進行，具體處理中應(yīng)注意以下幾個問題：基線解算一般采用雙差相位觀測值，基線大于30Km，可采用三差相位觀測值。衛(wèi)星廣播星歷坐標值，可作基線解的起算數(shù)據(jù)。基線解算中所需的起算點

33、坐標，應(yīng)按以下優(yōu)先順序采用：l 國家GPS A、B級網(wǎng)控制點或其他高等級GPS網(wǎng)控制點的已有WGS-84系坐標。l 國家或城市較高等級控制點轉(zhuǎn)換到WGS-84系后的坐標系。l 不少于觀測30min的單點定位結(jié)果的平差值提供的WGS-84系坐標。在采用多臺接收機同步觀測的一個同步時段中，可采用單基線模式解算。同一級別的GPS網(wǎng)，根據(jù)基線長度不同，可采用不同的數(shù)據(jù)處理模型。對于所有同步觀測時間短于30min的快速定位基線，必須采用合格的雙差固定解作為基線解算的最終結(jié)果。8.5.2 觀測成果的外業(yè)檢核1.每個時段同步觀測數(shù)據(jù)的檢核數(shù)據(jù)剔除率應(yīng)小于10%；采用單基線處理模式時，對于采用同一種數(shù)學(xué)模型的基線解，其同步