GPS測量技術與外業(yè)觀測PPT學習教案

1、會計學1GPS測量技術與外業(yè)觀測測量技術與外業(yè)觀測PPT課件課件7.1 GPS測量步驟及質量要求測量的工作步驟（以基線向量網(wǎng)為例）工程項目的提出測區(qū)位置及其范圍提交成果的內容用途和精度等級點位分布及點的數(shù)量第1頁/共40頁技術設計測繪資料的搜集與整理儀器的檢驗踏勘、選點埋石時限要求投資經(jīng)費第2頁/共40頁v 測量實施實地了解測區(qū)情況衛(wèi)星狀況預報確定作業(yè)方案外業(yè)觀測數(shù)據(jù)傳輸與轉儲基線處理與質量評估重復“確定作業(yè)方案”、“外業(yè)觀測”、“數(shù)據(jù)傳輸轉儲”及“基線處理與質量評估”四步，直至完成所有GPS觀測工作第3頁/共40頁v 測后工作結果分析（網(wǎng)平差處理與質量評估）技術總結成果驗收第4頁/共40頁G

2、PS測量質量的評定v 精度指標22)(Dba：網(wǎng)中相鄰點間的距離中誤差(mm)；a：固定誤差(mm)；b：比例誤差(ppm)；D：相鄰點間的距離(km)。第5頁/共40頁v GPS網(wǎng)的等級測量分類固定誤差a(mm)比例誤差b(ppm)相鄰點距離(km)A50.11002000B8115250C105540D1010215E1020110第6頁/共40頁v 各類GPS網(wǎng)的用途A級網(wǎng)一般為區(qū)域或國家框架網(wǎng)、區(qū)域動力學網(wǎng)B級網(wǎng)為國家大地控制網(wǎng)或地方框架網(wǎng)C級網(wǎng)為地方控制網(wǎng)和工程控制網(wǎng)D級網(wǎng)為工程控制網(wǎng)E級網(wǎng)為測圖網(wǎng)。第7頁/共40頁 美國聯(lián)邦大地測量分管委員會（Federal Geodetic Co

3、ntrol Subcommittee-FGCS）在1988年公布的GPS相對定位的精度標準中有一個AA級的等級，其要求固定誤差3mm，比例誤差0.01ppm，此等級的網(wǎng)一般為全球性的坐標框架和地球動力學測量。第8頁/共40頁測量規(guī)范v 主要內容：精度分級網(wǎng)的設計要求選點與埋石的要求儀器設備類型要求檢定內容外業(yè)觀測及記錄要求數(shù)據(jù)處理成果驗收與上交資料第9頁/共40頁v 目的：指導規(guī)范GPS測量工作v 規(guī)范的種類：全球定位系統(tǒng)GPS測量規(guī)范，1992，國家測繪局全球定位系統(tǒng)城市測量規(guī)程，1997，建設部.第10頁/共40頁第11頁/共40頁7.2 GPS技術設計的編寫技術設計的作用v 作業(yè)、數(shù)據(jù)處

4、理的技術依據(jù)v 技術設計的內容項目來源測區(qū)概況工程概況技術依據(jù)第12頁/共40頁現(xiàn)有測繪成果施測方案作業(yè)要求觀測質量控制數(shù)據(jù)處理方案提交成果要求第13頁/共40頁7.3 GPS接收機的檢定接收機的檢定利用基線場進行儀器檢定零基線的檢定 檢驗儀器的內部噪聲第14頁/共40頁基座的檢定其它設備的檢定尺的檢定第15頁/共40頁7.4 GPS網(wǎng)的設計7.4.1 GPS基線向量網(wǎng)的布網(wǎng)形式跟蹤站式會戰(zhàn)式多基準站式同步圖形擴展式單基準站式第16頁/共40頁v 跟蹤站式的布網(wǎng)形式：若干臺接收機長期固定安放在測站上，進行常年、不間斷的觀測，即一年觀測365天，一天觀測24小時，這種觀測方式很象是跟蹤站，因此，

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

6、的觀測，直至所有點觀測完畢。優(yōu)點：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A、B級網(wǎng)。第18頁/共40頁v 多基準站式的布網(wǎng)形式：若干臺接收機在一段時間里長期固定在某幾個點上進行長時間的觀測，這些測站稱為基準站，在基準站進行觀測的同時，另外一些接收機則在這些基準站周圍相互之間進行同步觀測。優(yōu)點：各個基準站之間進行了長時間的觀測，因此，可以獲得較高精度的定位結果，這些高精度的基線向量可以作為整個GPS網(wǎng)的骨架。另外一方面，其余的進行了同步觀測的接收機間除了自身間有基線向量相連外，它們與各個基準站之間也存在有同步觀測，因此，也有同步觀測基線相連，這樣可以獲得更強的

7、圖形結構。適用范圍：C，D。第19頁/共40頁第20頁/共40頁v 同步圖形擴展式的布網(wǎng)形式：多臺接收機在不同測站上進行同步觀測，在完成一個時段的同步觀測后，又遷移到其它的測站上進行同步觀測，每次同步觀測都可以形成一個同步圖形，在測量過程中，不同的同步圖形間一般有若干個公共點相連，整個GPS網(wǎng)由這些同步圖形構成。優(yōu)點：擴展速度快，圖形強度較高，且作業(yè)方法簡單。適用范圍：C，D。第21頁/共40頁v 單基準站（星形網(wǎng)）式的布網(wǎng)形式：以一臺接收機作為基準站，在某個測站上連續(xù)開機觀測，其余的接收機在此基準站觀測期間，在其周圍流動，每到一點就進行觀測，流動的接收機之間一般不要求同步，這樣，流動的接收機

8、每觀測一個時段，就與基準站間測得一條同步觀測基線，所有這樣測得的同步基線就形成了一個以基準站為中心得星形。優(yōu)點：效率高。缺點：圖形強度弱適用范圍：D，E。第22頁/共40頁基準站流動站第23頁/共40頁7.4.2 同步圖形的連接方式點連式邊連式網(wǎng)連式混連式第24頁/共40頁v 點連式形式：相鄰的同步圖形間只通過一個公共點相連。優(yōu)點：作業(yè)效率高，圖形擴展迅速。缺點：圖形強度低，如果連接點發(fā)生問題，將影響到后面的同步圖形。12第25頁/共40頁v 邊連式形式：相鄰的同步圖形間有一條邊（即兩個公共點）相連。優(yōu)點：作業(yè)效率較高，圖形強度較強。12第26頁/共40頁v 網(wǎng)連式形式：相鄰的同步圖形間有3個

9、（含3個）以上的公共點相連。優(yōu)點：圖形強度最強。缺點：作業(yè)效率低。12第27頁/共40頁v 混連式形式：相鄰的同步圖形間有3個（含3個）以上的公共點相連。優(yōu)點：圖形強度最強。缺點：作業(yè)效率低。第28頁/共40頁7.4.3 GPS基線向量網(wǎng)的設計指標效率指標可靠性指標精度指標費用指標第29頁/共40頁v 效率指標Smin：最少觀測時段數(shù)R：最少重復觀測期數(shù)n：點數(shù)m：儀器數(shù))INT(minmnRsdssem inSd：設計觀測時段數(shù)第30頁/共40頁v 可靠性指標trlllr：多余獨立觀測基線數(shù)；lt：總獨立觀測基線數(shù)。第31頁/共40頁v 精度指標相鄰點距離中誤差。采用協(xié)因數(shù)矩陣Q或與其有關的

10、一些指標來衡量。第32頁/共40頁7.4.4 GPS基線向量網(wǎng)的設計原則v 選點的原則為保證對衛(wèi)星的連續(xù)跟蹤觀測和衛(wèi)星信號的質量，要求測站上空應盡可能的開闊，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GPS衛(wèi)星信號的干擾，在測站周圍約200m的范圍內不能有強電磁波干擾源，如大功率無線電發(fā)射設施、高壓輸電線等。為避免或減少多路徑效應的發(fā)生，測站應遠離對電磁波信號反射強烈的地形、地物，如高層建筑、成片水域等。為便于觀測作業(yè)和今后的應用，測站應選在交通便利，上點方便的地方。測站應選擇在易于保存的地方。第33頁/共40頁v 提高可靠性的原則增加觀測期數(shù)（增加獨立基線數(shù)）。保證一定的重復設站次數(shù)。保證每點與三條以上的獨立基線相連。最小異步環(huán)邊數(shù)不大于6。第34頁/共40頁v 提高精度的原則網(wǎng)中距離較近的點一定要進行同步觀測，以獲得它們間的直接觀測基線。建立框架網(wǎng)。最小異步環(huán)邊數(shù)不大于6 。適當引入高精度測距邊。若要進行高程擬合，水準點密度要高，分布要均勻，且要將擬合區(qū)域包圍起來。適當延長觀測時間，增加觀測時段。選取適當數(shù)量的已知點，已知點分布均勻。第35頁/共40頁7.5 GPS測量的作業(yè)組織7.5.1 GPS測量隊伍的組織結構內業(yè)處理人員外業(yè)