第七章 GPS測量的外業(yè)實施

1、第七章 GPS測量的外業(yè)實施第七章 GPS測量的外業(yè)實施一、GPS相對測量作業(yè)模式1、靜態(tài)定位（1）作業(yè)方法：接收機安置在一條基線的兩端點，同時觀測四顆星1小時，或同步觀測五顆星20分鐘。（2）精度：基線相對定位精度達5mm+1ppmD（3）注意事項：所有基線應組成一系列封閉圖形，提高可靠性，同時平差后提高點位精度。第七章 GPS測量的外業(yè)實施2、快速靜態(tài)定位（1）一臺接收機作為基準站，固定不動，連續(xù)跟蹤所有可見衛(wèi)星，另一臺接收機在各點順次流動，每點觀測1-2分鐘。（2）精度：長度中誤差為5mm+1ppmD（3）注意事項：在觀測時段內(nèi)應確保有5顆以上衛(wèi)星可供觀測，流動點和基準點相距不超過20k

2、m，流動站上的接收機在移動時，不必保持對所觀測衛(wèi)星連續(xù)跟蹤，可關閉電源以降低能耗。（4）應用范圍：控制網(wǎng)的建立及其加密、工程測量、地籍測量、大批相距百米左右的點位定位。第七章 GPS測量的外業(yè)實施3、準動態(tài)定位（1）作業(yè)方法，在測區(qū)選擇一個基準站，安置接收機連續(xù)跟蹤所有可見衛(wèi)星，將另一臺流動接收機先置于1號站觀測1-2分鐘，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等各點觀測數(shù)秒鐘。（2）基線的中誤差約為1-2厘米（3）應用范圍：開闊地區(qū)的加密控制測量、工程定位及碎部測量、剖面測量和線路測量等。（4）注意事項：應確保在觀測時段上有五顆以上的衛(wèi)星可供觀測，流動點和基準

3、點距離不超過20km，觀測過程中流動接收機不能失鎖，否則應在失鎖的流動點上延長觀測時間1-2分鐘。第七章 GPS測量的外業(yè)實施第七章 GPS測量的外業(yè)實施二、GPS控制網(wǎng)的選點要求1、對點位的基本要求（1）點位處應便于設置儀器合操作，且視野開闊。視場內(nèi)障礙物的高度角一般應大于10-15度，以減弱對流層折射的影響（2）點位應遠離大功率無線電發(fā)射源（如電視臺、微波站、高壓輸電線等），以避免周圍磁場對GPS衛(wèi)星信號的干擾。（3）點位附近不應有強烈干擾衛(wèi)星信號接收的物體，并盡量避免大面積水域，以減弱多路徑誤差的影響。（4）點位應選在交通方便地方，有利于用其它測量手段聯(lián)測擴展（5）盡量滿足至少有一個后視

4、方向的原則，以便常規(guī)測量使用。（6）地面基礎穩(wěn)定，便于點位保存。第七章 GPS測量的外業(yè)實施2、埋石3、繪制點之記基巖標石普通標石基本標石基巖天線墩基巖標石一般基本標石土層天線墩巖層天線墩巖層基本標石凍土基本標石沙丘基本標石一般標石巖層標石建筑物上標石A級BE級A或B級各種類型的標石均應設有中心標志各種天線墩必須附有強制對中裝置。野外手簿野外手簿點標識: 日期:傳感器序列號: 作業(yè)員：控制器序列號:記憶卡編號:設站類型:天線高讀數(shù):天線高偏差:跟蹤開始時間:跟蹤結束時間:觀測歷元數(shù):觀測衛(wèi)星數(shù):GDOP:導航定位解: 經(jīng)度. 緯度. 高程備注:第七章 GPS測量的外業(yè)實施第七章 GPS測量的外

5、業(yè)實施三、外業(yè)觀測三、外業(yè)觀測主要包括以下內(nèi)容：天線安置開機觀測氣象參數(shù)測定觀測記錄第七章 GPS測量的外業(yè)實施第七章 GPS測量的外業(yè)實施1. 1. 天線安置天線安置 （1）在正常點位天線應架設在三腳架上，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。（2）在特殊點位，當天線需要在三角點覘標的觀測臺或回光臺上時，可先將覘標頂部拆除，以防上對GPS信號的遮擋。如果覘標頂部無祛拆除，接收天線若安置在標架內(nèi)觀測就會造成衛(wèi)星信號中斷。影響GPS測量精度、在這種情況下，可進行偏心觀測。 （3）天線的定向標志應指向正北，以減弱相位中心偏差的影響。天線定向誤差因定位精度不同而異，一般不應

6、超過正負35度。 第七章 GPS測量的外業(yè)實施 (4）刮鳳天氣安置天線時，應將天線進行三方向固定，以防倒地碰壞。雷雨天氣安置天線時，應注意將其底盤接地，以防雷擊天線。而且架設天線不宜過低，一般應距地面1m以上。天線架設好后在圓盤間隔120度的三個方向分別量取天線高，三次測量結果之差不應超過3mm，取其三次結果的平均值記入測量手薄中，天線高記錄取值到0.001m。 (5）測量氣象參數(shù)；在高精度GPS測量中，要求測定氣象元素。每時段氣象觀測應不少于 3次（時段開始、中間、結柬）氣壓讀至0.1mbar，氣溫讀至 0.1對一般城市及工程測量只記錄天氣狀況。 (6）復查點名并記入測量手薄中。將天線電纜與

7、儀器進行連接經(jīng)檢查無誤后方能通電啟動儀器。第七章 GPS測量的外業(yè)實施2. 2. 開機觀測開機觀測 （1）當確認外接電源電纜及天線等備項連接完全無誤后方可接通電源，啟動接收機。開機后接收機有關指示顯示正常并通過自檢后，方能榆入有關測站和時段控制信息。 （2）接收機在開始記錄數(shù)據(jù)時應注意查看有關觀測衛(wèi)星數(shù)量、衛(wèi)星號、信噪比、相位觀測量殘差，實時定位結果及其變化、存儲介質(zhì)記錄等情況。 （3）一個時段觀測過程中，不允許進行以下操作：關閉又重新啟動；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；按動關閉文件和刪除文件等功能鍵。 （4）每一觀測時段中，氣象元素一般應在始、中、

8、末各觀測記錄一次，當時段較長時可適當增加觀測次數(shù)。 （5）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按收機，聽到儀器的低電壓報警應及時予以處理，否則可能會造成儀器內(nèi)部數(shù)據(jù)的破壞或丟失。 （6）儀器高一定要按規(guī)定始、末各量測一次，并及時輸入儀器及記入測量手薄中。 （7）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)架設天線要防止雷擊，雷雨過境時應關機停測，并卸下天線。第七章 GPS測量的外業(yè)實施第七章 GPS測量的外業(yè)實施（8）觀測站的全部預定作業(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可遷站。 （9）觀測過程申要隨時查看儀器內(nèi)存

9、或硬盤容量，每日觀測結束后，應及時將數(shù)據(jù)轉存至計算機硬、軟盤上，確保觀測數(shù)據(jù)不丟失。 3、觀測手薄 觀測手薄是在GPS接收機啟動前和觀測過程中由觀測者實時填寫的。其記錄格式可參照現(xiàn)行規(guī)范執(zhí)行。 觀測記錄和測量手薄都是GPS精密定位的依據(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，應當貼制標簽，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。第七章 GPS測量的外業(yè)實施第七章 GPS測量的外業(yè)實施4 4、數(shù)據(jù)預處理、數(shù)據(jù)預處理 對于兩臺及兩臺以上接收機同步觀測值進行獨立基線向

10、量（坐標差）的平差計算叫基線解算，有的也叫觀測數(shù)據(jù)預處理。 預處理的主耍目的是對原始數(shù)據(jù)進行編輯、加工整理、分流并產(chǎn)生各種專用信息文件，為進一步平差計算做準備。它的基本內(nèi)容是： （1）數(shù)據(jù)傳輸；將GPS接收機記錄的觀測數(shù)據(jù)傳輸?shù)酱疟P或其他介質(zhì)上。 （2）數(shù)據(jù)分流：從原始記錄中，通過解碼將各種數(shù)據(jù)分類整理，剔除無效觀測值和冗余信息，形成各種數(shù)據(jù)文件，如星歷文件、觀測文件和測站信息文件等。 第七章 GPS測量的外業(yè)實施 （3）統(tǒng)一數(shù)據(jù)文件格式，將不同類型接收機的數(shù)據(jù)記錄格式、項目和采樣間隔，統(tǒng)一為標準化的丈件格式，以便統(tǒng)一處理。 （4）衛(wèi)星軌道的標準化，采用多項式擬合法，平滑GPS衛(wèi)星每小時發(fā)送的

11、軌道參數(shù)，使觀測時段的衛(wèi)星軌道標準化。 （5）探測周跳、修復載波相位觀測值。 （6）對觀測值迸行必要改正，在GPS觀測值中加入對流層改正，單頻接收的觀測值中加入電離層改正。第七章 GPS測量的外業(yè)實施 基線向量的解算一般采用多站、多時段自動處理的方法進行，具體處理中應注意以下幾個問題：（1）基線解算一般采用雙差相位觀測值，對于邊長超過 30km的基線，解算時則可采用三差相位觀測值。（2）衛(wèi)星廣播星歷坐標值可作為基線解的起算數(shù)據(jù)。對于特大城市的首級控制網(wǎng)，也可采用其他精密星歷作為基線解算的起算值。（3）基線解算中所需的起算點坐標，應按以下優(yōu)先順序采用； 國家 GPS A、B級網(wǎng)控制點或其他高級G

12、PS網(wǎng)控制點已有的WGS-84坐標系坐標。 國家或城市較高等級控制點轉到WGS-84坐標系后的坐標值。 不少于觀測30分鐘的單點定位結果的平差值提供的WGS-84系坐標。第七章 GPS測量的外業(yè)實施（4）在采用多臺接收機同步觀測的一同步時段中，可采用單基線模式解算，也可以只選獨立基線按多基線處理模式統(tǒng)一解算。（5）同一等級的GPS網(wǎng)根據(jù)基線長度的不同可采用不同的數(shù)據(jù)處理模型。若基線長小于0.8km，需采用雙差固定解；小于30km，可在雙差固定解和雙差浮點解中選擇最優(yōu)結果；大于30km時則可采用三差解作為基線解算結果。 （6）在同步觀測時間小于30分鐘時的快速定位基線應采用合格的雙差固定解作為基

13、線解算的最終結果。第七章 GPS測量的外業(yè)實施 5 5、觀測成果的外業(yè)檢核、觀測成果的外業(yè)檢核 觀測成果的外業(yè)檢核是確保外業(yè)觀測質(zhì)量，實現(xiàn)預期定位精度的重要環(huán)節(jié)，所以當觀測結束后，必須在測區(qū)及時對外業(yè)的觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量進行檢核何評價，以便及時發(fā)現(xiàn)不合格的成果，并根據(jù)情況采取淘汰或重測、補測措施。外業(yè)觀測數(shù)據(jù)的評價標準：外業(yè)觀測數(shù)據(jù)的評價標準：良好（1）測站環(huán)境好，無信號干擾因素（2）觀測過程中大氣狀況穩(wěn)定（3）觀測到所有預報的衛(wèi)星（4）接收機工作正常，沒有或偶爾發(fā)生短暫的失鎖或故障報警，但很快就能排除。 （5）測站上全部操作過程都符合規(guī)定，資料齊全（6） 實時絕對定位解收斂平穩(wěn)第七章 GPS測量的

14、外業(yè)實施 合格 （1）測站有明顯干擾因素 （2）觀測過程中大氣狀況有明顯的波動 （3）接收機運行不太正常，多次出現(xiàn)失鎖或故障報警，且由于不能及時排除或多次積累致使10的觀測數(shù)據(jù)無效 （4）測站上全部操作過程基本符合規(guī)定 （6） 實時絕對定位解收斂過程有波動第七章 GPS測量的外業(yè)實施 存疑 （1）測站上信號干擾因素比較嚴重 （2）觀測過程中失鎖或故障報警情況頻繁，約有20的觀測數(shù)據(jù)無效 （3） 實時絕對定位解收斂過程波動較大 不合格 （1）由于多種因素影響，致使無效觀測數(shù)據(jù)多于30 （2）觀測衛(wèi)星少于4顆 （3） 實時絕對定位解收斂過程很困難第七章 GPS測量的外業(yè)實施第七章 GPS測量的外業(yè)

15、實施6 6、 技術總結技術總結在GPS測量成果完成后，應按要求編寫技術總結，內(nèi)容包括外業(yè)和內(nèi)業(yè)兩部分。外業(yè)技術總結包括：（1）測區(qū)及其位置，自然地理條件，交通，通訊及供電情況（2）任務來源，項目名稱，測區(qū)已有測量成果情況，本次施測的目的及基本精度要求（3）施工單位，施測時間，技術依據(jù)，作業(yè)人員的數(shù)量及技術狀況等。（4）作業(yè)儀器類型、精度、檢驗及使用狀況（5）點位觀測質(zhì)量的評價，埋石與重合點情況（6）聯(lián)測方法，完成各級點數(shù)量，補測與重測情況以及作業(yè)中存在問題的說明。（7）外業(yè)觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量分析與野外數(shù)據(jù)檢核情況 2 內(nèi)業(yè)技術總結內(nèi)業(yè)技術總結 （1）數(shù)據(jù)處理方案，所采用的軟件，所采用的星歷，起算數(shù)據(jù)，坐標系統(tǒng)以及無約束，約束平差情況 （2）誤差檢驗及相關參數(shù)與平差結果的精度估計等 （3）上交成果中存在的問題和需要