最新-華測GPS-靜態(tài)培訓(xùn)-PPT精品課件

1、華測靜態(tài)數(shù)據(jù)處理一、GPS基礎(chǔ)部分二、靜態(tài)測量三、華測GPS的使用四、靜態(tài)數(shù)據(jù)處理主要內(nèi)容一、GPS基礎(chǔ)部分1. GPS的由來及特點2. GPS的系統(tǒng)組成3. GPS的定位原理4. GPS的信號組成5. GPS的誤差來源6. GPS的應(yīng)用 美國國防部于1973年批準(zhǔn)陸?？杖姽餐兄菩乱淮l(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，全稱為“授時與測距導(dǎo)航系統(tǒng)全球定位系統(tǒng)”(Navigation Timing and Ranging /Global Positioning System)，簡稱為“全球定位系統(tǒng)(GPS)”。整個計劃耗時20年，投資300億美元，是繼阿波羅登月、航天飛機之后的第三大空間工程。 一、GPS基礎(chǔ)部分

2、1. GPS的由來及特點一、GPS基礎(chǔ)部分1. GPS的由來及特點GPS定位技術(shù)有以下特點： 操作簡便 全天候作業(yè) 功能多、應(yīng)用廣 免費定位精度高觀測時間短測站間無須通視 可提供三維坐標(biāo) 2. GPS的系統(tǒng)組成一、GPS基礎(chǔ)部分GPS由空間星座部分、地面監(jiān)控部分和用戶部分三部分組成： 空間星座部分： 由24顆衛(wèi)星組成，其中包括3顆備用衛(wèi)星。工作衛(wèi)星分布在6個軌道面內(nèi)，每個軌道面上有4顆衛(wèi)星。衛(wèi)星軌道面相對地球赤道面的傾角為55，各軌道平面升交點的赤經(jīng)相差60，在相鄰軌道上，衛(wèi)星的升交距角相差30。軌道平均高度約為20200km，衛(wèi)星運行周期為11h58min。 現(xiàn)在GPS衛(wèi)星大約有31顆。2.

3、 GPS的系統(tǒng)組成一、GPS基礎(chǔ)部分 地面監(jiān)控部分： GPS的地面監(jiān)控部分主要由分布在全球的5個地面站所組成，其中包括衛(wèi)星監(jiān)測站、主控站和注入站。用戶部分： 用戶設(shè)備的主要任務(wù)是接收GPS衛(wèi)星發(fā)射的信號，以獲得必要的導(dǎo)航和定位信息及觀測量，并經(jīng)數(shù)據(jù)處理而完成導(dǎo)航和定位工作 。3. GPS的定位原理一、GPS基礎(chǔ)部分 由于衛(wèi)星的位置精確可知，在GPS觀測中，我們可得到衛(wèi)星到接收機的距離，利用三維坐標(biāo)中的距離公式，利用3顆衛(wèi)星，就可以組成3個方程式，解出觀測點的位置（X,Y,Z）?？紤]到衛(wèi)星的時鐘與接收機時鐘之間的誤差，實際上有4個未知數(shù)，X、Y、Z和鐘差，因而需要引入第4顆衛(wèi)星，形成4個方程式進

4、行求解，從而得到觀測點的經(jīng)緯度和高程。 4. GPS的信號組成 一、GPS基礎(chǔ)部分 GPS 衛(wèi)星發(fā)射兩種頻率的載波信號即頻率為1575.42MHz 的L1 載波和頻率為1227.60HMz 的L2 載波。它們的頻率分別是基本頻率10.23MHz 的154 倍和120 倍。它們的波長分別為19.03cm 和24.42cm。在L1 和L2 上又分別調(diào)制著多種信號，這些信號主要有：1、C/A 碼 C/A 碼又被稱為粗捕獲碼，它被調(diào)制在L1 載波上。 2、P 碼（Y 碼） P 碼又被稱為精碼。它被調(diào)制在L1 和L2 載波上。 3、導(dǎo)航信息（或稱D 碼） 導(dǎo)航信息被調(diào)制在L1 載波上，其信號頻率為50H

5、z， 包含有GPS 衛(wèi)星的軌道參數(shù)、衛(wèi)星鐘改正數(shù)和其它一 些系統(tǒng)參數(shù)。 5. GPS的誤差來源 一、GPS基礎(chǔ)部分誤差的分類偶然誤差（觀測噪聲）- Noise一般優(yōu)于波長/碼元長度的1/100。系統(tǒng)誤差 - Bias與衛(wèi)星有關(guān)的誤差衛(wèi)星星歷（軌道）誤差衛(wèi)星鐘差相對論效應(yīng)與傳播途徑有關(guān)的誤差電離層延遲誤差對流層延遲誤差多路徑效應(yīng)與接收設(shè)備有關(guān)的誤差接收機鐘差天線相位中心偏差和變化接收機不同通道間的信號延遲誤差其它軟件 模型誤差，地球潮汐GPS控制系統(tǒng)5. GPS的誤差來源-與衛(wèi)星有關(guān)的 一、GPS基礎(chǔ)部分衛(wèi)星星歷（軌道）誤差廣播星歷（預(yù)報星歷）與精密星歷（后處理星歷）應(yīng)對方法精密定軌軌道松馳相對

6、定位衛(wèi)星鐘差應(yīng)對方法鐘差多項式 - t=a0+a1(t-t0)+a2(t-t0)2參數(shù)物理同步誤差與數(shù)學(xué)同步誤差相對論效應(yīng)狹義相對論效應(yīng) 與鐘的運動速度有關(guān)，使星鐘變慢廣義相對論效應(yīng) 與鐘所處位置的重力位有關(guān)，使星鐘變快應(yīng)對方法 事先調(diào)整鐘速，根據(jù)衛(wèi)星軌道進行修正5. GPS的誤差來源與傳播路徑有關(guān)的 一、GPS基礎(chǔ)部分電離層延遲電離層 自由電子與信號的頻率有關(guān) 與信號頻率的平方成反比（色散效應(yīng)）與信號傳播途徑上的電子密度有關(guān)，而電子密度又與高度、時間、季節(jié)、地理位置、太陽活動等有關(guān)電離層對載波和測距碼的影響，大小相等，符號相反應(yīng)對方法模型改正 單層電離層模型雙頻改正相對定位對流層延遲對流層對

7、流層延遲的干分量與濕分量相對于GPS信號，與信號的頻率無關(guān)（非色散）應(yīng)對方法相對定位模型改正 多路徑效應(yīng)多路徑效應(yīng)應(yīng)對方法 觀測地點的選擇、接收設(shè)備的性能、長時間觀測、數(shù)據(jù)處理方法5. GPS的誤差來源與接收機硬件有關(guān)的 一、GPS基礎(chǔ)部分接收機鐘差天線相位中心的偏差與變化天線的幾何中心、平均相位中心天線相位中心的偏差天線相位中心的變化應(yīng)對方法天線定向（相對定位）模型改正接收機通道間的延遲誤差6. GPS的應(yīng)用 一、GPS基礎(chǔ)部分1、軍事用途 GPS本身就是軍事競賽的產(chǎn)物。精碼保密，主要提供給本國和盟國的軍事用戶使用；粗碼提供給本國民用和全世界使用。2、民用導(dǎo)航 占據(jù)了民用領(lǐng)域的絕大部分，一般

8、精度要求不高，5-15米，飛機、輪船、車載定位等領(lǐng)域。3、測繪 要求精度高，早期主要在石油部門使用，現(xiàn)在已在測繪相關(guān)行業(yè)中廣泛普及，成為一種新的測繪方式。4、GIS 現(xiàn)在處于起步階段，隨著數(shù)字地球、數(shù)字中國的進程，必將成為一個龐大的新興產(chǎn)業(yè)。6. GPS的應(yīng)用 一、GPS基礎(chǔ)部分軍事 測繪 林業(yè) 農(nóng)業(yè) 地質(zhì) 電力 水利 交通 環(huán)保 氣象 地震 石油 通訊 海洋 城建 科研院所 院校 醫(yī)療 消防 國土 GPS的應(yīng)用是受到人的想象力的限制，GPS無所不在二、靜態(tài)測量靜態(tài)測量的含義GPS的精度等級靜態(tài)控制網(wǎng)的布設(shè)二、靜態(tài)測量這種模式采用兩臺(或兩臺以上)GPS接收機，分別安置在一條或數(shù)條基線的兩端，

9、同步觀測4顆以上衛(wèi)星，每時段根據(jù)基線長度和測量等級觀測相應(yīng)的時間。這種模式一般可以達到5mm十1ppm的相對定位精度。1.靜態(tài)測量含義常規(guī)靜態(tài)測量快速靜態(tài)測量 靜態(tài)測量二、靜態(tài)測量2.GPS的精度等級-1 國家測繪局1992年制定的我國第一部全球定位系統(tǒng)(GPS)測量規(guī)范將GPS的測量精度分為A、B、C、D、E五級。其中A、B兩級一般是國家GPS控制網(wǎng)。我國的國家GPS網(wǎng)就是按照這一精度標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的。C、D、E三級是針對局部性GPS網(wǎng)規(guī)定的。 級別AAABCDE平均距離10003007010155 100.2 5 GPS網(wǎng)相鄰點的平均邊長 km 相鄰點最小距離可為平均距離的1/3-1/2,最大距

10、離可為平均距離的2一3倍。二、靜態(tài)測量2.GPS的精度等級-2 為了適應(yīng)生產(chǎn)建設(shè)的需要，有關(guān)部門制定了全球定位系統(tǒng)城市測量技術(shù)規(guī)程，按城市或工程GPS網(wǎng)中相鄰點的平均距離和精度劃分為二、三、四等和一、二級，在布網(wǎng)時可以逐級布網(wǎng)、越級布網(wǎng)或布設(shè)同級全面網(wǎng) 。 級別項目二等三等四等一級二級固定誤差a/mm1010101015比例誤差系數(shù)b/ppm25101020相鄰點平均距離/km95211閉合環(huán)或附合路線的邊數(shù)/條68101010二、靜態(tài)測量2.GPS的精度等級-3 根據(jù)公路及橋梁隧道等構(gòu)造的特點及不同要求，GPS 控制網(wǎng)分為一級二級三級四級共四個等級。 級別每對相鄰點平均距離d(km)固定誤差

11、a(mm)比例誤差b(ppm)最弱相鄰點點位中誤差m(mm)路線特殊構(gòu)造 物路線特殊構(gòu)造物路線特殊構(gòu)造物一級4.0105215010二級2.0105525010三級1.01051025010四級0.5102050靜態(tài)控制測量主要工作過程： 第一 測前工作 - 項目的提出、技術(shù)設(shè)計（網(wǎng)的布設(shè)）、資料 整理儀器的檢驗、踏勘、選點埋石 第二 實施測量 - 實地觀測 第三 數(shù)據(jù)處理 第四 測后工作二、靜態(tài)測量3.靜態(tài)控制網(wǎng)的布設(shè)-1一、GPS基礎(chǔ)部分3.靜態(tài)控制網(wǎng)的布設(shè)-2靜態(tài)測量網(wǎng)的布設(shè)方式 1 點連式2 邊連式混連式星形網(wǎng)導(dǎo)線網(wǎng)環(huán)形網(wǎng)其中：點連式、星形網(wǎng)、導(dǎo)線網(wǎng)附合條件少，精度低；邊連式附合條件多

12、，精度高，但工作量大；邊點混合連接式和環(huán)形網(wǎng)形式靈活，附合條件多，精度較高，是常用的布設(shè)方案。123456一、GPS基礎(chǔ)部分選點的基本要求A 周圍應(yīng)便于安置接收設(shè)各和操作，視野開闊，視場內(nèi)障礙物的高 度角不宜超過15；B 遠(yuǎn)離大功率無線電發(fā)射源(如電視臺、電臺、微波站等)，其距離 不小干200 m；遠(yuǎn)離高壓輸電線和微波無線電信號傳送通道，其距 離不得小于50 m；C 附近不應(yīng)有強烈反射衛(wèi)星信號的物件(如大型建筑物等)；D 交通方便，并有利于其他測量手段擴展和聯(lián)測；E 地面基礎(chǔ)穩(wěn)定，易于點的保存；F AA、A、B級GPS點，應(yīng)選在能長期保存的地點；G 充分利用符合要求的舊有控制點；H 選站時應(yīng)盡

13、可能使測站附近的小環(huán)境(地形、地貌、植被等)與周 圍的大環(huán)境保持一致，以減少氣象元素的代表性誤差。為了常規(guī)測量方法加密控制網(wǎng)或者作業(yè)，C、D、E級GPS網(wǎng)點應(yīng)有1-2方向通視。3.靜態(tài)控制網(wǎng)的布設(shè)-2三、華測GPS的使用X20接收機的使用X60接收機的使用X90/ X91接收機的使用數(shù)據(jù)的下載三、華測GPS的使用1.X20接收機的使用衛(wèi)星指示燈每隔5秒連閃幾次，表示有幾顆衛(wèi)星電池指示燈長亮表示有電，如果不停的閃爍，表示電量不足 X20開機便可記錄靜態(tài)數(shù)據(jù)，無需切換，無需設(shè)置，簡單方便。 1. 單電池供電可達18個小時 2. 堅固耐用，防水抗摔 3. 內(nèi)存大，可持續(xù)作業(yè)數(shù)據(jù)采集燈每隔幾秒閃一次，

14、表示在紀(jì)錄數(shù)據(jù)， 閃爍的間隔即是采樣間隔電源健 按一秒即可開機，長按三秒即可關(guān)機 三、華測GPS的使用2.X60接收機的使用數(shù)據(jù)采集燈每隔幾秒閃一次，表示在紀(jì)錄數(shù)據(jù)， 閃爍的間隔即是采樣間隔電源健 按一秒即可開機，長按三秒即可關(guān)機衛(wèi)星指示燈每隔5秒連閃幾次，表示有幾顆衛(wèi)星A B電池指示燈長亮表示有電，如果不停的閃爍，表示電量不足，若A電池 電量用完，將自動切換到B電池切換健剛開機時，主機默認(rèn)為RTK模式，如果做靜態(tài)就要通過切換健進行 切換：常按住切換健，此時電臺燈長亮，等電臺燈不亮，即可松開 表明已切換到靜態(tài)電臺指示燈做RTK時，電臺指示燈會一秒閃爍一次三、華測GPS的使用3.X90/X91接

15、收機的使用電源?。喊匆幻爰纯砷_機，長按三秒即可關(guān)機切換?。簞傞_機時，主機默認(rèn)為RTK模式，如果做靜態(tài)就要通過切換健進行切換：常按住切換健，此時電臺燈長亮，等電臺燈不亮，即可松開表明已切換到靜態(tài)電池指示燈：長亮表示有電，如果不停的閃爍，表示電量不足衛(wèi)星指示燈：每隔5秒連閃幾次，表示有幾顆衛(wèi)星電臺指示燈：做RTK時，電臺指示燈會一秒閃爍一次數(shù)據(jù)采集燈：每隔幾秒閃一次，表示在紀(jì)錄數(shù)據(jù)， 閃爍的間隔即是采樣間隔三、華測GPS的使用4.數(shù)據(jù)的下載 X20、X60、X90的用華測“下載軟件”通過USB或者串口把數(shù)據(jù)下載下來，放在指定的文件夾下；下載時，先“輸入測站信息”，對于點名不超過四個字符，最好為數(shù)字

16、或字母；并輸入相應(yīng)的時段名。然后“數(shù)據(jù)導(dǎo)出”。注：在連接或下載數(shù)據(jù)時,主機的數(shù)據(jù)燈會長亮，此時盡量不要進行其他操作，直到數(shù)據(jù)燈不亮?xí)r再進行。四、靜態(tài)數(shù)據(jù)處理專業(yè)版標(biāo)準(zhǔn)版四、靜態(tài)數(shù)據(jù)處理-專業(yè)版特點：需帶軟件狗可直接導(dǎo)入以下數(shù)據(jù)：四、靜態(tài)數(shù)據(jù)處理-標(biāo)準(zhǔn)版特點：不需要軟件狗，安裝后即可使用；可處理華測的*.hcn數(shù)據(jù)(接收機經(jīng)過注冊的）也可以處理標(biāo)準(zhǔn)格式，但必須同時有*.hcn的數(shù)據(jù)四、靜態(tài)數(shù)據(jù)處理1.任務(wù)的建立2.坐標(biāo)系統(tǒng)的建立3.數(shù)據(jù)的導(dǎo)入4.數(shù)據(jù)檢查5.基線的處理6.網(wǎng)平差7.成果檢查8.成果提交四、靜態(tài)數(shù)據(jù)處理1.任務(wù)的建立2.坐標(biāo)系統(tǒng)的建立3.數(shù)據(jù)的導(dǎo)入4.數(shù)據(jù)檢查5.基線的處理6.網(wǎng)平

17、差7.成果檢查8.成果提交四、靜態(tài)數(shù)據(jù)處理1.任務(wù)的建立 打開電腦“開始 程序 華測靜態(tài)處理 靜態(tài)處理軟件”或者直接打開桌面上的快捷方式。注： 首先把下載下來的數(shù)據(jù)統(tǒng)一放到一個文件夾下面，新建任務(wù)時直接選擇此文件夾，并注意選擇相應(yīng)的坐標(biāo)系統(tǒng)。四、靜態(tài)數(shù)據(jù)處理2.坐標(biāo)系統(tǒng)的建立 新建任務(wù)時，雖然坐標(biāo)系統(tǒng)已經(jīng)選定，但可以對于中央子午線或者是投影高等可能需要相應(yīng)的改動或新建。點擊“工具”坐標(biāo)系管理“，如下圖操作：投影高中央子午線七參數(shù)，一般默認(rèn)不輸橢球參數(shù)名稱 長半軸 扁率 Bj54 6378245 298.3西安80 6378140 298.257四、靜態(tài)數(shù)據(jù)處理3.數(shù)據(jù)的導(dǎo)入 項目建完后，開始加

18、載GPS數(shù)據(jù)觀測文件。選擇“文件”“導(dǎo)入”，compass可以導(dǎo)入下圖多種格式的數(shù)據(jù)四、靜態(tài)數(shù)據(jù)處理4.數(shù)據(jù)檢查-1 數(shù)據(jù)導(dǎo)入后，檢查相應(yīng)點的點名，儀器高，天線類型等等，對于有問題的數(shù)據(jù)要及時更改 注：如果用不同的GPS接收機進行聯(lián)測，就要單獨修改天線類型，對于沒有的天線類型，在GPS天線管理器里，添加相應(yīng)的天線類型，并輸入相應(yīng)的天線參數(shù)，如相位中心高，天線半徑等。四、靜態(tài)數(shù)據(jù)處理4.數(shù)據(jù)檢查-2 然后通過“檢查” “觀測文件檢查”，對于里面，個別點，點名命錯等就可以查出來，重新命名，然后再反復(fù)查看，“觀測文件檢查”直到?jīng)]有為止。四、靜態(tài)數(shù)據(jù)處理5.基線的處理 數(shù)據(jù)檢查沒有問題之后，點擊“靜態(tài)

19、基線” “ 處理全部基線”,等基線全部處理完后，對于“Radio”值比較小的進行單獨處理，至少保證Radio值大于3以上，當(dāng)然處理的越大約好，最大為99.9 對于Radio值后面帶“？ ”，是由于中誤差過大，可以酌情對其處理。四、靜態(tài)數(shù)據(jù)處理5.基線的處理_方法一 通過“基線處理設(shè)置”，增大或減小數(shù)據(jù)采樣間隔或衛(wèi)星的截止角，其他為默認(rèn)，當(dāng)采集的數(shù)據(jù)時間較長時，不如兩個小時以上的可以把采樣間隔加大，對于衛(wèi)星數(shù)據(jù)較多，可以適當(dāng)增大截止角。然后再單獨處理一下這條基線。四、靜態(tài)數(shù)據(jù)處理5.基線的處理_方法二 刪除不好的數(shù)據(jù)，右擊基線，出現(xiàn)”屬性”,在“觀測數(shù)據(jù)圖”里刪除不好的數(shù)據(jù)或者時間比較短的數(shù)據(jù)，確定后，然后再單獨處理這條基線四、靜態(tài)數(shù)據(jù)處理5.基線的處理_方法三 對于各別基線如果怎么處理都不能大于3時，可以不讓其參與基線處理及網(wǎng)平差，具體操作是，右擊基線屬性把”參與基線處理及網(wǎng)平差”的復(fù)選框勾掉。四、靜態(tài)數(shù)據(jù)處理6.網(wǎng)平差-已知點的輸入 在觀測站點里：右擊屬性，點擊“已知點坐標(biāo)”,選擇“固定方式”，如XY、XY四、靜態(tài)數(shù)據(jù)處理6.網(wǎng)平差-網(wǎng)平差設(shè)置 如上圖，在“網(wǎng)平差”網(wǎng)平差設(shè)置“，根據(jù)具體情況選擇三維平差，二維平差，水準(zhǔn)高程擬合，如果中央子午線需要改，就在”重置中央子午線“，重新輸入改正后的中央子午線，注意度分秒要用