靜態(tài)GNSS測量介紹

測繪事業(yè)部靜態(tài)GPS介紹及靜態(tài)作業(yè)、數(shù)據(jù)處理流程

第一頁，共四十五頁。目錄一、靜態(tài)GPS工作原理二、靜態(tài)GPS工程運(yùn)用三、GPS與常規(guī)控制測量的優(yōu)勢四、靜態(tài)GPS操作流程五、注意事項(xiàng)第二頁，共四十五頁。

將靜態(tài)機(jī)的GPS接收天線長時間靜止不動架設(shè)在待測點(diǎn)位上,按一定的采樣間隔采集由衛(wèi)星發(fā)射過來的觀測文件和星歷文件。之后，用靜態(tài)后處理軟件對觀測文件和星歷文件進(jìn)行基線解算、網(wǎng)平差等后續(xù)工作。靜態(tài)定位是確定在WGS84坐標(biāo)系下的經(jīng)緯度，然后在內(nèi)業(yè)中平差。

1靜態(tài)GPS工作原理第三頁，共四十五頁。1、絕對定位（單點(diǎn)定位）2、靜態(tài)相對定位3、快速靜態(tài)相對測量2靜態(tài)機(jī)工程運(yùn)用第四頁，共四十五頁。

絕對定位又稱單點(diǎn)定位，是在ＷＧＳ－８４坐標(biāo)系中，利用偽距測量確定觀測站相對地球質(zhì)心絕對位置的方法。其實(shí)質(zhì)就是空間距離的后方交會。其優(yōu)點(diǎn)是只需一臺接收機(jī)即可獨(dú)立確定待求點(diǎn)的絕對坐標(biāo)，精度一般15~30米?？捎糜诼糜?，汽車、飛機(jī)、輪船等導(dǎo)航。偽距：衛(wèi)星發(fā)射的測距碼信號到達(dá)GPS接收機(jī)的傳播時間乘以光速所得到的量測距離。絕對定位2靜態(tài)機(jī)工程運(yùn)用第五頁，共四十五頁。

靜態(tài)相對定位是在ＷＧＳ－８４坐標(biāo)系中，利用載波相位確定觀測站與某一地面參考點(diǎn)之間的相對位置，或兩測站之間的相對位置。也就是我們通常所說的靜態(tài)測量。測量時必須使用兩臺或兩臺以上的接收機(jī)分別擺在不同的測站上，兩兩測站之間至少要有4顆共同衛(wèi)星，同步做一定時間的靜止觀測。其精度經(jīng)靜態(tài)后處理軟件處理后可達(dá)：平面±（5mm+1ppm)

高程±（10mm+1ppm)

其主要用于建各種控制網(wǎng)、長距離導(dǎo)線測量和變形監(jiān)測。靜態(tài)相對定位2靜態(tài)機(jī)工程運(yùn)用第六頁，共四十五頁。兩兩測站之間至少4顆共同衛(wèi)星2靜態(tài)機(jī)工程運(yùn)用第七頁，共四十五頁。

采用快速逼近模糊度技術(shù)，觀測時間可以縮短為靜態(tài)相對測量的1/3~1/2。一般適用于等級較低、精度不高的控制網(wǎng)和導(dǎo)線點(diǎn)。操作方法與靜態(tài)相對測量一樣。精度為：平面±（10mm+1ppm)

高程±（15mm+1ppm)快速靜態(tài)相對測量2靜態(tài)機(jī)工程運(yùn)用第八頁，共四十五頁。3靜態(tài)GPS與常規(guī)控制測量的優(yōu)勢1、定位精度高2、測站之間無需通視3、全天候作業(yè)4、效率高、觀測時間短5、節(jié)省大量人力、物力6、操作簡單第九頁，共四十五頁。1、選點(diǎn)和埋石、制定觀測計劃

2、野外觀測

3、數(shù)據(jù)的下載

4、靜態(tài)GPS數(shù)據(jù)處理

4靜態(tài)GPS操作流程第十頁，共四十五頁。1.選點(diǎn)和埋石、制定觀測計劃選點(diǎn)：觀測站位置的選擇。在GPS測量中并不要求觀測站之間相互通視，網(wǎng)的圖形選擇也比較靈活，因此選點(diǎn)比經(jīng)典控制測量簡便得多。埋石：在GPS測量中，網(wǎng)點(diǎn)一般應(yīng)設(shè)置具有中心標(biāo)志的標(biāo)石，以精確標(biāo)志點(diǎn)位。具體標(biāo)石類型及其適用級別可參照《全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范》。制定觀測計劃在施測前，建議用戶根據(jù)網(wǎng)的布設(shè)方案、規(guī)模的大小、精度要求、GPS衛(wèi)星星座、參與作業(yè)的GPS數(shù)量以及后勤保障條件（交通、通信）等，制定觀測計劃：1、確定工作量、2是否采用分區(qū)觀測、3、選擇觀測時段4、確定觀測進(jìn)程及調(diào)度4靜態(tài)GPS操作流程第十一頁，共四十五頁。GPS基線向量網(wǎng)的設(shè)計原則為保證對衛(wèi)星的連續(xù)跟蹤觀測和衛(wèi)星信號的質(zhì)量，要求測站上空應(yīng)盡可能的開闊，在10°~15°高度角以上不能有成片的障礙物。為避免或減少多路徑效應(yīng)的發(fā)生，測站應(yīng)遠(yuǎn)離對電磁波信號反射強(qiáng)烈的地形、地物，如高層建筑、成片水域等。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(nèi)不能有強(qiáng)電磁波干擾源，如大功率無線電發(fā)射設(shè)施、高壓輸電線等。為便于觀測作業(yè)和今后的應(yīng)用，測站應(yīng)選在交通便利，上點(diǎn)方便的地方。測站應(yīng)選擇在易于保存的地方。1.選點(diǎn)的原則第十二頁，共四十五頁。選點(diǎn)注意事項(xiàng)15°15°15°高度角以上不能有成片的障礙物1．為保證對衛(wèi)星的連續(xù)跟蹤觀測和衛(wèi)星信號的質(zhì)量，要求測站上空應(yīng)盡可能的開闊，在15°高度角以上不能有成片的障礙物。4靜態(tài)GPS操作流程第十三頁，共四十五頁。2．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(nèi)不能有強(qiáng)電磁波干擾，如電視塔、微波站、高壓輸電線。選點(diǎn)注意事項(xiàng)4靜態(tài)GPS操作流程第十四頁，共四十五頁。3．為避免或減少多路徑效應(yīng)的發(fā)生，測站應(yīng)遠(yuǎn)離對電磁波信號反射強(qiáng)烈的地形、地物，如高層建筑、成片水域等。選點(diǎn)注意事項(xiàng)4靜態(tài)GPS操作流程第十五頁，共四十五頁。多路徑效應(yīng)

在GPS測量中，如果測站周圍的反射物所反射的衛(wèi)星信號（反射波）進(jìn)入接收機(jī)天線，這就將和直接來自衛(wèi)星的信號（直接波）產(chǎn)生干涉，從而使測量值偏離真值，產(chǎn)生所謂的"多路徑誤差"。這種由于多路徑的信號傳播所引起的干涉時延效應(yīng)被稱作多路徑效應(yīng)。4靜態(tài)GPS操作流程第十六頁，共四十五頁。4．為便于觀測作業(yè)和今后的使用，測站應(yīng)選在交通便利、上點(diǎn)方便且易于保存的地方。條件不好如何測量？對于控制網(wǎng)中的一些特殊點(diǎn),如已知點(diǎn)、某些待測點(diǎn)根本無法滿足1~3條的選點(diǎn)要求而又必須測量的情況下，我們可以適當(dāng)?shù)难娱L觀測時間及事先通過星歷預(yù)報軟件預(yù)測當(dāng)?shù)貤l件下的衛(wèi)星運(yùn)行情況，選擇無遮擋方向衛(wèi)星多的時候進(jìn)行靜態(tài)觀測。選點(diǎn)注意事項(xiàng)4靜態(tài)GPS操作流程第十七頁，共四十五頁。1、擺站：對中、整平2、量取儀器高(斜高或垂直高,異步環(huán)、不同廠家、不同型號儀器混合測量)3、按電源燈開機(jī)（鎖星一分鐘后開始記錄）4、手工記錄測站信息（測站名、儀器編號、儀器高、開始及結(jié)束時間）2.野外觀測4靜態(tài)GPS操作流程第十八頁，共四十五頁。3.野外觀測靜態(tài)數(shù)據(jù)記錄信息儀器號碼:機(jī)身編號(如:0838268)開機(jī)時間:GPS時間+8小時=北京時間測站點(diǎn)名:(字母+數(shù)字)四個字符(如:GP03)儀器高

:單位米,精確到0.1毫米(如:1.6586)注意:

這四個信息是最基本的信息,一定要記錄;當(dāng)天數(shù)據(jù)當(dāng)天編輯下載到電腦保存.4靜態(tài)GPS操作流程第十九頁，共四十五頁。2.提高可靠性的原則增加觀測時段（增加獨(dú)立基線數(shù)）。保證一定的重復(fù)設(shè)站次數(shù)。保證每點(diǎn)與三條以上的獨(dú)立基線相連。最小異步環(huán)邊數(shù)不大于6。GPS基線向量網(wǎng)的設(shè)計原則第二十頁，共四十五頁。3.提高精度的原則網(wǎng)中距離較近的點(diǎn)一定要進(jìn)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(dāng)引入高精度測距邊。若要進(jìn)行高程擬合，水準(zhǔn)點(diǎn)密度要高，分布要均勻，且要將擬合區(qū)域包圍起來。適當(dāng)延長觀測時間，增加觀測時段。選取適當(dāng)數(shù)量的已知點(diǎn)，已知點(diǎn)分布均勻。GPS基線向量網(wǎng)的設(shè)計原則第二十一頁，共四十五頁。4.數(shù)據(jù)下載用串口下載數(shù)據(jù)：

用中海達(dá)接收機(jī)管理軟件；可以通過串口連接方式下載和刪除文件，格式化主機(jī)。用USB下載數(shù)據(jù)：

使用USB進(jìn)行U盤拖拽式下載方式，不需傳輸軟件；但USB方式不能編輯或刪除主機(jī)里文件。4靜態(tài)GPS操作流程第二十二頁，共四十五頁。數(shù)據(jù)下載：串口數(shù)據(jù)線USB數(shù)據(jù)線4靜態(tài)GPS操作流程第二十三頁，共四十五頁。1.新建項(xiàng)目,并設(shè)置坐標(biāo)系統(tǒng)；2.導(dǎo)入數(shù)據(jù),并編輯文件天線高信息；3.基線解算,并根據(jù)殘差信息進(jìn)行調(diào)整，直到基線質(zhì)量合格；4.網(wǎng)平差,輸入控制點(diǎn)信息后，完成自由網(wǎng)平差->84約束平差->當(dāng)?shù)厝S約束平差或二維約束平差；5.導(dǎo)出各種解算報告。HGO數(shù)據(jù)處理軟件操作流程5靜態(tài)GPS操作流程第二十四頁，共四十五頁。新建項(xiàng)目執(zhí)行主程序，啟動后處理軟件：選擇『文件』菜單的【新建項(xiàng)目】進(jìn)入任務(wù)設(shè)置窗口。在“項(xiàng)目名稱”中輸入項(xiàng)目名稱，同時可以選擇項(xiàng)目存放的文件夾，“工作目錄”中顯示的是現(xiàn)有項(xiàng)目文件的路徑，按【確定】完成新項(xiàng)目的創(chuàng)建工作。HGO數(shù)據(jù)處理第二十五頁，共四十五頁。項(xiàng)目屬性設(shè)置選擇『文件』菜單的【項(xiàng)目屬性】，系統(tǒng)將彈出項(xiàng)目屬性設(shè)置對話框，用戶可以設(shè)置項(xiàng)目的細(xì)節(jié)，這里主要是對限差項(xiàng)進(jìn)行設(shè)置：HGO數(shù)據(jù)處理第二十六頁，共四十五頁。注意：可以通過導(dǎo)航條直接打開項(xiàng)目屬性，導(dǎo)航條包含了HGO后處理的一般過程。打開項(xiàng)目HGO數(shù)據(jù)處理第二十七頁，共四十五頁。任務(wù)建完后，開始加載觀測數(shù)據(jù)文件。選擇『文件』－【導(dǎo)入】，在彈出的對話框中選擇需要加載的數(shù)據(jù)類型，按【導(dǎo)入文件】或者【導(dǎo)入目錄】，進(jìn)入文件選擇對話框：導(dǎo)入數(shù)據(jù)HGO數(shù)據(jù)處理第二十八頁，共四十五頁。也可以通過導(dǎo)航條導(dǎo)入文件。導(dǎo)入數(shù)據(jù)HGO數(shù)據(jù)處理第二十九頁，共四十五頁。導(dǎo)入數(shù)據(jù)后，軟件自動形成基線，同步環(huán)，異步環(huán)，重復(fù)基線等信息。顯示窗口如下導(dǎo)入數(shù)據(jù)HGO數(shù)據(jù)處理第三十頁，共四十五頁。當(dāng)數(shù)據(jù)加載完成后，系統(tǒng)會顯示所有的文件，點(diǎn)擊中間的樹形目錄的【觀測文件】，并將右邊工作區(qū)選項(xiàng)卡切換為【文件】，即可查看詳細(xì)的文件列表。雙擊某一行，即可彈出編輯界面，這里主要是為了確定天線高，接收機(jī)類型，天線類型。按照相同方法完成所有文件天線信息的錄入或編輯。處理基線HGO數(shù)據(jù)處理第三十一頁，共四十五頁。基線解算的時間由基線的數(shù)目、基線觀測時間的長短、基線處理設(shè)置的情況，以及計算機(jī)的速度決定。處理全部基線向量后，基線列表窗口中會列出所有基線解的情況，網(wǎng)圖中原來未解算的基線也由原來的淺色改變?yōu)樯罹G色：處理基線HGO數(shù)據(jù)處理第三十二頁，共四十五頁。在基線處理完成后，需要對基線處理成果進(jìn)行檢核。由于本章為快速入門，所以我們假定所有參與解算的基線都合格，通常情況下，如觀測條件良好，一般一次就能成功處理所有的基線?；€解算合格后，還需要根據(jù)基線的同步觀測情況剔除部分基線，在這里我們也不作介紹。平差前的設(shè)置HGO數(shù)據(jù)處理第三十三頁，共四十五頁?，F(xiàn)在我們直接進(jìn)入網(wǎng)平差的準(zhǔn)備。首先確定哪些站點(diǎn)是控制點(diǎn)。在樹形視圖區(qū)中卻換到【點(diǎn)】，在右邊工作區(qū)點(diǎn)擊【站點(diǎn)】，對選中的站點(diǎn)右鍵菜單，選擇【轉(zhuǎn)為控制點(diǎn)】，這些點(diǎn)會自動添加到【控制點(diǎn)】列表中。平差前的設(shè)置HGO數(shù)據(jù)處理第三十四頁，共四十五頁。切換到【控制點(diǎn)】列表，雙擊某個站點(diǎn)名進(jìn)行編輯同樣方法把所有的已知點(diǎn)坐標(biāo)都輸入完畢。平差前的設(shè)置HGO數(shù)據(jù)處理第三十五頁，共四十五頁。選擇菜單『網(wǎng)平差』－>【平差設(shè)置】，

進(jìn)入【平差設(shè)置】窗口：

平差前的設(shè)置HGO數(shù)據(jù)處理第三十六頁，共四十五頁。執(zhí)行菜單『網(wǎng)平差』下的【平差】，軟件會彈出平差工具。見下圖：進(jìn)行網(wǎng)平差點(diǎn)擊【全自動平差】，軟件將自動根據(jù)起算條件，完成自由網(wǎng)平差，84下的約束平差，以及當(dāng)?shù)厝S約束平差和二維約束平差。并形成平差結(jié)果列表。可以選擇要查看的結(jié)果，點(diǎn)擊【生成報告】，即可查看報告。HGO數(shù)據(jù)處理第三十七頁，共四十五頁。在『網(wǎng)平差』，選中【平差報告設(shè)置】，可以對輸出內(nèi)容及格式進(jìn)行指定和選擇。然后在『網(wǎng)平差』->【平差】工具中點(diǎn)擊【生成報告】，即可導(dǎo)出相應(yīng)的平差報告了。成果輸出HGO數(shù)據(jù)處理第三十八頁，共四十五頁。在『網(wǎng)平差』，選中【平差報告設(shè)置】，可以對輸出內(nèi)容及格式進(jìn)行指定和選擇。成果輸出然后在『網(wǎng)平差』->【平差】工具中點(diǎn)擊【生成報告】，即可導(dǎo)出相應(yīng)的平差報告了。HGO數(shù)據(jù)處理第三十九頁，共四十五頁。以生成HTML格式報告為例，平差結(jié)果中的全部內(nèi)容輸出成一個HTML報告形式。至此，一個完整的基線解算成果，以及平差后的各站點(diǎn)坐標(biāo)成果都已經(jīng)獲得，靜態(tài)解算完成。成果輸出HGO數(shù)據(jù)處理第四十頁，共四十五頁。影響基線解算質(zhì)量的主要因素及應(yīng)對方法基線解算時所設(shè)定的起點(diǎn)坐標(biāo)不準(zhǔn)確 （設(shè)定較準(zhǔn)確的起點(diǎn)坐標(biāo)，采用同一點(diǎn)或同一點(diǎn)的衍生點(diǎn)起算）少數(shù)衛(wèi)星的觀測時間太短，導(dǎo)致這些衛(wèi)星的整周未知數(shù)無法準(zhǔn)確確定 （剔除觀測時間太短的衛(wèi)星）在整個觀測時段里，有個別時間段或個別衛(wèi)星周跳太多，致