武漢大學測繪學院GPS靜態(tài)測量動態(tài)測圖實習報告

課程編號：課程性質：必修GPS測量與數據處理實習實習報告學院：測繪學院專業(yè)： 測繪工程 地點：武漢大學班級：班組號：隊組姓名： 學號： 教師： 2013年4月15日至2013年4月26日

目錄GPS測量與數據處理實習 1一、武漢大學GPS控制網技術總結 31.1.項目概況 31.2.技術依據 31.3.點位分布 31.4.外業(yè)觀測情況 51.5.數據處理及結果分析 6附錄一、GPS控制網示意圖 16附錄二、GPS控制成果資料 17附錄三、GPS控制測量外業(yè)觀測記錄 18二、RTK平面測圖總結 19步驟： 19友誼廣場地形圖 20友誼廣場地形地貌圖 21三、實習體會 22GPS靜態(tài)測量外業(yè) 22GPS靜態(tài)觀測數據處理 22GPS動態(tài)測量 22GPS放樣 23建議及意見 23

一、武漢大學GPS控制網技術總結1.1.項目概況測區(qū)位于湖北省武漢市武昌區(qū)武漢大學，項目源自武漢大學測繪學院，要求采用GPS靜態(tài)測量技術，采用GPS靜態(tài)測量技術，在武漢大學1區(qū)~3區(qū)及國際軟件學院范圍內布設一個控制網。具體內容包括：技術設計、選點、外業(yè)觀測計劃、外業(yè)觀測、數據傳輸及格式轉換、基線解算、網平差、成果質量控制、技術總結。測區(qū)覆蓋面積：約為5000畝；地形比較復雜，建筑密集，樹林茂密。精度等級：國家D級網；控制點數：12個；要求平均點間距：400米。1.2.技術依據《GBT18314-2009全球定位系統(tǒng)(GPS)測量規(guī)范》《GBT18314-2001全球定位系統(tǒng)(GPS)測量規(guī)范》1.3.點位分布選點要求：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15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。

點位分布圖點位介紹點名點位描述點類型CH01友誼廣場水準點CH02國軟校區(qū)主教學樓前水準點CH03珞珈廣場標記CH04武大西門口附近CH05教務部前水準點CH06工學部自強超市附近標記CH07工學部網球場旁標記CH08工學部世紀廣場控制點CH09凌波門附近標記點CH10行政樓附近控制點CH11外語學院附近的停車場旁標記CH12珞珈山九區(qū)1號住宅樓附近水準點1.4.外業(yè)觀測情況采用GPS靜態(tài)測量的方法進行觀測，儀器采用華測T5，根據《GBT18314-2009全球定位系統(tǒng)(GPS)測量規(guī)范》中對GPS的D級網的要求每個時段的同步觀測時間大于六十分鐘，平均觀測次數大于1.6，我們這個隊伍的總觀測是段數為20個時段，共12個GPS靜態(tài)點，平均觀測數為1.666，每個時段同步觀測65~70分鐘,滿足規(guī)范要求，隊伍分成四個小組，每個小組一套儀器，根據預先規(guī)劃好的遷站方案進行觀測，每個時段有四個接收機進行同步觀測，遷站方案大部分采用翻轉式以減少人員工作量，周三早晨七點整出發(fā)，做了一些準備工作后進入計劃好的測量過程，觀測不是十分順利，由于校園中高樓比較密集，樹木高大密集，結合GPS網形考慮開闊的觀測條件較好的地方較少，測量時有部分點位由于不能夠很好的接受記錄信號臨時更改了點的位置，各小組配合比較協(xié)調，在外業(yè)觀測中沒有其他突出問題。1.5.數據處理及結果分析基線處理和質量控制1.基線處理軟件：TGO軟件2.解算方案：采用整體解，即在進行基線解算時，一次提取項目整個觀測過程中所有的觀測數據，在一個單一解算過程中同時對他們進行處理，得出所有函數獨立基線。同步環(huán)閉合差第一個閉合環(huán)閉合環(huán)節(jié)點:3閉合環(huán)數目:4通過的數目:4失敗的數目:0長度水平垂直PPM通過/失敗指標.005m.010m最佳.001m-.001m.581最差.003m.010m4.685平均閉合環(huán)2343.423m.002m.001m2.551標準偏差141.700m.001m.006m1.547第二個閉合環(huán)閉合環(huán)節(jié)點:3閉合環(huán)數目:4通過的數目:0失敗的數目:4長度水平垂直PPM通過/失敗指標.005m.010m最佳.008m-.041m23.189最差.063m-.286m141.115平均閉合環(huán)1793.450m.034m-.055m83.243標準偏差246.692m.024m.164m53.682第三個閉合環(huán)閉合環(huán)節(jié)點:3閉合環(huán)數目:4通過的數目:2失敗的數目:2長度水平垂直PPM通過/失敗指標.005m.010m最佳.001m.007m3.075最差.007m-.012m6.846平均閉合環(huán)2251.247m.004m-.002m4.746標準偏差277.840m.002m.010m1.389第四個閉合環(huán)閉合環(huán)節(jié)點:3閉合環(huán)數目:4通過的數目:4失敗的數目:0長度水平垂直PPM通過/失敗指標.005m.010m最佳.001m-.001m1.117最差.003m-.007m4.246平均閉合環(huán)1653.491m.002m-.002m2.430標準偏差208.682m.001m.004m1.224第五個閉合環(huán)閉合環(huán)節(jié)點:3閉合環(huán)數目:4通過的數目:0失敗的數目:4長度水平垂直PPM通過/失敗指標.005m.010m最佳.001m.011m5.549最差.047m.152m100.544平均閉合環(huán)1686.801m.024m.014m47.736標準偏差184.155m.021m.098m40.268異步環(huán)閉合差3邊異步環(huán)閉合環(huán)節(jié)點:3閉合環(huán)數目:37通過的數目:28失敗的數目:9長度水平垂直PPM通過/失敗指標.080m.100m最佳.001m.000m.581最差.093m-.286m143.822平均閉合環(huán)1910.841m.020m-.014m33.954標準偏差337.202m.025m.091m42.7164邊異步環(huán)閉合環(huán)節(jié)點:4閉合環(huán)數目:93通過的數目:73失敗的數目:20長度水平垂直PPM通過/失敗指標.095m.120m最佳.001m.000m.581最差.093m-.286m143.822平均閉合環(huán)2269.161m.024m-.008m33.426標準偏差483.759m.024m.097m37.260重復基線較差從到基線長度（m）解算類型較差比率參考變量RMSCH05CH06707.53L1固定-0.0131.832.182.018mCH05CH06707.543L1固定1.6299.169.058mCH03CH04341.383L1固定0.004192.345.005mCH03CH04341.379L1固定20.82.629.005mCH05CH07528.5L1固定-0.0941.6300.419.058mCH05CH07528.594L1固定743.084.025mCH09CH10642.341L1固定-0.0041017.86.014mCH09CH10642.345L1固定51.93.574.006m

網平差處理及質量控制1.網平差軟件：TGO軟件2.坐標參照系：新建的beijing54坐標系，橢球為克拉索夫斯基橢球，中央經線為武漢經度114°3.網平差過程：使用TGO對已處理好的數據進行基線處理和平差計算，計算過程根據經驗和老師的講解視頻操作。首先要進行基線解算，在基線解算的過程中，需要不斷的根據基線的比率值、結算類型是否固定、RMS（觀測值的均方根誤差）及衛(wèi)星殘差圖來修改衛(wèi)星采集的數據，殘差部分顯示從每顆衛(wèi)星接收到的數據的質量。利用該部分來求解中噪聲的數量。該部分顯示每個測量周期每顆衛(wèi)星的殘差量。衛(wèi)星噪聲可能影響來自其他衛(wèi)星的數據。直到所有基線都滿足以上條件，及顏色變?yōu)辄S色?；€解算方法采用TGO默認的缺省值的處理形式。平差先進行三維無約束平差。三維無約束平差有以下幾步：1）在12個觀測點中選擇一個觀測時間較長的點作為WGS-84坐標系下的固定坐標；2）選擇平差基準為WGS-84，加權策略中的純量類型選擇缺省；3）查看平差報告，并作適當的分析；4）修改加權策略純量類型為自動，及系統(tǒng)自動加權，然后在平差；5）查看平差結果會發(fā)現，結果比缺省值的時候要好。無約束平差結束后進行三維約束平差，約束平差的主要目的是為了確定平差的基準。在約束平差過程中,常常會出現這樣的兩個問題,其一是約束數據的正確與否對平差結果的影響到底有多大,其二是約束數據的相互兼容性如何判別。在進行GPS網的三維約束平差時，如果配置足夠數量的國家大地坐標系或地方坐標系基準數據作為GPS網的約束起算數據，則最后可得到的GPS網中各個點經過了平差處理的在國家大地坐標系或地方坐標系下的坐標。三維約束平差的步驟：1）在坐標系統(tǒng)中添加與已知控制點坐標相同的坐標系（54）和中央經線（114）；2）將項目屬性中的坐標系統(tǒng)更改為添加的坐標系統(tǒng)，并將平差基準也改為此坐標系統(tǒng)；3）將已知控制點輸入，如果控制點足夠，則留下一個點的坐標當做參考；不夠的話則將平差坐標與結果相對比；4）查看平差結果，并做相應分析。成果輸出一般有兩個報告和兩套坐標環(huán)閉合差報告和網的約束平差報告；以及當地坐標和WGS—84坐標。

流程圖：開始開始獨立基線及其精度統(tǒng)計信息獨立基線及其精度統(tǒng)計信息無約束平差無約束平差地心坐標參照系下的坐標和基線向量估值，基線向量改正數，經過調整后的基線向量觀測值的權陣，以及各類精度統(tǒng)計信息地心坐標參照系下的坐標和基線向量估值，基線向量改正數，經過調整后的基線向量觀測值的權陣，以及各類精度統(tǒng)計信息是否引入地面常規(guī)觀測值是否引入地面常規(guī)觀測值是地面常規(guī)觀測值否 地面常規(guī)觀測值起算數據起算數據約束平差聯合平差約束平差聯合平差 輸出最終結果輸出最終結果

三維無約束平差平差坐標執(zhí)行平差在...

WGS-84點數目:12約束點數目:1只有水平的和高度:1平差網格坐標用...報告誤差1.96.點名稱北坐標縱軸誤差東坐標橫軸誤差固定CH011.736m.005m.717m.004mCH02229.941m.004m-467.116m.004mCH051284.535m.008m284.933m.007mCH061583.772m.006m-356.011m.005mCH101378.533m.011m600.871m.011mCH12785.539m.016m1021.544m.016mCH041048.087m.003m-279.310m.003mCH081877.182m.008m-72.628m.007mCH091941.551m.011m908.537m.011mCH03984.395m.000m55.994m.000m北東高CH071813.057m.008m281.374m.007mCH111535.049m.012m1243.876m.012m平差大地坐標點名稱緯度縱軸誤差經度橫軸誤差高度高度誤差CH0130°31'39.95181"N.005m114°21'19.84575"E.004m32.692m.010mCH0230°31'47.36197"N.004m114°21'02.29648"E.004m33.190m.011mCH0530°32'21.60796"N.008m114°21'30.50830"E.007m38.018m.021mCH0630°32'31.32497"N.006m114°21'06.46255"E.005m22.259m.014mCH1030°32'24.65993"N.011m114°21'42.36104"E.011m54.267m.035mCH1230°32'05.40264"N.016m114°21'58.14087"E.016m36.333m.048mCH0430°32'13.92980"N.003m114°21'09.34065"E.003m34.349m.007mCH0830°32'40.85304"N.008m114°21'17.09403"E.007m32.671m.022mCH0930°32'42.94206"N.011m114°21'53.90519"E.011m23.432m.035mCH0330°32'11.86164"N.000m114°21'21.91946"E.000m26.977m.000mCH0730°32'38.77059"N.008m114°21'30.37529"E.007m36.728m.022m標準殘差圖二維約束平差平差坐標執(zhí)行平差在...

Beijing1954點數目:12約束點數目:2ConstrainedPoints水平:1只有水平的和高度:1平差網格坐標用...報告誤差1.96.點名稱北坐標縱軸誤差東坐標橫軸誤差固定CH013378723.030m.023m534060.213m.025mCH023378949.747m.021m533591.650m.024mCH053380006.747m.008m534340.346m.009mCH063380303.937m.008m533698.440m.010mCH103380101.744m.000m534655.991m.000m北東高度CH123379510.075m.019m535078.563m.019mCH043379768.498m.012m533776.851m.014mCH083380598.255m.000m533980.886m.000m北東CH093380665.752m.009m534961.867m.010mCH033379705.874m.012m534112.361m.014mCH073380535.258m.006m534335.098m.006mCH113380260.310m.011m535298.507m.011m平差大地坐標用...報告誤差1.96.點名稱緯度縱軸誤差經度橫軸誤差高度高度誤差CH0130°31'39.61696"N.023m114°21'17.60861"E.025m32.869m.037mCH0230°31'47.02641"N.021m114°21'00.05932"E.024m33.367m.037mCH0530°32'21.27277"N.008m114°21'28.26909"E.009m38.189m.031mCH0630°32'30.98857"N.008m114°21'04.22325"E.010m22.445m.034mCH1030°32'24.32479"N.000m114°21'40.12165"E.000m54.447m.000mCH1230°32'05.06807"N.019m114°21'55.90225"E.019m36.539m.047mCH0430°32'13.59400"N.012m114°21'07.10218"E.014m34.526m.036mCH0830°32'40.51689"N.000m114°21'14.85396"E.000m32.856m.036mCH0930°32'42.60712"N.009m114°21'51.66480"E.010m23.607m.017mCH0330°32'11.52629"N.012m114°21'19.68086"E.014m27.154m.036mCH0730°32'38.43497"N.006m114°21'28.13513"E.006m36.908m.034mCH1130°32'29.40626"N.011m114°22'04.24467"E.011m25.667m.018m標準殘差圖結果評價與建議基線解算完成后，必須對基線解算進行質量檢查，檢查的內容有:短基線的模糊度是否解出、單位權中誤差(RMS)、整周模糊度檢驗值(RATIO)等。對于GPS網平差來說,還需要檢查同步環(huán)閉合差、異步環(huán)閉合差和重復基線較差,合格的基線才可以使用,不合格的基線應對其結果進行殘差分析,然后重新解算,重新解算仍不合格的基線需重新測量。RMS表明了觀測值的質量,與觀測條件好壞無關,它可看作表示內符合精度的一項指標。RATIO值反映了所確定出的整周模糊度固定為整數的可信度(可靠性)，越大越好。 這次實習得到的GPS網質量不是很好，同步環(huán)閉合差有明顯的超限，部分異步環(huán)閉合差也有超限的，重復基線較差相對來說比較小。平差結果最大殘差在三個厘米之內，勉強能夠接受。但這樣質量的的GPS網在實際生產中是不能夠達到要求的

附錄一、GPS控制網示意圖

附錄二、GPS控制成果資料點名稱北坐標東坐標高度CH011.736m.717m32.692mCH02229.941m-467.116m33.190mCH051284.535m284.933m38.018mCH061583.772m-356.011m22.259mCH101378.533m600.871m54.267mCH12785.539m1021.544m36.333mCH041048.087m-279.310m34.349mCH081877.182m-72.628m32.671mCH091941.551m908.537m23.432mCH03984.395m55.994m26.977mCH071813.057m281.374m36.728mCH111535.049m1243.876m25.483m

附錄三、GPS控制測量外業(yè)觀測記錄

二、RTK平面測圖總結步驟：1、將基準站GPS接受機安置在開闊并且相對較高的地方,電臺和天線架設好,連上電纜后開機,先啟動基準站。2、建立新任務：給任務起一個文件名。3、配置坐標系：在選擇坐標系統(tǒng)窗口中選擇WGS-84坐標。4、連接藍牙：選擇：配置-手簿端口配置-搜索藍牙-選擇接收機型號-綁定-確定-接受。5、配置參數：輸入基準站的點名、天線高，選定一個廣播電臺，及其他配置6、啟動基準站：選定：測量-啟動基準站流動站的連接與設置：新建任務。新建一個任務，用于存放一天的測量數據。配置坐標系。選擇WGS-84坐標系。連接藍牙。選擇：配置-手簿端口配置-搜索藍牙-選擇接收機型號-綁定-確定-接受。配置參數。選擇和基準站一樣的廣播電臺，及天線高等配置。啟動移動站。選擇：測量-啟動移動站。點校正：鍵入三個已經點，然后測量這三個點坐標，然后進行點校正。測量：進行地形地物的測量

友誼廣場地形圖友誼廣場地形地貌圖

三、實習體會GPS靜態(tài)測量外業(yè)在這次D級GPS網的靜態(tài)測量實習中我擔任第二隊的隊長，學到的東西要多一些，從人員的溝通協(xié)調到測量的設計以及在測量過程中解決遇到的問題都有很多東西值得總結。首先，在網形的設計，GPS點點位的大致選取階段：按規(guī)范的要求在一個同步觀測時段中的最長基線不宜大于兩最短基線之和的三分之二，四臺儀器同步觀測的一個同步環(huán)中的內角不宜為過大的鈍角，另外在點位的選取是也因考慮到遷站問題，在交通工具充足的情況下若翻轉式遷站耗時太久應考慮采用平推式遷站，在地圖上進行點的選取并不可靠，一方面地圖的更新頻率較低實地情況和地圖可能有很大差別，另外地圖上不能夠表示出很多實地的東西，因此實地踏勘選點是非常必要的，在這次實習的過程中點位的選擇因學校的環(huán)境限制，部分點位觀測條件不是很好，臨時更改了位置，在實際生產中GPS點位是需要進行埋石的，并不能夠隨意更換點位，因此我覺得在埋石選點的時候應該用一臺接收機觀測一段時間，看看觀測質量如何，以免造成不必要的損失。在觀測過程中需要檢查接收機的工作狀態(tài)，以及時發(fā)現問題，這里所說的檢查具體包括接收機的第二個可觀測到的衛(wèi)星數目指示燈和第四個采樣指示燈，假如采樣指示燈閃爍的間隔時間和所設置的采樣頻率不一致則說明觀測條件不佳，不能正確記錄觀測信息應及時反映解決問題。GPS靜態(tài)觀測數據處理對于靜態(tài)觀測的數據處理，首先是點號的更改，在接收機類型不支持觀測時輸入點號的情況下觀測信息的正確記錄顯得尤為重要，必須將觀測數據與對應的點號及對應的天線高聯系起來，這個步驟的實現有兩種方法一種是在使用TGO軟件導入數據的時候輸入點號和天線高，另一種是在原始觀測數據中將MarkName和測站的Z坐標分別改為對應的點名和天線高，在做基線處理前可將衛(wèi)星觀測數據非常差的部分直接禁止后再做基線處理，在對衛(wèi)星信號做精密修改時最好能夠保證至少五顆衛(wèi)星具有同步觀測數據（部分要求上只需要四顆，但在觀測條件不是很好的點位只保留四顆衛(wèi)星容易出現浮動解），使用TGO進行基線處理的步驟就不在此陳述了，需要注意的是，TGO對基線質量、環(huán)閉合差等的評價是建立在統(tǒng)計規(guī)律的基礎上的，GPS網的質量不能夠單純的由軟件得到的分析結果來評價，正確的對GPS網的質量的評價需要根據規(guī)范來判斷是否達到規(guī)范要求，評價網的質量的三個重要指標為：同步環(huán)閉合差、異步環(huán)閉合差以及重復基線較差，根據規(guī)范來評價成果是否可用，另外盲目的追求高精度并無必要，只要網的三個指標都在規(guī)范要求范圍內即可。GPS動態(tài)測量RTK的工作原理是將一臺接收機置于基準站上，另一臺或幾臺接收機置于載體(稱為流動站)上，基準站和流動站同時接收同一時間、同一GPS衛(wèi)星發(fā)射的信號