第二講 GNSS測量概述課件

GNSS測量第二講GNSS測量概述第一節(jié)概述什么是GNSSGNSS定位GNSS誤差源GPS的發(fā)展簡史1991年，在海灣戰(zhàn)爭中，GPS首次大規(guī)模用于實戰(zhàn)。1995年7月17日，GPS達到FOC–

完全運行能力（FullOperationalCapability）。1999年1月25日，美國副總統(tǒng)戈爾宣布，將斥資40億美圓，進行GPS現代化。1999年8月21/22日子夜，GPS發(fā)生GPS周結束翻轉問題。2000年1月1日，Y2K問題。2000年5月1日，美國總統(tǒng)克林頓宣布，GPS停止實施SA。GNSS(GlobalNavigationSatelliteSystem)是全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)的英文縮寫，它是所有全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)及其增強系統(tǒng)的集合名詞，是利用全球的所有導航衛(wèi)星所建立的覆蓋全球的全天侯無線電導航系統(tǒng)。一、GNSSGNSSGPS??軍事測繪林業(yè)農業(yè)地質電力水利交通環(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

GNSS的應用行業(yè)應用實例繪制道路圖

地面運輸

農業(yè)

GNSS接收機

OEM板卡Trimble（美國天寶）天寶

Leica（瑞士萊卡）

NovAtelMagellan(美國麥哲倫）AshtechTOPCON（日本拓普康）

Javad

國外品牌國內外GNSS產品

國內品牌華測

南方中海達易測（合眾思壯）

光譜中緯博飛蘇光GNSS測繪產品制造商美國天寶集團（兼并了德國蔡司、瑞典捷創(chuàng)力，日本尼康測量部）海克斯康集團（加拿大諾瓦泰與瑞士徠卡）日本東芝集團（日本拓普康、索佳、美國加瓦特）美國麥哲倫（兼并了美國阿士泰克和法國塞色爾）上海華測導航技術有限公司廣州南方測繪儀器有限公司廣州中海達導航有限公司

功能多、用途廣測站間無需通視定位精度高觀測時間短提供三維坐標操作簡便全天候作業(yè)

全球性，全天候，高精度，保密性

GNSS的特點P=正確位置P防電子欺騙技術(AS)選擇性服務政策(SA)*SA技術已經于2000年5月取消理論上利用C/A碼可獲取10-30m的定位精度30m100mGNSS構成CompassGPSGalileoGLONASS衛(wèi)星導航系統(tǒng)衛(wèi)星數量定位精度系統(tǒng)進展研制國家GPS系統(tǒng)24顆5米1994年，GPS衛(wèi)星導航系統(tǒng)己布設完成?，F在正研制第二代GPS系統(tǒng)。美國北斗系統(tǒng)35顆10米2011年7月27日，成功發(fā)射第九顆北斗導航衛(wèi)星，計劃于2020年覆蓋全球。中國格洛納斯(GLONASS)系統(tǒng)24顆10～15米目前該系統(tǒng)在軌衛(wèi)星總數為26顆，其中20顆正常工作，4顆正接受技術維護，另有2顆處于“預備役”狀態(tài)。俄羅斯伽利略系統(tǒng)30顆小于1米1999年歐盟公布了“伽利略”計劃，現在“伽利略”系統(tǒng)正在建設中。歐盟第二講GNSS測量概述北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)2000年10月31日，中國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用“長征三號甲”運載火箭，成功將第一顆北斗導航試驗衛(wèi)星送入太空。第二講GNSS測量概述2000年10月31日140E2000年12月21日80E2003年5月25日110.5E建成北斗衛(wèi)星導航試驗系統(tǒng)一、系統(tǒng)建設發(fā)展路線北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)按照三步走的總體規(guī)劃分步實施：第一步，1994年啟動北斗衛(wèi)星導航試驗系統(tǒng)建設，2000年形成區(qū)域有源服務能力；第二步，2004年啟動北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)建設，2012年形成區(qū)域無源服務能力；第三步，2020年北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)形成全球無源服務能力。GNSS未來發(fā)展趨勢向多系統(tǒng)組合式導航方向發(fā)展與慣性導航、無線電導航技術相結合向差分導航方向發(fā)展2020年GPS36顆GLONASS30顆北斗35顆GALILEO30顆

世界四大衛(wèi)星導航系統(tǒng)的競爭，說到底是人才的競爭。世界上衛(wèi)星導航技術人才十分稀缺，頂尖人才更是寶貴的戰(zhàn)略資源。地物地貌數學法則地物地貌GNSS測量原理杭州北緯30°25′53″東經120°14′88″如何確定空間點的位置?坐標?。?！應用實例1.1954年北京坐標系（BJ54舊）2.1980年國家大地坐標系（GDZ80）

3.新1954年北京坐標系（BJ54新）4.國家2000坐標系（CGCS2000）我國的大地坐標系

中華人民共和國大地原點位于陜西省涇陽縣永樂鎮(zhèn)，是1980年國家大地坐標系起算點。平面基準大地原點世界大地坐標系WGS-84坐標系原點：地球質心GNSS所采用的坐標系。坐標系統(tǒng)之間的轉換

七參數法----需要三個點在兩個坐標系中的坐標四參數法----需要兩個點在兩個坐標系中的坐標點校正參數計算GNSS測量的高程系統(tǒng)國家高程基準（常用）：1956黃海高程系統(tǒng)水準原點高程為72.289m；1985國家高程基準水準原點高程為72.260m；驗潮室

中國85黃海高程系統(tǒng)

示意圖國家水準原點位于青島觀象山

高程不等于零

高程轉換

距離測定原理XllVlXllllXllVlXllllllllVVVllVlllXlX距離測定原理XllVlXllllVll距離測定原理XllVlXllllllllVVVllVlllXlX距離=傳播時間x光速距離測定原理我們必定在以R1為半徑的球面的某個點上R1

點位測定原理2個球面相交成一個圓弧點位被限制在一曲線上R1R2點位測定原理3個球面相交成一個點3個距離段可以確定緯度，經度，和高程點的空間位置被確定R1R2R3點位測定原理x,y,z,

tGNSS的定位空間距離后方交會

點位測定

精度10-30m單機定位用于導航，其定位精度大約在10到30m左右GNSS誤差源48GNSS誤差來源-多徑49遮擋物遮擋物多經,信號遮擋(大樓,山,樹葉等)GNSS誤差來源-遮擋50地球大氣固體障礙物金屬電磁場GNSS誤差來源-干擾51

多路徑效應

削弱多路徑效應的方法1）選擇合適的站址

天線安置盡量避開強反射物（如水面、山坡、高層建筑物等）2）選擇合適的GNSS接收機及天線選用防多路徑效應的天線（如扼流圈天線等）改進接收機的軟、硬件（如MET60%、MEDLL90%等）3）適當延長觀測時間

可視為一種周期性誤差，其周期一般為數分鐘至數十分鐘。

GNSS需要良好的對天通視

接收天線的觀測視野中不應該存在障礙物GNSS定位技術的缺點跟上時代步伐，享受GNSS休閑測量

還不如這樣測呢

?。?！找控制點？？？第二節(jié)GNSS靜態(tài)測量靜態(tài)測量加密控制點已知點A已知點B控制點加密點GPS靜態(tài)測量作業(yè)步驟GPS控制網的技術設計GPS控制網網形設計踏勘選點，修改網形，設置點位標志編制作業(yè)進度計劃，進行星歷預報外業(yè)觀測概算和觀測質量檢核正式計算，基線解算、網平差、坐標轉換及高程擬合成果報告的編制和資料驗收GNSS網的設計目標質量精度觀測值間相互符合的程度觀測值與已知值間符合的程度可靠性發(fā)現粗差的能力抵御粗差的能力效率費用網設計的優(yōu)劣質量效率費用可靠性精度精度

質量我國GNSS測量規(guī)范所規(guī)定的網的等級611.控制網的應用范圍2.分級布網

大城市可分3級,中小城市可分2級3.GPS測量的精度標準

4.坐標系統(tǒng)與起算數據

橢球參數,中央子午線,縱橫坐標加常數,投影面高程,起算點的坐標及其精度5.GPS高程6.選點原則和點位標志級別a(mm)b平均距離(km)AA≤3≤0.011000A≤5≤0.1300

B≤8≤170

C≤10≤510~15D≤10≤105~10E≤10≤200.2~5連測部分水準點(C、D、E級應按四等水準進行連測)GPS控制網的技術設計各級測量基本技術要求規(guī)定AAABCDE衛(wèi)星截止高度角(?)101015151515同時觀測有效衛(wèi)星數≥4≥4≥4≥4≥4≥4觀測時段數≥10≥6≥4≥2≥1.6≥1.6時段長度min(靜態(tài))≥720≥540≥240≥60≥45≥40快速靜態(tài)(雙頻全波)≥15≥10≥10快速靜態(tài)(單頻)≥30≥20≥15采樣間隔s(靜態(tài))30303010~3010~3010~30采樣間隔s(快速靜態(tài))5~155~155~15GNSS測量的等級及其用途我國城市測量規(guī)程所規(guī)定的網的等級65各級GNSS測量的精度指標相鄰點間基線長度標準差標準差，單位mm固定誤差，單位mm比例誤差，單位ppm相鄰點間的距離，單位mm66儀器的檢測與選用選擇最佳觀測時段

（1）各測站的觀測員應按計劃規(guī)定的時間作業(yè)，確保同步觀