全球衛(wèi)星定位測(cè)量技術(shù)-GPS控制測(cè)量的外業(yè)

控GPS測(cè)量原理01GPS網(wǎng)測(cè)設(shè)方案目錄01

GPS接收機(jī)的選擇01GPS外業(yè)觀測(cè)

應(yīng)用GPS定位技術(shù)建立測(cè)量控制網(wǎng)，幾乎毫無(wú)例外地均采用相對(duì)定位方法。相對(duì)定位的兩點(diǎn)間構(gòu)成獨(dú)立觀測(cè)邊，也稱(chēng)基線(xiàn)。顯然，獨(dú)立觀測(cè)邊配置和布設(shè)的結(jié)果就形成了GPS網(wǎng)的幾何圖形，它是由投入作業(yè)的接收機(jī)臺(tái)數(shù)、觀測(cè)路線(xiàn)和基線(xiàn)連接形式所決定的，我們將它們稱(chēng)為GPS測(cè)量控制網(wǎng)的測(cè)設(shè)方案。

GPS網(wǎng)測(cè)設(shè)方案靜態(tài)相對(duì)定位快速靜態(tài)相對(duì)定位準(zhǔn)動(dòng)態(tài)相對(duì)定位動(dòng)態(tài)相對(duì)定位RTK模式GPS網(wǎng)測(cè)設(shè)方案1、靜態(tài)相對(duì)定位作業(yè)方法精度適用范圍注意事項(xiàng)一、兩臺(tái)接收機(jī)相對(duì)定位的測(cè)設(shè)方案

GPS網(wǎng)測(cè)設(shè)方案作業(yè)方法：采用兩臺(tái)(或兩臺(tái)以上)接收設(shè)備，分別安置在一條或數(shù)條基線(xiàn)的兩個(gè)端點(diǎn)，同步觀測(cè)4顆以上衛(wèi)星，每時(shí)段長(zhǎng)45分鐘至2小時(shí)或更多。精度：基線(xiàn)的相對(duì)定位精度可達(dá)5mm+1ppm·D，D為基線(xiàn)長(zhǎng)度(km)。GPS網(wǎng)測(cè)設(shè)方案靜態(tài)相對(duì)定位適用范圍：建立全球性或國(guó)家級(jí)大地控制網(wǎng)，建立地殼運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)網(wǎng)、建立長(zhǎng)距離檢?；€(xiàn)、進(jìn)行島嶼與大陸聯(lián)測(cè)、鉆井定位及精密工程控制網(wǎng)建立等。注意事項(xiàng)：所有已觀測(cè)基線(xiàn)應(yīng)組成一系列封閉圖形，以利于外業(yè)檢核，提高成果可靠度。并且可以通過(guò)平差，有助于進(jìn)一步提高定位精度。GPS網(wǎng)測(cè)設(shè)方案2、快速靜態(tài)定位作業(yè)方法精度適用范圍注意事項(xiàng)GPS網(wǎng)測(cè)設(shè)方案作業(yè)方法：在測(cè)區(qū)中部選擇一個(gè)基準(zhǔn)站，并安置一臺(tái)接收設(shè)備連續(xù)跟蹤所有可見(jiàn)衛(wèi)星;另一臺(tái)接收機(jī)依次到各點(diǎn)流動(dòng)設(shè)站，每點(diǎn)觀測(cè)數(shù)分鐘。精度：流動(dòng)站相對(duì)于基準(zhǔn)站的基線(xiàn)中誤差為5mm+1ppm·D，D為基線(xiàn)長(zhǎng)度(km)。GPS網(wǎng)測(cè)設(shè)方案快速相對(duì)定位適用范圍：控制網(wǎng)的建立及其加密、工程測(cè)量、地籍測(cè)量、大批相距百米左右的點(diǎn)位定位。注意事項(xiàng)：在觀測(cè)時(shí)段內(nèi)應(yīng)確保有5顆以上衛(wèi)星可供觀測(cè);流動(dòng)點(diǎn)與基準(zhǔn)點(diǎn)相距應(yīng)不超過(guò)20km;流動(dòng)站上的接收機(jī)在轉(zhuǎn)移時(shí)，不必保持對(duì)所測(cè)衛(wèi)星連續(xù)跟蹤，可關(guān)閉電源以降低能耗。GPS網(wǎng)測(cè)設(shè)方案優(yōu)點(diǎn)：作業(yè)速度快、精度高、能耗低;缺點(diǎn)：二臺(tái)接收機(jī)工作時(shí)，構(gòu)不成閉合圖形，可靠性較差。GPS網(wǎng)測(cè)設(shè)方案3、準(zhǔn)動(dòng)態(tài)定位作業(yè)方法精度適用范圍注意事項(xiàng)GPS網(wǎng)測(cè)設(shè)方案作業(yè)方法：在測(cè)區(qū)選擇一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，安置接收機(jī)連續(xù)跟蹤所有可見(jiàn)衛(wèi)星；將另一臺(tái)流動(dòng)接收機(jī)先置于1號(hào)站觀測(cè)；在保持對(duì)所測(cè)衛(wèi)星連續(xù)跟蹤而不失鎖的情況下，將流動(dòng)接收機(jī)分別在2,3,4…各點(diǎn)觀測(cè)數(shù)秒鐘。精度：基線(xiàn)的中誤差約為1～2cm應(yīng)用范圍開(kāi)闊地區(qū)的加密控制測(cè)量、工程定位及碎部測(cè)量、剖面測(cè)量及線(xiàn)路測(cè)量等。GPS網(wǎng)測(cè)設(shè)方案注意事項(xiàng)：應(yīng)確保在觀測(cè)時(shí)段上有5顆以上衛(wèi)星可供觀測(cè);流動(dòng)點(diǎn)與基準(zhǔn)點(diǎn)距離不超過(guò)20km;觀測(cè)過(guò)程中流動(dòng)接收機(jī)不能失鎖，否則應(yīng)在失鎖的流動(dòng)點(diǎn)上延長(zhǎng)觀測(cè)時(shí)間1～2min。GPS網(wǎng)測(cè)設(shè)方案4、往返式重復(fù)設(shè)站作業(yè)方法精度適用范圍注意事項(xiàng)GPS網(wǎng)測(cè)設(shè)方案作業(yè)方式：建立一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)安置接收機(jī)連續(xù)跟蹤所有可見(jiàn)衛(wèi)星;流動(dòng)接收機(jī)依次到每點(diǎn)觀測(cè)1～2min;1h后逆序返測(cè)各流動(dòng)點(diǎn)1～2min。設(shè)站布置如圖8-13所示。GPS網(wǎng)測(cè)設(shè)方案往返式重復(fù)設(shè)站精度：相對(duì)于基準(zhǔn)點(diǎn)的基線(xiàn)中誤差為5mm+1ppm·D。應(yīng)用范圍：控制測(cè)量及控制網(wǎng)加密、取代導(dǎo)線(xiàn)測(cè)量及三角測(cè)量、工程測(cè)量及地籍測(cè)量等。注意事項(xiàng)流動(dòng)點(diǎn)與基準(zhǔn)點(diǎn)相距不超過(guò)20km;基準(zhǔn)點(diǎn)上空開(kāi)闊，能正常跟蹤3顆及以上的衛(wèi)星。GPS網(wǎng)測(cè)設(shè)方案5.動(dòng)態(tài)定位作業(yè)方法精度適用范圍注意事項(xiàng)GPS網(wǎng)測(cè)設(shè)方案作業(yè)方法建立一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)安置接收機(jī)連續(xù)跟蹤所有可見(jiàn)衛(wèi)星(如圖8-14所示);流動(dòng)接收機(jī)先在出發(fā)點(diǎn)上靜態(tài)觀測(cè)數(shù)分鐘;然后流動(dòng)接收機(jī)從出發(fā)點(diǎn)開(kāi)始連續(xù)運(yùn)動(dòng);按指定的時(shí)間間隔自動(dòng)測(cè)定運(yùn)動(dòng)載體的實(shí)時(shí)位置。GPS網(wǎng)測(cè)設(shè)方案動(dòng)態(tài)定位精度相對(duì)于基準(zhǔn)點(diǎn)的瞬時(shí)點(diǎn)位精度1～2cm。應(yīng)用范圍精密測(cè)定運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的軌跡、測(cè)定道路的中心線(xiàn)、剖面測(cè)量、航道測(cè)量等。注意事項(xiàng)需同步觀測(cè)5顆衛(wèi)星，其中至少4顆衛(wèi)星要連續(xù)跟蹤；流動(dòng)點(diǎn)與基準(zhǔn)點(diǎn)相距不超過(guò)20km。GPS網(wǎng)測(cè)設(shè)方案

當(dāng)投入作業(yè)的接收機(jī)數(shù)目多于二臺(tái)時(shí)，就可以在同一時(shí)段內(nèi)，幾個(gè)測(cè)站上的接收機(jī)同步觀測(cè)共視衛(wèi)星。此時(shí)，由同步觀測(cè)邊所構(gòu)成的幾何圖形，稱(chēng)為同步網(wǎng)，或稱(chēng)作同步環(huán)路。

不過(guò)在S條基線(xiàn)中，只有m－1條獨(dú)立基線(xiàn)，其余基線(xiàn)均可由獨(dú)立多臺(tái)接收機(jī)的同步網(wǎng)測(cè)設(shè)方線(xiàn)推算而得，屬于非獨(dú)立基線(xiàn)。同一條基線(xiàn)，其直接解算結(jié)果與獨(dú)立基線(xiàn)推算所得結(jié)果之差，就產(chǎn)生了所謂坐標(biāo)閉合差條件，用它可評(píng)判同步網(wǎng)的觀測(cè)質(zhì)量。

二、多臺(tái)接收機(jī)的同步網(wǎng)測(cè)設(shè)方案GPS網(wǎng)測(cè)設(shè)方案5臺(tái)m—同步網(wǎng)的點(diǎn)數(shù)s—網(wǎng)中同步基線(xiàn)總數(shù)獨(dú)立基線(xiàn)數(shù)：m-13臺(tái)4臺(tái)GPS網(wǎng)測(cè)設(shè)方案

由多個(gè)同步網(wǎng)相互連接的GPS網(wǎng)，稱(chēng)作異步網(wǎng)。同步網(wǎng)之間的連接方式有以下三種。

1．點(diǎn)連式；2．邊連式；3．混連式。在上述三種連接方案中：第1種工作量最小，但無(wú)重復(fù)基線(xiàn)檢核；第2種工作量最大，檢核條件亦最多；第3種比較靈活，工作量與檢核條件比較適中。

GPS網(wǎng)測(cè)設(shè)方案12345678910

點(diǎn)連式異步網(wǎng):

同步網(wǎng)之間僅有一點(diǎn)相連接的異步網(wǎng)稱(chēng)為點(diǎn)連式異步網(wǎng)。

GPS網(wǎng)測(cè)設(shè)方案邊連式異步網(wǎng):同步網(wǎng)之間由一條基線(xiàn)邊相連接的異步網(wǎng)稱(chēng)為邊連式異步網(wǎng)。GPS網(wǎng)測(cè)設(shè)方案混連式異步網(wǎng):點(diǎn)連式與邊連式的一種混合連接方式。GPS網(wǎng)測(cè)設(shè)方案在選擇測(cè)設(shè)方案時(shí)，應(yīng)從所具備的接收機(jī)數(shù)量和精度工作量大小衛(wèi)星運(yùn)行狀態(tài)測(cè)區(qū)條件等方面進(jìn)行權(quán)衡。GPS網(wǎng)測(cè)設(shè)方案一、單頻接收機(jī)Trimble4600ASHTECH-LocusGPS接收機(jī)的選擇只能接收經(jīng)調(diào)制的L1信號(hào)主要用于基線(xiàn)較短（例如＜10km）的定位工作優(yōu)點(diǎn)：價(jià)格便宜GPS接收機(jī)的選擇二、雙頻接收機(jī)ASHTECHZ-XTrimble5700GPS接收機(jī)的選擇雙頻接收機(jī)可以同時(shí)接收L1和L2信號(hào)利用雙頻技術(shù)可以消除或減弱電離層折射對(duì)觀測(cè)量的影響定位精度較高，基線(xiàn)長(zhǎng)度不受限制作業(yè)效率較高GPS接收機(jī)的選擇外業(yè)階段的工作接收機(jī)的選用及檢驗(yàn)制定實(shí)施方案選擇最佳觀測(cè)時(shí)段編排作業(yè)調(diào)度表天線(xiàn)安置觀測(cè)記簿GPS外業(yè)觀測(cè)1、接收設(shè)備的檢驗(yàn)新購(gòu)置的GPS接收機(jī)或經(jīng)過(guò)維修后的接收機(jī)應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行全面檢驗(yàn)，合格后方能參加作業(yè)。檢驗(yàn)項(xiàng)目包括：一般檢視通電檢驗(yàn)實(shí)測(cè)檢驗(yàn)GPS外業(yè)觀測(cè)設(shè)計(jì)GPS控制網(wǎng)·接收機(jī)的臺(tái)數(shù)和點(diǎn)位的分布特點(diǎn)·充分考慮到測(cè)區(qū)交通和地理環(huán)境安排同步觀測(cè)計(jì)劃GPS外業(yè)觀測(cè)2、制定實(shí)測(cè)方案觀測(cè)前的準(zhǔn)備工作：首先進(jìn)行星歷預(yù)報(bào)星歷預(yù)報(bào)在數(shù)據(jù)處理軟件中進(jìn)行，由于不同時(shí)間，測(cè)區(qū)上空的衛(wèi)星個(gè)數(shù)、分布和PDOP值是變化的，為了保證野外數(shù)據(jù)采集的質(zhì)量，必須進(jìn)行星歷預(yù)報(bào)。通過(guò)星歷預(yù)報(bào)我們可以確定最佳觀測(cè)時(shí)段，指導(dǎo)GPS野外作業(yè)。

GPS外業(yè)觀測(cè)3、選擇最佳觀測(cè)時(shí)間作業(yè)小組應(yīng)在觀測(cè)前根據(jù)測(cè)區(qū)地形、交通狀況、控制網(wǎng)的大小、精度的高低、儀器的數(shù)量、GPS網(wǎng)的設(shè)計(jì)、星歷預(yù)報(bào)表和測(cè)區(qū)的天氣、地理環(huán)境等編制作業(yè)調(diào)度表，以提高工作效益。

GPS外業(yè)觀測(cè)4、編排作業(yè)調(diào)度表312456GPS外業(yè)觀測(cè)觀測(cè)作業(yè)的主要任務(wù)是捕獲GPS衛(wèi)星信號(hào)，并對(duì)其進(jìn)行跟蹤、處理和量測(cè)，以獲得所需要的定位信息和觀測(cè)數(shù)據(jù)。GPS外業(yè)觀測(cè)5、觀測(cè)作業(yè)表GPS外業(yè)觀測(cè)手簿GPS外業(yè)觀測(cè)

觀測(cè)成果的外業(yè)檢核是外業(yè)工作的最后一個(gè)環(huán)節(jié)。每當(dāng)觀測(cè)任務(wù)結(jié)束，必須對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量進(jìn)行分析并作出評(píng)價(jià)，以確保觀測(cè)成果和定位結(jié)果的預(yù)期精度。GPS外業(yè)觀測(cè)6、觀測(cè)成果的外業(yè)檢核外業(yè)準(zhǔn)備GPS外業(yè)準(zhǔn)備工作測(cè)區(qū)踏勘資料收集器材籌備觀測(cè)計(jì)劃擬定GPS儀器檢校設(shè)計(jì)書(shū)編寫(xiě)GPS測(cè)量外業(yè)準(zhǔn)備擬定外業(yè)觀測(cè)計(jì)劃主要內(nèi)容：1、編制GPS衛(wèi)星的可見(jiàn)性預(yù)報(bào)圖2、選擇衛(wèi)星的幾何圖形強(qiáng)度（空間位置因子PDOP＜6）3、選擇最佳的觀測(cè)時(shí)段4、觀測(cè)區(qū)域的設(shè)計(jì)與劃分5、編排作業(yè)調(diào)度表GPS測(cè)量外業(yè)準(zhǔn)備技術(shù)設(shè)計(jì)書(shū)編寫(xiě)主要內(nèi)容：1、任務(wù)來(lái)源及工作量2、測(cè)區(qū)概況3、布網(wǎng)方案4、選點(diǎn)與埋標(biāo)5、觀測(cè)6、數(shù)據(jù)處理7、完成任務(wù)的措施GPS測(cè)量外業(yè)準(zhǔn)備GPS測(cè)量的儀器和方法與常規(guī)測(cè)量的儀器和方法顯著不同，所以反映其技術(shù)規(guī)格的主要指標(biāo)亦不相同。為此先介紹一下有關(guān)技術(shù)指標(biāo)的概念。

GPS測(cè)量外業(yè)準(zhǔn)備觀測(cè)時(shí)段從測(cè)站上開(kāi)始接收衛(wèi)星信號(hào)起至停止觀測(cè)間的連續(xù)工作時(shí)間段，簡(jiǎn)稱(chēng)時(shí)段。其持續(xù)的時(shí)間稱(chēng)為時(shí)段長(zhǎng)度。時(shí)段是GPS測(cè)量中的基本單位。不同等級(jí)的GPS測(cè)量對(duì)時(shí)段數(shù)及時(shí)段長(zhǎng)度均有不同的要求幾個(gè)基本概念GPS測(cè)量外業(yè)準(zhǔn)備472024/4/11同步觀測(cè)兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的GPS接收機(jī)對(duì)同一組衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行的觀測(cè)。GPS測(cè)量外業(yè)準(zhǔn)備同步觀測(cè)環(huán)三臺(tái)或三臺(tái)以上的GPS接收機(jī)進(jìn)行同步觀測(cè)所獲得的基線(xiàn)向量構(gòu)成的閉合環(huán)，簡(jiǎn)稱(chēng)同步環(huán)。ABCGPS測(cè)量外業(yè)準(zhǔn)備獨(dú)立觀測(cè)環(huán)由非同步觀測(cè)（獨(dú)立觀測(cè)）獲得的基線(xiàn)所構(gòu)成的閉合環(huán)。ACBGPS測(cè)量外業(yè)準(zhǔn)備異步觀測(cè)環(huán)在構(gòu)成多邊形環(huán)路的所有基線(xiàn)向量中，只要有非同步觀測(cè)基線(xiàn)向量，則該多邊形環(huán)路叫異步觀測(cè)環(huán)，簡(jiǎn)稱(chēng)異步環(huán)。ACBGPS測(cè)量外業(yè)