GPS静态讲座.ppt
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GPSGPS静态测量培训讲座静态测量培训讲座主要内容主要内容1、GPS控制网的等级2、GPS网的基本形式3、GPS网的连网方式网的连网方式4、GPS网的设计原则5、GPS网的选点原则6、已知点配置要素已知点配置要素7、外业观测过程、外业观测过程8、GPS数据处理及平差数据处理及平差GPS控制网的等级国家测绘局1992年制订的我国第一部“GPS测量规范”将GPS的精度分为AE五级(见下表)。
其中A、B两级一般是国家GPS控制网。
C、D、E三级是针对局部性GPS网规定的。
A级网一般为区域或国家框架网、区域动力学网;B级网为国家大地控制网或地方框架网;C级网为地方控制网和工程控制网;D级网为工程控制网;E级网为测图网。
GPS网的精度指标,通常以网中相邻点之间的距离误差来表示的,其具体形式如下:
=a2+(bd)2距离中误差(mm)a固定误差(mm)b比例误差系数(ppm)d相邻点的距离(Km)GPS网的精度指标GPS网的基本形式根据GPS测量的不同用途,GPS网的独立观测边均应构成一定的几何图形,基本形式有:
三角形网环形网星形网三角形网三角形网优点:
优点:
图形几何结构强,具有良好的自检能力,经平差后网中相邻点间基线向量的精度均匀。
缺点:
缺点:
观测工作量大。
只有在网的精度和可靠性要求比较高时,才单独采用这种图形。
环形网环形网优点:
优点:
观测工作量较小,且具有较好的自检性和可靠性。
缺点:
缺点:
非直接观测基线边(或间接边)精度较直接观测边低,相邻点间的基线精度分布不均匀。
环形网是大地测量和精密工程测量中普遍采用的图形。
通常采用上述两种图形的混合图形。
星形网星形网优点:
优点:
观测中只需要两台GPS接收机,作业简单。
缺点:
缺点:
几何图形简单,检验和发现粗差能力差。
广泛用于工程测量、边界测量、地籍测量和碎部测量等。
GPS网的网的同步图形同步图形两台两台两台两台接收机接收机接收机接收机n=2n=2三台三台三台三台n=3n=3五台五台五台五台n=5n=5全组合基线数全组合基线数全组合基线数全组合基线数四台四台四台四台N=nN=n(n-1)/2(n-1)/2n=4n=4GPS网的连网方式网的连网方式点连式、边连式、网连式点连式、边连式、网连式点点点点连连连连式式式式边边边边连连连连式式式式网网网网连连连连式式式式GPS网的设计原则GPS网一般应通过独立观测边构成闭合图形,例如三角形、多边形或附合线路,以增加检核条件,提高网的可靠性。
GPS网点应尽量与原有地面控制网点相重合。
重合点一般不应少于3个(不足时应联测)且在网中应分布均匀,以便可靠地确定GPS网与地面网之间的转换参数。
GPS网点应考虑与水准点相重合,而非重合点一般应根据要求以水准测量方法(或相当精度的方法)进行联测,或在网中设一定密度的水准联测点,以便提高高程精度。
为了便于观测,GPS网点一般应设在视野开阔和容易到达的地方。
为了便于用经典方法联测或扩展,可在网点附近布设一通视良好的方位点,以建立联测方向。
方位点与观测站的距离,一般应大干300米。
在布网时要使网中所有最小异步环的边数不大于6条。
GPS网点应均匀分布,网型尽量靠近正三角形,相邻点间距离最大值不应超过该网平均点间距离的2倍。
提高GPS网可靠性的方法
(1)增加观测期数(增加独立基线数)。
在布设GPS网时,适当增加观测期数(时段数)对于提高GPS网的可靠性非常有效。
因为,随着观测期数的增加,所测得的独立基线数就会增加,而独立基线数的增加,对网的可靠性的提高是非常有益的。
(2)保证一定的重复设站次数。
保证一定的重复设站次数,可确保GPS网的可靠性。
一方面,通过在同一测站上的多次观测,可有效地发现设站、对中、整平、量测天线高等人为错误;另一方面,重复设站次数的增加,也意味着观测期数的增加。
不过,需要注意的是,当同一台接收机在同一测站上连续进行多个时段的观测时,各个时段间必须重新安置仪器,以更好地消除各种人为操作误差和错误。
(3)保证每个测站至少与三条以上的独立基线相连,这样可以使得测站具有较高的可靠性。
在布设GPS网时,各个点的可靠性与点位无直接关系,而与该点上所连接的基线数有关,点上所连接的基线数越多,点的可靠性则越高。
(4)在布网时要使网中所有最小异步环的边数不大于6条。
在布设GPS网时,检查GPS观测值(基线向量)质量的最佳方法是异步环闭合差,而随着组成异步环的基线向量数的增加,其检验质量的能力将逐渐下降。
GPS网的选点原则观测站应远离大功率的无线电发射台和高压输电线,以避免其周围磁场对GPS卫星信号的干扰。
接收机天线与其距离一般不得小于200m;观测站附近不应有大面积的水域或对电磁波反射(或吸收)强烈的物体,以减弱多路径效应的影响;观测站应设在易于安置接收设备的地方,且视野开阔。
在视场内周围障碍物的高度角,一般应大于1015,以减弱对流层折射的影响;观测站应选在交通方便的地方,并且便于用其它测量手段联测和扩展;地面基础稳定,易于标石的长期保存。
点位选定后(包括方位点),均应按规定绘制点位注记,其主要内容应包括点位及点位略图,点位的交通情况以及选点情况等。
已知点的配置情况已知点的配置情况WGS-84系系地方系的坐标转换地方系的坐标转换“一点一点”约束:
只有约束:
只有约束:
只有约束:
只有平移平移平移平移变换;能保持原变换;能保持原变换;能保持原变换;能保持原GPSGPS网网网网精度精度精度精度“两点两点”约束:
有约束:
有约束:
有约束:
有平移平移平移平移、旋转旋转旋转旋转变换、变换、变换、变换、缩放缩放缩放缩放变换;变换;变换;变换;尺度上发生了均匀变异。
尺度上发生了均匀变异。
尺度上发生了均匀变异。
尺度上发生了均匀变异。
“多点多点”约束:
存在多余约束条件,由最小二乘约束:
存在多余约束条件,由最小二乘约束:
存在多余约束条件,由最小二乘约束:
存在多余约束条件,由最小二乘法处理后,使原法处理后,使原法处理后,使原法处理后,使原GPSGPS网在网在网在网在位置位置位置位置、形状形状形状形状、大小大小大小大小发生发生发生发生了不均匀性了不均匀性了不均匀性了不均匀性畸变畸变畸变畸变。
已知点配置要素已知点配置要素已知点配置要素:
已知点配置要素:
已知点配置要素:
已知点配置要素:
数量、精数量、精数量、精数量、精度及匹配度、分布度及匹配度、分布度及匹配度、分布度及匹配度、分布。
已知点已知点已知点已知点数量数量数量数量:
不一定越多越好,不一定越多越好,不一定越多越好,不一定越多越好,联测工作量、用途、匹配度、联测工作量、用途、匹配度、联测工作量、用途、匹配度、联测工作量、用途、匹配度、分布、检核。
分布、检核。
分布、检核。
分布、检核。
精度及匹配度精度及匹配度精度及匹配度精度及匹配度:
精度等级、精度等级、精度等级、精度等级、精度一致性。
精度一致性。
精度一致性。
精度一致性。
分布分布分布分布:
均衡、测区外围、长定均衡、测区外围、长定均衡、测区外围、长定均衡、测区外围、长定向边。
向边。
向边。
向边。
分布不佳分布不佳分布不佳分布不佳分布颇好分布颇好分布颇好分布颇好技术设计的作用技术设计的作用在布设GPS网时技术设计是非常重要的,这是因为技术设计提供了布设GPS网的技术准则,在布设GPS网时所遇到的所有技术问题都需要从技术设计中寻找答案,因此在进行每一项GPS工程时都必须首先进行技术设计。
GPS网的技术设计书1.项目来源介绍项目的来源、性质。
即项目由何单位、部门下达、发包,属于何种性质的项目等。
2.测区概况介绍测区的地理位置、气候、人文、经济发展状况、交通条件、通讯条件等。
这可为今后工程施测工作的开展提供必要的信息。
如在施测时作业时间、交通工具的安排,电力设备使用,通讯设备的使用等。
3.工程概况介绍工程的目的、作用、要求、GPS网等级(精度)、完成时间、有无特殊要求等在进行技术设计、实际作业和数据处理中所必须要了解的信息。
4.技术依据介绍工程所依据的测量规范、工程规范、行业标准及相关的技术要求等。
5.现有测绘成果介绍测区内及与测区相关地区的现有测绘成果的情况。
如已知点、测区地形图等。
6.施测方案介绍测量采用的仪器设备的种类、采取的布网方法等。
GPS网的技术设计书7.作业要求规定选点埋石要求、外业观测时的具体操作规程、技术要求等,包括仪器参数的设置(如采样率、截止高度角等)、对中精度、整平精度、天线高的量测方法及精度要求等。
8.观测质量控制介绍外业观测的质量要求,包括质量控制方法及各项限差要求等。
如数据删除率、RMS值、RATIO值、同步环闭合差、异步环闭合差、相邻点相对中误差、点位中误差等。
9.数据处理方案详细的数据处理方案,包括基线解算和网平差处理所采用的软件和处理方法等内容。
对于基线解算的数据处理方案,应包含如下内容:
基线解算软件、参与解算的观测值、解算时所使用的卫星星历类型等。
对于网平差的数据处理方案,应包含如下内容:
网平差处理软件、网平差类型、网平差时的坐标系、基准及投影、起算数据的选取等。
10.提交成果要求规定提交成果的类型及形式。
外外业业调调度度按照技术设计与实地踏勘所得结果,对需测GPS点分布的情况,交通路线等因素加以综合考虑,顾及星历预报,制定合理的外业调度计划。
根据测量规范,确定观测段数及每时段观测时间,在保证结果精度的基础上,尽量提高作业效率。
外业仪器调度方式外业仪器调度方式(11)三机点连推进式三机点连推进式三机点连推进式三机点连推进式(22)三机边连推进式三机边连推进式三机边连推进式三机边连推进式ABCAB(33)三机旋轴式三机旋轴式三机旋轴式三机旋轴式ABC每个测站点都要进行一下操作:
每个测站点都要进行一下操作:
每个测站点都要进行一下操作:
每个测站点都要进行一下操作:
脚架严格对中整平脚架严格对中整平脚架严格对中整平脚架严格对中整平在静态模式下开机在静态模式下开机在静态模式下开机在静态模式下开机查看指示灯查看指示灯查看指示灯查看指示灯DLDL常亮,常亮,常亮,常亮,STASTA闪烁闪烁闪烁闪烁观测记录观测记录观测记录观测记录机号、点号、天线高、开机机号、点号、天线高、开机机号、点号、天线高、开机机号、点号、天线高、开机时间、关机时间时间、关机时间时间、关机时间时间、关机时间量天线高量天线高量天线高量天线高重视天线高量测的正确性,重视天线高量测的正确性,重视天线高量测的正确性,重视天线高量测的正确性,不正确会影响整个网的精度。
不正确会影响整个网的精度。
不正确会影响整个网的精度。
不正确会影响整个网的精度。
同步观测时间同步观测时间同步观测时间同步观测时间DD级网大于级网大于级网大于级网大于6060分钟,分钟,分钟,分钟,EE级级级级网大于网大于网大于网大于4545分钟分钟分钟分钟注意主机电量注意主机电量注意主机电量注意主机电量同一观测时段中,接收同一观测时段中,接收同一观测时段中,接收同一观测时段中,接收机不得关闭或重启机不得关闭或重启机不得关闭或重启机不得关闭或重启。
外业观测外业观测主机数据输入电脑主机数据输入电脑在电脑上安装灵锐助手软件,用专用在电脑上安装灵锐助手软件,用专用电缆将主机与电脑连接。
电缆将主机与电脑连接。
在导入在导入GPS观测数据时,需要对观观测数据时,需要对观测数据和外业记录的内容进行必要的检查测数据和外业记录的内容进行必要的检查和输入,输入的内容包括测站名点号、观和输入,输入的内容包括测站名点号、观测时段、天线高。
测时段、天线高。
GPS数据处理及平差新建工程,选择坐标系基线解算基线质量的检核同步环闭合差检核异步环闭合差检核重复基线检核数据平差过程选择适当的坐标系统1标准坐标系统标准坐标系统采采用用标标准准的的WGS-84、北北京京54以以及及国国家家80坐坐标标系系可可以以直直接接在在网网平平差差设设置置里里选选择择,但但是是必必须须按按要求输入正确的原点经度(投影中央子午线)。
要求输入正确的原点经度(投影中央子午线)。
2自定义坐标系统(或者工程椭球)自定义坐标系统(或者工程椭球)一般的自定义坐标系(或工程椭球)是从标一般的自定义坐标系(或
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