GPS静态测量在测量中的应用--课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,GPS,测量与数据处理,主讲：张小红,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,3 GPS,在静态测量中的应用,3 GPS在静态测量中的应用,3.1,GPS,建立控制网的主要特点,一、,GPS,建立控制网的优点：,测量精度高(10,-5,10,-9,),选点灵活、不需要造标、费用低,站间无须通视，,GPS,网的整体质量与点位分布没有直接关系,全天侯作业,观测时间短,快速静态定位方法只需要观测数分钟,观测、处理自动化,可获得三维坐标,3.1 GPS建立控制网的主要特点一、GPS建立控制网的优,二、,GPS,测量的局限性,要求较好的净空条件，不能在地下、树木茂盛或测站周围建筑物密集的地方进行观测。,对于短距离（几十米几百米），且精度要求高（,mm,级）的测量，,GPS,测量方法在效率和可靠性方面不及常规测量方法。,二、GPS测量的局限性要求较好的净空条件，不能在地下、树木茂,三,GPS,外业测量所涉及的主要问题,测量计划的制定。,根据需要选择合适的接收机类型和天线。,根据网的点数，合理确定作业接收机台数。,接收机操作和软件的使用培训。,外业操作要求。,迁站前对所采集的数据进行确认。,室内计算（在外业观测的当天，完成当天数据的预处理）。,三 GPS外业测量所涉及的主要问题测量计划的制定。,四,GPS,数据处理所涉及的主要问题,基线处理的软件,采用什么样的星历,采用什么样的基线解结果,坐标系统，起算数据,质量控制,网平差等,四 GPS数据处理所涉及的主要问题基线处理的软件,3.2,GPS,控制网分类,一类是：国家或区域性的高精度的,GPS,控制网。相邻点的距离通常是从数千公里至数百公里，其主要任务,作为高精度三维国家大地测量控制网，以获得国家大地坐标系与世界大地坐标系的转换参数，为地学和空间科学等方面的科学研究工作服务；,对,GPS,网进行重复观测，用以研究地区性的板块运动或地壳形变规律等问题。,另一类是：局部性的,GPS,控制网，包括城市或矿区,GPS,控制网，或其它工程控制网。相邻点间的距离为几公里至几十公里，其主要任务是直接为城市建设或工程建设服务。,3.2 GPS控制网分类一类是：国家或区域性的高精度的GP,GPS,控制网的建立按工作性质分:,外业工作：选点、建立测站标志、野外观测作业等；,内业工作：控制网的技术设计、数据处理和技术总结等。,工作程序分:,一、,测前工作,二、,测量实施,三、,测后工作,3.3,GPS,控制网建立过程,GPS控制网的建立按工作性质分:3.3 GPS控制网建立,一、测前工作,项目规划,测区位置及其范围,用途和精度等级,点位分布及点的数量,提交成果的内容,时限要求,投资经费等,技术设计（见第四章）,测绘资料的搜集与整理（已知点的资料，测区地形图）,仪器的检验,踏勘、选点埋石,一、测前工作项目规划,二、测量实施,实地了解测区情况,主要了解点位情况、测区内经济发展状况、民风、交通情况、测量人员生活安排等。,卫星状况预报（选择合适的观测时段）,确定作业方案,组织外业观测,数据传输，有效组织，转储，备份,基线处理与质量控制,重复确定作业方案、外业观测、数据传输与转储与基线处理与质量评估四步，直至完成所有,GPS,观测工作,二、测量实施实地了解测区情况,三、测后工作,结果分析（网平差处理与质量评估）,对外业观测所得到的基线向量进行质量检验，,对由合格的基线向量所构建成的,GPS,基线向量网进行平差，得出网中各点的坐标成果。,如果需要利用,GPS,测定网中各点的正高或正常高，还需要进行高程拟合。,技术总结：根据整个,GPS,网的布设及数据处理情况，进行全面的技术总结。,成果验收,三、测后工作结果分析（网平差处理与质量评估）,3.4,GPS,控制网,选点,一、选点准备,选点人员在实地前，应收集有关布网任务与测区的资料，包括测区1：50000或更大比例尺地形图，已有各类控制点、卫星跟踪站资料等。,选点人员应充分了解和研究测区情况，特别是交通、通讯、供电、气象及大地点等情况。,3.4 GPS控制网选点一、选点准备,二,GPS,点位基本要求,选点工作应遵循的原则,远离大功率无线电发射源，其距离不小于200,m，,远离高压输电线和微波无线电传送通道，其距离不得小于50,m。,附近不应有大面积的水域，或对电磁波反射（吸收）强烈的物体。,周围应便于安置接收设备和操作，视场开阔。,观测站尽量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，易于点的保存。,高等级的,GPS,点，应选在能长期保存的地点，尽可能使测站附近的小环境与周围的大环境保持一致，以减少气象元素的代表性误差。,充分利用符合要求的旧有控制点。,对于基线较长的,GPS,网，还应考虑观测站附近，应具有良好的通信设施和电力供应，以供观测站之间的联络和设备用电。,点位选定后，均应该按规定绘制点之记，包括点位略图，点位的交通情况以及选点情况等。,二 GPS点位基本要求选点工作应遵循的原则,三、选点作业,选点人员应该按照技术设计书经过踏勘，在实地按点位要求选点，并在实地加以标定。,当利用旧点时，应检查旧点的稳定性、可靠性和完好性，符合要求方可利用。,取名应取居民地名，,C、D、E,级,GPS,点名也可取山名，地名，单位名，应向当地政府部门或群众进行调查后确定。新旧点重合时，应采用原有旧点名，不得更改，如确需更改应在新点名后括号内附上旧点名。,需要水准联测的,GPS,点，应实地踏勘水准路线情况，选择联测水准点和绘出联测路线图。,现场绘制点之记。,点位周围有高于10的障碍物时，应绘制点的环视图。,选点完成后，应绘制,GPS,选点图。,三、选点作业选点人员应该按照技术设计书经过踏勘，在实地按点位,四 选点工作结束后提交技术资料,用黑墨水填写点之记，点的环视图,GPS,网选点图（测区较小，选点、埋石与观测一期完成时，可以展点图代替）；,选点工作技术总结,四 选点工作结束后提交技术资料用黑墨水填写点之记，点的环视图,五 建立点位标志（埋石）,中心标志的标石，以精确标定点位。,点的标石和标志必须稳定、坚固，以利于长久保存和利用。,有些需要建立含强制对中的观测墩。,五 建立点位标志（埋石）中心标志的标石，以精确标定点位。,术语,基线,baseline,基线一般由两个进行了同步观测的测站所构成。,历元,epoch,GPS,接收机记录数据的时刻。有时也用于表示观测间隔或采集数据的频率。,两相邻历元间的时间间隔就叫采样率（,interval）。,观测时段,observation session,测站上开始接收卫星信号到停止接收，连续观测的时间间隔称为观测时段，简称时段。,同步观测,simultaneous observation,两台或两台以上接收机同时对同一组卫星进行的观测。,同步观测环,simultaneous observation loop,三台或三台以上接收机同步观测所获得的基线向量构成的闭合环。,独立观测环,independent observation loop,有非同步观测所获得的基线向量构成的闭合环。,术语基线 baseline,术语,参考站,在一定的观测时间内，一台或几台接收机分别固定在一个或几个测站上，一直保持跟踪观测卫星，其余接收机在这些测站的一定范围内流动设站作业，这些固定的测站就称为参考站。,流动站,在参考站的一定范围内流动作业的接收机所设立的测站。,观测单元,observation unit,快速静态定位测量时，参考站从开始至停止接收卫星信号连续观测的时间段。,GPS,静态定位测量,Static GPS positioning,通过多个测站上进行若干时间同步观测，确定测站之间相对位置的,GPS,定位测量。,GPS,快速静态定位测量,rapid static GPS positioning,利用快速整周模糊度解算法原理所进行的,GPS,静态定位测量,术语参考站,术语,永久性跟踪站,permanent tracking station,长期连续跟踪接收,GPS,卫星信号的永久性地面观测站。,截止高度角。,接收机所跟踪卫星的最低高度角，一般在,10,以上。较高的截止高度角有利于防止大气层的影响及附近物体的多路径影响。,天线高,antenna height,观测时接收机天线相位中心至测站中心标志面的垂直高度。,术语永久性跟踪站 permanent tracking st,4 GPS,控制测量技术设计,4 GPS控制测量技术设计,4.1,技术设计原则,技术设计的作用,是整个项目的作业依据，指导整个工程的进行。技术设计提供了布设,GPS,网的技术准则。（时间、精度、经费）,技术设计的基本要求,GPS,网布测前应进行技术设计，以得到最优的布测方案。技术设计的格式、内容、要求与审批程序按照测绘技术设计规定进行。,4.1 技术设计原则技术设计的作用,一、技术设计的准备,根据任务的需求，收集测区范围既有的国家三角网、导线点、天文重力水准点、水准点和已有,GPS,站点的资料，包括点之记，网图、成果表、技术总结等。,收集测区范围内有关的地形图、交通图、及测区总体建设规划和近期发展方面的资料等。,技术设计前，应对上述资料分析研究，必要时进行实地勘察，然后进行图上设计。,一、技术设计的准备根据任务的需求，收集测区范围既有的国家三角,二、技术设计需要解决的问题,测量的目的是什么,精度和可靠性的要求,已有哪些资料,前面已开展过哪些测量工作,本项目有哪些特点,是否拥有进行,GPS,测量的合适装备,网的定义：整个网的大小形状，点的数量，已知点情况等,已知点的分布，已知点的用途（检查，加密，确定转换参数）,对水平和垂直测量的精度要求和标准。,二、技术设计需要解决的问题测量的目的是什么,4.2,技术设计的主要内容,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。,测区概况（自然地理概况，控制面积等）,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。,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。,技术依据（规范）,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。,现有测绘成果（现有资料分析）,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。,4.2 技术设计的主要内容项目来源,技术设计的主要内容（续）,布测方案（方案设计）,介绍测量采用的仪器设备的种类、采取的布网方法等。,作业要求（技术质量指标）,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。,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。,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。,提交成果要求,技术设计的主要内容（续）布测方案（方案设计）,5,GPS,控制网的布设,5 GPS控制网的布设,5,.,1 G,PS,控制网的等级,GPS,网精度分级（2001年9月颁布的全球定位系统测量规范）,GPS,基线向量网被分为：,AA、A、B、C、D、E,六个级别。,GPS,网的精度指标，通常是以网中相邻点之间的距离误差来表示的，其具体形式为：,:,网中相邻点间的距离中误差(,mm)；,a:,固定误差(,mm)；,b:,比例误差(,ppm)；,D:,相邻点间的距离(,km)。,5.1 GPS控制网的等级GPS网精度分级