GPS静态测量的实施及质量控制.ppt
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1、GPS静态测量的实施及质量控制GPS静态测量一、一、GPSGPS静态测量概述静态测量概述二、二、GPSGPS网的设计准备网的设计准备三、三、GPSGPS网的施工作业网的施工作业四、四、GPSGPS网的数据处理及质量控制网的数据处理及质量控制GPSGPS测量概述测量概述一一平面控制网与高程控制网分别布设选点困难、常需造标观测过程工作强度大、条件艰苦布网周期长精度受到限制采用传统测量方法布网的缺点NTS-340DL201NTS-3401测量精度高 选点灵活,无需造标,布网成本低可全天侯作业观测时间短,作业效率高 观测、处理自动化 可获得三维坐标GPS测量的特点S82CS82 2013S86 201
2、3GPS测量中的几个基本概念观测时段l从测站上开始接收卫星信号起至停止接收卫星信号间的连续工作的时间段l是GPS测量的基本单位时段长度l观测时段所持续的时间同步观测l两台或两台以上的GPS接收机同时对同一组卫星进行的观测观测时段、时段长度、同步观测GPS测量中的几个基本概念基线向量l利用进行同步观测的接收机所采集的观测数据计算出的接收机间的三维坐标差l与计算时所采用的卫星轨道数据同属一个系统GPS基线向量网l采用GPS技术布设的测量控制网,由GPS点和基线向量所构成基线向量基线向量基线向量、GPS基线向量网GPS测量中的几个基本概念定义l利用同一时段的多个同步观测站所采集的观测数据所计算出的若
3、干基线向量一个时段中,同步观测基线的数量l若在某时段共有n台接收机进行了同步观测,则共可得到n(n-1)/2条同步观测基线n=3n=2n=4n=5同步观测基线GPS测量中的几个基本概念闭合环l由多条基线向量首尾相连所构成的图形n=5由由5条基线向量所构成的闭合环条基线向量所构成的闭合环闭合环10GPS测量中的几个基本概念环的闭合差l闭合差:组成闭合环的基线向量按同一方向(顺时针或逆时针)的矢量和l分量闭合差:组成闭合环的基线向量按同一方向(顺时针或逆时针)矢量的各个分量的和l全长闭合差:分量闭合差的平方和开方分量闭合差分量闭合差环的闭合差环的闭合差全长闭合差全长闭合差环的闭合差11GPS测量中
4、的几个基本概念同步观测环(同步环)l三台或三台以上的GPS接收机进行同步观测所获得的基线向量(完全由同一观测时段的基线向量)所构成的闭合环第一时段第一时段第一时段第一时段第一时段第一时段第一时段第一时段第一时段第一时段第二时段第二时段同步环与非同步环同步环与非同步环同步观测环独立观测环(异步环)l定义:由相互函数独立(线性无关)的基线向量所构成的闭合环。(就是前面的非同步环)l虽构成了闭合环,但并非所有基线都来自同一观测时段独立观测环检验l定义:检验独立观测环的闭合差大小l特性:与同步环闭合差不同,即使采用严密算法,并且计算过程中未发生错误,独立观测环的闭合差通常也不为零,也不一定是个微小量l
5、结论:独立观测环闭合差的大小,可作为评定基线解算结果质量的有力指标GPS测量中的几个基本概念第一时段第一时段第一时段第一时段第一时段第一时段第一时段第一时段第一时段第一时段第二时段第二时段独立环与非独立环独立环与非独立环独立观测环GPS静态网 GPS网是采用GPS定位技术建立的测量控制网,由GPS点和基线向量所构成。布设GPS网的目的利用点以及基线向量间的各种几何关系,通过参数估计的方法,消除由观测值和(或)起算数据中存在的误差所引起的网在几何上的不一致,从而获得更为精确可靠的测量成果。确定网中各点在指定坐标参照系下的坐标易于对成果进行质量控制GPS静态网的建立过程设计准备施工作业数据处理GP
6、SGPS网的设计准备网的设计准备二二设计准备项目规划:位置及范围,用途及精度等级,点位分布及数量,成果形式及内容,时限要求,投资经费测绘资料收集:测区及周边地区可利用的已知点的点之记及其坐标成果和测区地形图等方案设计:根据项目要求和相关技术规范进行技术设计,完成技术设计书的编写技术设计的过程确定设计的技术依据l测量任务书或测量合同书lGPS测量规范及规程l其他规范及规程进行技术设计l精度设计l密度设计l基准设计l图形(结构)设计19精度设计精度设计的原则l满足合同或任务书要求l满足规范要求l满足应用要求密度设计密度设计的原则l根据工程项目的需要,而非网的规模大小或边长的长短基准设计GPS网基准
7、设计l指定GPS网所采用的坐标参照系(基准)l确定所采用的起算数据GPS网的基准l位置基准l尺度基准l方位基准设计原则l满足项目要求l结合现有条件22图形设计三角形网多边形网附和导线网附和导线网星形网(单基准站)星形网(单基准站)23设计准则网中距离较近的点间要进行直接观测(短边必测)短边必测短边必测短边必测24设计准则当控制网的范围较大时,可采用分级布设的方法,即首先布设点数较少但等级较高的框架网,然后再部分项目所要求等级的全面网框架网框架网全面网全面网框架网的采用GPSGPS网的施工作业网的施工作业三三26施工作业选点与埋石 接收机的选用及检验卫星状况预报 外业进度估算及项目成本预算确定调
8、度方案观测作业 数据传输备份成果验收和上交资料 27选点与埋石 观测条件l对空通视条件好,15 以上不宜有成片障碍物。l15 以上不宜有金属导体*l便于仪器安置及观测作业。l远离可能的干扰源。l远离易引起多路径的环境。位置及设施l地质条件良好、点位稳定、易于保存,尽可能顾及交通等条件。l充分利用符合要求的现有观测设施。l尽量选择测站小环境与周围大环境一致的地点。选点与埋石 天线墩l基岩天线墩,岩层天线墩,岩层标石土层天线墩标石l岩层普通标石,普通基本标石,冻土基本标石,固定沙石基本标石,普通标石,建筑物上的标石金属标志金属标志不锈钢标志不锈钢标志强制对中装置强制对中装置强制对中墩强制对中墩29
9、卫星状况预报 确定原则选择卫星数较多、PDOP值较小的时间段(观测窗口)时段长度不短于规范要求辅助设计工具专门的“计划”软件30制定调度方案安排作业时段分配观测任务安排作业小组指定各作业小组的观测时间、测站确定迁站方式,进行交通工具的调配突发情况的处理延误的处理设备故障的处理测站错误的处理突发恶劣天气的处理分区观测,逐步推进扩展分区观测,逐步推进扩展同步图形的连接方式 点连式l优点:作业效率高,图形扩展迅速。l缺点:图形强度低,如果连接点发生问题,将影响到后面的同步图形。边连式l优点:作业效率较高,图形强度较强网连式l优点:图形强度最强。l缺点:作业效率低。混连式点连式边连式网连式制定基本原则
10、l高可靠l高精度l高效率常用方案l平推式l翻转式l伸缩式32迁站方案平推式翻转式伸缩式外业观测成果的质量检核 观测记录完整性及合理性检查l记录手簿中的内容是否完整,是否按要求量测了天线高,天线类型及量测方式是否正确,天线高的数值是否合理l通过点位略图和测量近似坐标等判定设站是否正确外业观测数据质量的检核l通过对外业GPS观测数据进行处理,对处理结果进行检核来进行的l反映GPS外业观测数据质量的数据处理结果是基线解算的结果和GPS网无约束平差的结果GPSGPS网的数据处理及质量控制网的数据处理及质量控制四四数据格式RINEX格式 l通用性强,已成为GPS测量领域事实上的标准l大多数软件能够直接处
11、理l利于多种型号的接收机联合作业接收机专有格式(南方sth)l不同厂家接收机的本机格式各不相同l与接收机配套的数据处理软件(随机软件/商用软件)一般可以直接读取自身本机格式的数据,而不能读取其它厂家本机格式的数据l数据存储紧凑,含有一些专有信息36命名规则命名方法:8+3文件名命名规则例:wh022931.02o,wh022293.02nssssdddf.yyt4字符字符测站名测站名年积年积日日一天内的一天内的文件序号文件序号(时段号)(时段号),为,为09,AZ。若为若为0,则表示文则表示文件包含当件包含当天的所有天的所有观测数据观测数据两位两位年号年号98:199800:200011:20
12、11文件类型文件类型O:观测值:观测值N:星历:星历M:气象数:气象数据据G:GLONASS星历星历H:同步卫:同步卫星星GPS载荷载荷的导航电的导航电文文C:钟文件:钟文件 文件格式说明RINEX观测值文件的内容2.10 OBSERVATION DATA M(MIXED)RINEX VERSION/TYPEBLANK OR G=GPS,R=GLONASS,T=TRANSIT,M=MIXED COMMENTXXRINEXO V9.9 AIUB 24-MAR-01 14:43 PGM/RUN BY/DATEEXAMPLE OF A MIXED RINEX FILE COMMENTA 9080 M
13、ARKER NAME9080.1.34 MARKER NUMBERBILL SMITH ABC INSTITUTE OBSERVER/AGENCYX1234A123 XX ZZZ REC#/TYPE/VERS234 YY ANT#/TYPE 4375274.587466.4589095.APPROX POSITION XYZ .9030 .0000 .0000 ANTENNA:DELTA H/E/N 1 1 WAVELENGTH FACT L1/2 1 2 6 G14 G15 G16 G17 G18 G19 WAVELENGTH FACT L1/2 0 RCV CLOCK OFFS APPL
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