GPS在控制测量中的作用.ppt

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1、2测量学测量学基础基础第六章第六章 控制测量控制测量第六章第六章 控制测量控制测量& 6.6 GPS在控制测量中的应用在控制测量中的应用本讲主要内容本讲主要内容3测量学测量学基础基础第六章第六章 控制测量控制测量一一.GPS.GPS概述概述 全球定位系统全球定位系统(GPS-Global Positioning System)(GPS-Global Positioning System)是利用是利用人造卫星进行地面定位的系统，是美国军方于人造卫星进行地面定位的系统，是美国军方于19941994年建立的第年建立的第二代卫星导航系统。二代卫星导航系统。 类似的系统：类似的系统： 俄罗斯的俄罗斯的G

2、LONASSGLONASS(Global Navigation satellite (Global Navigation satellite systemsystem）；）； 欧空局的欧空局的GalileoGalileo（伽利略定位系统），我国参与建设；（伽利略定位系统），我国参与建设； 我国的我国的北斗北斗定位系统等。定位系统等。 6.6 GPS 6.6 GPS在控制测量中的应用在控制测量中的应用4测量学测量学基础基础第六章第六章 控制测量控制测量 速度快、精度高；速度快、精度高；(1 10-6 1 10-8) 全天候作业：全天候作业： 不需要点间通视；不需要点间通视； 能同时获得点的三维坐

3、标；能同时获得点的三维坐标； 观测时间短，仪器操作简单。观测时间短，仪器操作简单。 GPS的的优点优点： 6.6 GPS 6.6 GPS在控制测量中的应用在控制测量中的应用5测量学测量学基础基础第六章第六章 控制测量控制测量控控 制制 部部 分分 1 个个 主主 控控 站站 3 个个 注注 入入 站站 5 个个 监监 控控 站站空空 间间 部部 分分 24 颗导航卫星 用用 户户 设设 备备 部部 分分 接接 受受 卫卫 星星 信信 号号二二.GPS.GPS系统的组成系统的组成 6.6 GPS 6.6 GPS在控制测量中的应用在控制测量中的应用6测量学测量学基础基础第六章第六章 控制测量控制测

4、量由由2424（21+321+3）颗卫星组）颗卫星组成，分布在六个轨道面内，成，分布在六个轨道面内，每个轨道面上有四颗卫星。每个轨道面上有四颗卫星。作用：作用：（）接收、存储和处理地（）接收、存储和处理地面监控系统发射来的面监控系统发射来的导航电导航电文文及其它有关信息；及其它有关信息；（）向用户连续不断的发（）向用户连续不断的发送导航与定位信息，并提供送导航与定位信息，并提供时间标准、卫星本身的空间时间标准、卫星本身的空间实时位置；实时位置；（）接收并执行地面监控（）接收并执行地面监控系统发送的控制指令。系统发送的控制指令。1 1、空间星座部分、空间星座部分 6.6 GPS 6.6 GPS在

5、控制测量中的应用在控制测量中的应用7测量学测量学基础基础第六章第六章 控制测量控制测量HawaiiHawaiiu5 5个监控站：个监控站： 以上主控站、注入站及以上主控站、注入站及Hawaii(Hawaii(夏威夷夏威夷) )。Colorado springsColorado springsu1个主控站个主控站:Colorado springs(科罗拉多科罗拉多.斯平士斯平士)AscencionAscencionDiego GarciaDiego Garciakwajaleinkwajaleinu3个注入站个注入站:Ascencion(阿森松群岛阿森松群岛)、 Diego Garcia(迭哥伽

6、西亚迭哥伽西亚)、kwajalein(卡瓦加兰卡瓦加兰)。2 2、地面监控部分、地面监控部分 6.6 GPS 6.6 GPS在控制测量中的应用在控制测量中的应用8测量学测量学基础基础第六章第六章 控制测量控制测量作用：（）跟踪和监控在轨卫星的运行状态，监测大气折射，控制和预报收GPS卫星的轨道；（）给卫星注入导航电文；（）调整卫星的状态，指挥启用备用卫星。2 2、地面监控部分、地面监控部分主控站监控站注入站 6.6 GPS 6.6 GPS在控制测量中的应用在控制测量中的应用9测量学测量学基础基础第六章第六章 控制测量控制测量作用：（）跟踪接收GPS卫星发射的信号并进行处理，以便测量出GPS信号

7、从卫星到接收天线的传播时间；（）解释导航电文，实时的计算出测站的三维位置，甚至三维速度和时间；3、用户设备部分、用户设备部分 6.6 GPS 6.6 GPS在控制测量中的应用在控制测量中的应用10测量学测量学基础基础第六章第六章 控制测量控制测量手持型手持型GPS机机车载型车载型GPS机机 6.6 GPS 6.6 GPS在控制测量中的应用在控制测量中的应用11测量学测量学基础基础第六章第六章 控制测量控制测量单频机单频机双频机双频机 6.6 GPS 6.6 GPS在控制测量中的应用在控制测量中的应用12测量学测量学基础基础第六章第六章 控制测量控制测量三部分之间的工作关系三部分之间的工作关系

8、6.6 GPS 6.6 GPS在控制测量中的应用在控制测量中的应用13测量学测量学基础基础第六章第六章 控制测量控制测量式中：改正后的距离 1电离层延迟 2对流层延迟 va卫星钟钟差 vb接收机钟钟差三. GPS定位原理tc 伪距：（x,y,z)x,y,z)（x xA A,y,yA A,z,zA A) )bacvcv 21测距码伪距测量原理：测距码伪距测量原理： 6.6 GPS 6.6 GPS在控制测量中的应用在控制测量中的应用14测量学测量学基础基础第六章第六章 控制测量控制测量212121)()()(AAAZZYYXX242424212323232122222221)()()()()()(

9、)()()(AAAbaAAAbaAAAbaZZYYXXcvcvZZYYXXcvcvZZYYXXcvcv21212121)()()(AAAbaZZYYXXcvcv 6.6 GPS 6.6 GPS在控制测量中的应用在控制测量中的应用15测量学测量学基础基础第六章第六章 控制测量控制测量GPS的定位原理：距离的hou方交会因此，因此，GPS定位至少定位至少观测到观测到4颗颗定位卫星。定位卫星。三三. GPS. GPS定位原理定位原理（x,y,z)x,y,z)（x xA A,y,yA A,z,zA A) ) 6.6 GPS 6.6 GPS在控制测量中的应用在控制测量中的应用16测量学测量学基础基础第六

10、章第六章 控制测量控制测量 6.6 GPS 6.6 GPS在控制测量中的应用在控制测量中的应用17测量学测量学基础基础第六章第六章 控制测量控制测量四四. .绝对定位和相对定位绝对定位和相对定位B定位定位 精精 度度 ： 5 10 mm 1ppm同时观测到相同的同时观测到相同的4颗或颗或以上以上的卫星。的卫星。 6.6 GPS 6.6 GPS在控制测量中的应用在控制测量中的应用18测量学测量学基础基础第六章第六章 控制测量控制测量19测量学测量学基础基础第六章第六章 控制测量控制测量五GPS定位网的测设方案1、同步网测设方案、同步网测设方案 台、台和台等台、台和台等 6.6 GPS 6.6 G

11、PS在控制测量中的应用在控制测量中的应用20测量学测量学基础基础第六章第六章 控制测量控制测量2、异步网测设方案（3 3）混连式）混连式（2 2）线连式）线连式（1 1）点连式）点连式 6.6 GPS 6.6 GPS在控制测量中的应用在控制测量中的应用21测量学测量学基础基础第六章第六章 控制测量控制测量六、应用GPS的优越性（）不要求测站点间通视，给测量工作带来极大方便；（）控制网几何图形已不是决定测量精度的重要因素；（）不受时间、天气条件的限制，全天候观测；（）自动化程度高，工作效率高；（）降低成本；（）精度高。B 6.6 GPS 6.6 GPS在控制测量中的应用在控制测量中的应用22测量

12、学测量学基础基础第六章第六章 控制测量控制测量六、GPS的不足 必须能观测到有效地卫星信号。高度角应大于高度角应大于 6.6 GPS 6.6 GPS在控制测量中的应用在控制测量中的应用23测量学测量学基础基础第六章第六章 控制测量控制测量七GPS定位网的布测、外业（1）踏勘（2）选点（3）埋石 (4）数据采集 6.6 GPS 6.6 GPS在控制测量中的应用在控制测量中的应用24测量学测量学基础基础第六章第六章 控制测量控制测量、布网的原则（1）GPS网的布设应视其目的、作业时卫星状况、预期达到的精度、成果的可靠性以及工作效率而定，按照优化设计原则设计；（2）与点之间虽不要求通视，但应有利于按

13、常规测量加密控制网；（3）GPS网点应利用已有水准点联测高程； 6.6 GPS 6.6 GPS在控制测量中的应用在控制测量中的应用25测量学测量学基础基础第六章第六章 控制测量控制测量3 3、野外选点的基本要求、野外选点的基本要求（1 1）点位应选在容易安置接收设备和方便操作的地方，且视）点位应选在容易安置接收设备和方便操作的地方，且视野开阔，视场内障碍物的高度角应大于度；野开阔，视场内障碍物的高度角应大于度；（2 2）点位应选在远离大功率无线电发射源，以避免周围磁场）点位应选在远离大功率无线电发射源，以避免周围磁场对对GPSGPS卫星信号的干扰；卫星信号的干扰；（3 3）点位附近不应有强干扰

14、）点位附近不应有强干扰GPSGPS卫星信号的接收物体，尽量避卫星信号的接收物体，尽量避免大面积的水域，以减少多路径误差的影响；免大面积的水域，以减少多路径误差的影响；（4 4）点位应选在交通方便的地方，有利于用其他方法联测；）点位应选在交通方便的地方，有利于用其他方法联测；（5 5）地面基础稳定，有利于点位保存。）地面基础稳定，有利于点位保存。 6.6 GPS 6.6 GPS在控制测量中的应用在控制测量中的应用26测量学测量学基础基础第六章第六章 控制测量控制测量1、三角形网、三角形网优点：优点： 图形几何结构强，具有图形几何结构强，具有较多的检核条件，平差后网中较多的检核条件，平差后网中相邻

15、点间基线向量的精度比较相邻点间基线向量的精度比较均匀。均匀。缺点：缺点： 观测工作量大。观测工作量大。 一般只有在网的精度和可一般只有在网的精度和可靠性要求比较高时，才单独采靠性要求比较高时，才单独采用这种图形。用这种图形。八八GPS定位网的布测形式定位网的布测形式 6.6 GPS 6.6 GPS在控制测量中的应用在控制测量中的应用27测量学测量学基础基础第六章第六章 控制测量控制测量2 2、环形网、环形网优点：优点： 观测工作量较小，且具有较观测工作量较小，且具有较好的自检性和可靠性好的自检性和可靠性。缺点：缺点： 非直接观测基线边非直接观测基线边(或间接或间接边边)精度较直接观测边低，相邻

16、点间精度较直接观测边低，相邻点间的基线精度分布不均匀。的基线精度分布不均匀。 是大地测量和精密工程测量是大地测量和精密工程测量中普遍采用的图形，通常采用上述中普遍采用的图形，通常采用上述两种图形的混合图形。两种图形的混合图形。 6.6 GPS 6.6 GPS在控制测量中的应用在控制测量中的应用28测量学测量学基础基础第六章第六章 控制测量控制测量3、星形网、星形网优点：优点： 观测中只需要两台观测中只需要两台GPSGPS接收接收机，作业简单。机，作业简单。缺点：缺点： 几何图形简单，检验和发现几何图形简单，检验和发现粗差能力差。粗差能力差。 广泛用于工程测量、边界测广泛用于工程测量、边界测量、

17、地籍测量和碎部测量等。量、地籍测量和碎部测量等。 6.6 GPS 6.6 GPS在控制测量中的应用在控制测量中的应用29测量学测量学基础基础第六章第六章 控制测量控制测量 性价比高：价格比国内同类产品 性能极佳：防水耐低温 体积小：仅重800克 数据存储：存储量大，内存可靠，永不丢失数据 质量可靠：基于国内首台静态测量GPS NGS-200 扩展性好：傻瓜机可傻可不傻，外接手簿便成NGS-200 GPS九九GPS接收机接收机 6.6 GPS 6.6 GPS在控制测量中的应用在控制测量中的应用30测量学测量学基础基础第六章第六章 控制测量控制测量界面界面自定义坐标更简洁自定义坐标更简洁详尽的基线解算结果详尽的基线解算结果完善的基线解算方案完善的基线解算方案 6.6 GPS 6.6 GPS在控制测量中的应用在控制测量中的应用31测量学测量学基础基础第六章第六章 控制测量控制测量思考题：思考题：1、GPS在控制测量中的应用相对全站仪有哪些优点？2、GPS在控制测量中如何应用？3、GPS的工作原理！32测量学测量学基础基础第六章第六章 控制测量控制测量谢谢 谢谢结束结束