GPS测量定位技术.ppt

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1、GPSGPS卫星定位测量的设计与实施卫星定位测量的设计与实施第六章第六章中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础第六章 GPS卫星定位测量的设计与实施学习目标学习目标1.1.了解最佳了解最佳GPSGPS接收机应具备的条件，接收机应具备的条件，GPSGPS接接 收机类型的选择：单频、双频。了解美国天收机类型的选择：单频、双频。了解美国天宝导航公司、美国阿士泰克公司、瑞士徕卡宝导航公司、美国阿士泰克公司、瑞士徕卡等公司生产的等公司生产的GPSGPS接收机。接收机。中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础第六章 GPS卫星定位测

2、量的设计与实施2.2.理解理解GPSGPS网的联测设计中应注意的问题，网的联测设计中应注意的问题，野外选点埋石的选择与外业成果的记录，野外选点埋石的选择与外业成果的记录，野外数据的检核、技术总结与上交资料。野外数据的检核、技术总结与上交资料。学习目标学习目标中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础第六章 GPS卫星定位测量的设计与实施3.3.掌握建立掌握建立GPSGPS网的技术依据和规范要网的技术依据和规范要求，求，GPSGPS测量的精度分级，作业基本测量的精度分级，作业基本技术规定，技术规定，GPSGPS网的布网原则，卫星网的布网原则，卫星空间分布的几何图

3、形强度设计。掌握空间分布的几何图形强度设计。掌握GPSGPS定位网的测设方案，最佳观测时定位网的测设方案，最佳观测时段的选择及数据处理。段的选择及数据处理。学习目标学习目标中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础第六章 GPS卫星定位测量的设计与实施学习内容学习内容第一节第一节 建立建立GPSGPS控制网的技术依据控制网的技术依据第二节第二节 GPS GPS定位网的布设定位网的布设第三节第三节 GPS GPS接收机的选择接收机的选择第四节第四节 GPS GPS定位网的测设方案定位网的测设方案第五节第五节 外业观测外业观测第六节第六节 观测成果的外业检核及处理

4、观测成果的外业检核及处理中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础第一节第一节 建立建立GPSGPS控制网的技术依据控制网的技术依据 一、一、GPSGPS点的密度点的密度 各种不同的任务要求和服务对象，对各种不同的任务要求和服务对象，对GPSGPS网点网点的分布有着不同的要求。一般工程测量所需要的的分布有着不同的要求。一般工程测量所需要的网点则应满足测图加密和工程测量的需用，平均网点则应满足测图加密和工程测量的需用，平均边长需要缩短到几公里以内。考虑到这些情况，边长需要缩短到几公里以内。考虑到这些情况，规范对规范对GPSGPS网中两相临点间距离视其需要作出网中

5、两相临点间距离视其需要作出了的规定。特殊情况下，个别点的间距还允许超了的规定。特殊情况下，个别点的间距还允许超出表中规定。出表中规定。中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础第一节第一节 建立建立GPSGPS控制网的技术依据控制网的技术依据 一、一、GPSGPS点的密度点的密度 在地球上的任何地点和时间，用一台在地球上的任何地点和时间，用一台GPSGPS信号接信号接收机，均能够以收机，均能够以120m120m左右的精度测定它的所在位左右的精度测定它的所在位置。但是如果用基线两端的两台接收机同时观测置。但是如果用基线两端的两台接收机同时观测4 4颗颗以上的共视

6、卫星，两者所采集的以上的共视卫星，两者所采集的GPSGPS定位数据又经过定位数据又经过求差处理，此时相对定位精度可以达到毫米量级。求差处理，此时相对定位精度可以达到毫米量级。.中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础第一节第一节 建立建立GPSGPS控制网的技术依据控制网的技术依据 一、一、GPSGPS点的密度点的密度 试验表明，在静态相对定位环境下进行载波相位测试验表明，在静态相对定位环境下进行载波相位测量，对于量，对于3000km3000km以内的站间距离以内的站间距离D D，可以达到（，可以达到（5mm+105mm+10-8 8D D）的精度，三维位置

7、精度能够达到）的精度，三维位置精度能够达到 3cm 3cm。因此，以。因此，以载波相位观测量为根据的静态相对定位，是建立载波相位观测量为根据的静态相对定位，是建立GPSGPS控制控制网的基本方式。规范中的各项规定，就是针对这一网的基本方式。规范中的各项规定，就是针对这一基本方式做出的。基本方式做出的。中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础第一节第一节 建立建立GPSGPS控制网的技术依据控制网的技术依据 GPSGPS测量的仪器和方法与常规测量的测量的仪器和方法与常规测量的仪器和方法显著不同，所以反映其技术仪器和方法显著不同，所以反映其技术规格的主要指标亦不

8、相同。为此先介绍规格的主要指标亦不相同。为此先介绍一下有关技术指标的概念。一下有关技术指标的概念。二、测量作业基本技术规定二、测量作业基本技术规定 中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础第一节第一节 建立建立GPSGPS控制网的技术依据控制网的技术依据 各级各级GPSGPS测量作业的基本技术规定列于表测量作业的基本技术规定列于表6 63 3。级别级别项目项目A AB BC CD DE E卫卫 星星 高高 度度 角角（）10101515151515151515有有效效观观测测卫卫星星总总数数121299664433时段中任一卫星时段中任一卫星有有 效效 观观

9、 测测 时时 间间（minmin）30303030202015151515观测时段数（个）观测时段数（个）8866222222时段长度（时段长度（minmin）180180120120909060606060数数 据据 采采 样样 间间 隔隔（S S）1515606015156060151560601515606015156060卫卫星星观观测测值值象象限限分布分布（255255）%（25102510）%（252520)%20)%（25202520）%2525）%（25202520）%2525）%中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础第一节第一节 建立建立

10、GPSGPS控制网的技术依据控制网的技术依据 GPS GPS 控制网的布设，包括技术设计、踏勘控制网的布设，包括技术设计、踏勘选点、埋设标石三个工作环节。其中技术设计选点、埋设标石三个工作环节。其中技术设计是是GPSGPS测量中外业准备阶段的重要内容，它是测量中外业准备阶段的重要内容，它是优质低耗完成优质低耗完成GPSGPS作业的依据和条件。作业的依据和条件。二、测量作业基本技术规定二、测量作业基本技术规定 中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础第二节第二节 GPS GPS定位网的布设定位网的布设 1 1测站因素；测站因素；2 2卫星因素；卫星因素；3 3

11、仪器因素仪器因素 4 4后勤因素。后勤因素。一、技术设计中应考虑的因素一、技术设计中应考虑的因素中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础第二节第二节 GPS GPS定位网的布设定位网的布设 （1 1）GPSGPS网的布设应视其目的，作业时卫星状况，网的布设应视其目的，作业时卫星状况，预期达到的精度，预期达到的精度，GPS GPS网成果的可靠性以及工作效率，网成果的可靠性以及工作效率，按照优化设计原则进行。按照优化设计原则进行。（2 2）一般应通过独立观测边构成闭合图形，例如）一般应通过独立观测边构成闭合图形，例如一个或若干个独立观测环，或者附合路线形式，以增

12、加一个或若干个独立观测环，或者附合路线形式，以增加检核条件，提高网的可靠性。检核条件，提高网的可靠性。二、二、GPSGPS网的布网原则网的布网原则 中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础第二节第二节 GPS GPS定位网的布设定位网的布设 （3 3）GPSGPS网网内内点点与与点点之之间间虽虽不不要要求求通通视视，但但应应有有利利于于按按常常规测量方法进行加密控制时应用。规测量方法进行加密控制时应用。（4 4）可能条件下，新布设的）可能条件下，新布设的GPSGPS网应与附近已有的网应与附近已有的GPSGPS点点进行联测；新布设的进行联测；新布设的GPSGP

13、S网点应尽量与地面原有控制网点相网点应尽量与地面原有控制网点相联接，联接处的重合点数不应少于三个，且分布均匀，以便联接，联接处的重合点数不应少于三个，且分布均匀，以便可靠地确定可靠地确定GPSGPS网与原有网之间的转换参数。网与原有网之间的转换参数。二、二、GPSGPS网的布网原则网的布网原则 中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础第二节第二节 GPS GPS定位网的布设定位网的布设 （5 5）GPSGPS网点，应利用已有水准点联测高程。网点，应利用已有水准点联测高程。C C级网级网每隔每隔3636点联测一个高程点，点联测一个高程点，D D和和E E级网视

14、具体情况确定联级网视具体情况确定联测点数。测点数。A A和和B B级网的高程联测分别采用三、四等水准测量级网的高程联测分别采用三、四等水准测量的方法；的方法；C C至至E E级网可采用等外水准或与其精度相当的方法级网可采用等外水准或与其精度相当的方法进行。进行。二、二、GPSGPS网的布网原则网的布网原则 中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础第二节第二节 GPS GPS定位网的布设定位网的布设 GPS GPS卫星定位所测得的点位坐标，属于卫星定位所测得的点位坐标，属于WGSWGS8484世界大地测量坐标系。为了将它们转换成国家或地世界大地测量坐标系。为了

15、将它们转换成国家或地方坐标系，在设计方坐标系，在设计GPSGPS定位网时，一定要考虑联测定位网时，一定要考虑联测一定数量的常规控制点和基准点。一定数量的常规控制点和基准点。三、三、GPSGPS网的联测设计网的联测设计 中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础第二节第二节 GPS GPS定位网的布设定位网的布设 1 1联测点（公共点）的精度要求联测点（公共点）的精度要求 联测点作为联测点作为GPSGPS成果转化到常规地面坐标系的基准点，在成果转化到常规地面坐标系的基准点，在GPSGPS测量数据处理中具有重要的意义。联测点的地面实用坐标测量数据处理中具有重要的意

16、义。联测点的地面实用坐标是将是将GPSGPS定位结果的定位结果的WGS84WGS84坐标系转换至地面坐标系时的起坐标系转换至地面坐标系时的起算数据，所以要求联测点的地面坐标具有较高的精度。算数据，所以要求联测点的地面坐标具有较高的精度。三、三、GPSGPS网的联测设计网的联测设计 中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础第二节第二节 GPS GPS定位网的布设定位网的布设 为此，联测点应是下列几种点之一：为此，联测点应是下列几种点之一：（1 1）测区内现有的最高等级的常规地面控制点；）测区内现有的最高等级的常规地面控制点；（2 2）地方坐标系中控制网定位、定

17、向的起算点；）地方坐标系中控制网定位、定向的起算点；（3 3）联接国家坐标系和地方坐标系的联接点；）联接国家坐标系和地方坐标系的联接点；（4 4）水准点。）水准点。三、三、GPSGPS网的联测设计网的联测设计 中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础第二节第二节 GPS GPS定位网的布设定位网的布设 2 2联测点的密度和分布联测点的密度和分布 GPS GPS网与地面网的联测点最少应有两个。其中一个作为网与地面网的联测点最少应有两个。其中一个作为GPSGPS在地面网坐标系内的定位起算点，两个点间的方位和距在地面网坐标系内的定位起算点，两个点间的方位和距离作为

18、离作为GPSGPS网在地面坐标系内定向、长度的起算数据。网在地面坐标系内定向、长度的起算数据。三、三、GPSGPS网的联测设计网的联测设计 中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础第二节第二节 GPS GPS定位网的布设定位网的布设 显然，为了更好地解决显然，为了更好地解决GPSGPS网与地面网两者成果的网与地面网两者成果的转换问题，应有更多一些联测点。分析研究和作业实转换问题，应有更多一些联测点。分析研究和作业实践表明，一个践表明，一个GPSGPS网应联测网应联测3 35 5个精度较高、分布合理个精度较高、分布合理的地面点作为的地面点作为GPSGPS网的一

19、部分。当测区较大时，还应适网的一部分。当测区较大时，还应适当增加联测点。当增加联测点。三、三、GPSGPS网的联测设计网的联测设计 中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础第二节第二节 GPS GPS定位网的布设定位网的布设 GPS GPS网一般是求得测站点的三维坐标，其中高程为大网一般是求得测站点的三维坐标，其中高程为大地高，而实际应用的高程系统为正常高系统。为此，通常地高，而实际应用的高程系统为正常高系统。为此，通常是在是在GPSGPS网中施测或重合少量的几何水准点，用数值拟合网中施测或重合少量的几何水准点，用数值拟合法（多项式曲面、拟合或多面函数拟合）

20、拟合出测区的似法（多项式曲面、拟合或多面函数拟合）拟合出测区的似大地水准面，继而内插出其它大地水准面，继而内插出其它GPSGPS点的高程异常，再求出点的高程异常，再求出其正常高。其正常高。3 3GPSGPS网中水准点的选择和分布网中水准点的选择和分布 中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础第二节第二节 GPS GPS定位网的布设定位网的布设 根据研究，在平原地区布测的根据研究，在平原地区布测的GPSGPS网中，只要用三网中，只要用三等实测或重合全网五分之一等实测或重合全网五分之一GPSGPS点的几何水准，用数值点的几何水准，用数值拟合法求定拟合法求定GPS

21、GPS点的正常高，即可代替四等水准测量。点的正常高，即可代替四等水准测量。所实测的水准点，大部分应布设在网的周围点上，少量所实测的水准点，大部分应布设在网的周围点上，少量放在网的中间，以求获得最佳效果。放在网的中间，以求获得最佳效果。3 3GPSGPS网中水准点的选择和分布网中水准点的选择和分布 中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础第二节第二节 GPS GPS定位网的布设定位网的布设 GPS GPS定位精度同卫星与测站构成的图形强度有关，定位精度同卫星与测站构成的图形强度有关，与能同步跟踪的卫星数和接收机使用的通道数有关。与能同步跟踪的卫星数和接收机使用

22、的通道数有关。若接收机有观测到若接收机有观测到5 5颗卫星以上的能力，就应该把所颗卫星以上的能力，就应该把所有可能观测到的卫星都进行跟踪观测，若只有观测到有可能观测到的卫星都进行跟踪观测，若只有观测到4 4颗卫星的能力，应在所有可见星中选取颗卫星的能力，应在所有可见星中选取PDOPPDOP值最小值最小的那一组卫星进行观测，这是根据伪距定位时求解公的那一组卫星进行观测，这是根据伪距定位时求解公式推算出的选星原则。式推算出的选星原则。四、卫星空间分布的几何图形强度设计四、卫星空间分布的几何图形强度设计 中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础第二节第二节 GPS

23、 GPS定位网的布设定位网的布设 表表6 64 4 图形强度因子（图形强度因子（PDOPPDOP）规定值）规定值 规范规定，点的空间位置图形强度因子规范规定，点的空间位置图形强度因子PDOPPDOP不应超不应超过表过表6 64 4所列值。所列值。级级 别别A AB BC CD DE EPDOPPDOP44668810101010四、卫星空间分布的几何图形强度设计四、卫星空间分布的几何图形强度设计 中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础第二节第二节 GPS GPS定位网的布设定位网的布设 1 1对点位的基本要求对点位的基本要求 （1 1）点点位位应应选选设设

24、在在易易于于安安置置接接收收设设备备和和便便于于操操作作的的地地方方，且且视视野野开开阔阔。视视场场内内障障碍碍物物的的高高度度角角一一般般应应大大于于10101515，以减弱对流层折射的影响。，以减弱对流层折射的影响。（2 2）点位应远离大功率无线电发射源，以避免周围磁）点位应远离大功率无线电发射源，以避免周围磁场对场对GPSGPS卫星信号的干扰。卫星信号的干扰。五、野外选点五、野外选点 中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础第二节第二节 GPS GPS定位网的布设定位网的布设 （3 3）点点位位附附近近不不应应有有强强烈烈干干扰扰卫卫星星信信号号接接收

25、收的的物物体体，并并尽尽量量避避免免大大面面积积水水域域，以以减减弱弱多多路路径径误误差差的的影影响。响。（4 4）点点位位应应选选在在交交通通方方便便的的地地方方，有有利利于于用用其其他他测量手段联测或扩展。测量手段联测或扩展。（5 5）地面基础稳定，利于点位保存。）地面基础稳定，利于点位保存。五、野外选点五、野外选点 中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础第二节第二节 GPS GPS定位网的布设定位网的布设 中心标石是地面中心标石是地面GPSGPS点的永久性标志，为了长期使点的永久性标志，为了长期使用用GPSGPS测量成果，点的标石必须稳定、坚固以利长

26、期保测量成果，点的标石必须稳定、坚固以利长期保存和利用。目前，存和利用。目前，GPSGPS点的标石类型及其适用范围如课点的标石类型及其适用范围如课本表本表6 67 7所列。其中普通标石的规格，如图所列。其中普通标石的规格，如图6 62 2所示。所示。六、标石埋设六、标石埋设 图图6-26-2中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础第二节第二节 GPS GPS定位网的布设定位网的布设 各各级级GPSGPS点点的的标标石石用用混混凝凝土土灌灌制制。一一般般普普通通标标石石分分上上标标石石和下标石两层，其上均设有金属的中心标志。和下标石两层，其上均设有金属的中心标

27、志。埋设标石时，须使各层标志中心在同一铅垂线上，埋设标石时，须使各层标志中心在同一铅垂线上，其偏差不得大于其偏差不得大于2mm2mm。新埋标石时，应依法办理征地手续和测量标志委托保管新埋标石时，应依法办理征地手续和测量标志委托保管手续。手续。六、标石埋设六、标石埋设 中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础第三节第三节 GPS GPS接收机的选择接收机的选择 1.1.单频接收机单频接收机Trimble 4600ASHTECH-Locus一、接收机的类型选择一、接收机的类型选择 中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础第三节

28、第三节 GPS GPS接收机的选择接收机的选择1.1.单频接收机单频接收机只能接收经调制的只能接收经调制的L1L1信号信号主要用于基线较短（例如主要用于基线较短（例如10km 10km）的定位工作的定位工作优点：价格便宜优点：价格便宜一、接收机的类型选择一、接收机的类型选择 中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础第三节第三节 GPS GPS接收机的选择接收机的选择 2.2.双频接收机双频接收机ASHTECH Z-XTrimble 5700一、接收机的类型选择一、接收机的类型选择 中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础第

29、三节第三节 GPS GPS接收机的选择接收机的选择2.2.双频接收机双频接收机 双频接收机可以同时接收双频接收机可以同时接收L1L1和和 L2L2信号信号 利用双频技术可以消除或减弱电离层折射利用双频技术可以消除或减弱电离层折射 对观测量的影响对观测量的影响 定位精度较高，基线长度不受限制定位精度较高，基线长度不受限制 作业效率较高作业效率较高一、接收机的类型选择一、接收机的类型选择 中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础第三节第三节 GPS GPS接收机的选择接收机的选择 （1 1）可可靠靠性性高高，接接收收机机本本身身产产生生的的周周跳跳、半半周周跳跳

30、和和1/41/4周跳极少；周跳极少；（2 2）耐用性强，平均无故障工作时间）耐用性强，平均无故障工作时间5000h5000h；（3 3）精精度度高高、单单频频机机达达到到1cm+2101cm+210-6-6D D，双双频频机机达到达到5mm+1105mm+110-6-6D D；（4 4）卫星跟踪性能良好不易失真；）卫星跟踪性能良好不易失真；（5 5）多多功功能能，既既能能用用于于静静态态、快快速速静静态态和和动动态态测测量，又能担任量，又能担任DGPSDGPS和和GISGIS任务；任务；（6 6）具有）具有1212通道，在海、陆、空应用时，都能跟通道，在海、陆、空应用时，都能跟踪全部可见卫星；

31、踪全部可见卫星；二、最佳二、最佳GPSGPS接收机具备的条件接收机具备的条件 中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础第三节第三节 GPS GPS接收机的选择接收机的选择 （7 7）较较低低的的C/AC/A码码测测距距噪噪声声(10cm)(10cm)和和载载波波相相位位噪噪声声(1mm)1mm)；（8 8）具有削弱多路径误差的功能；）具有削弱多路径误差的功能；（9 9）较较高高的的原原始始数数据据率率（最最好好是是2020次次/s/s），以以便便在在高高动动态条件下应用；态条件下应用；（1010）较大的存储器（）较大的存储器（10Mb10Mb），以便用于动态

32、测量；），以便用于动态测量；（1111）体体积积小小(2000cm 2000cm 3 3)，重重量量轻轻(2kg)2kg)，攻攻耗耗低低(10W)10W)；（1212）工作温度在）工作温度在303070C70C之间，以便在炎热和之间，以便在炎热和酷寒地区均能酷寒地区均能 二、最佳二、最佳GPSGPS接收机具备的条件接收机具备的条件 中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础第三节第三节 GPS GPS接收机的选择接收机的选择（一）（一）Trimble 4800 Trimble 4800 型型GPSGPS全站仪全站仪 1.1.概况概况 2.2.硬件部分硬件部分

33、3.3.使用使用 三、三、GPSGPS接收机简介接收机简介 中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础第三节第三节 GPS GPS接收机的选择接收机的选择（二）苏州一光（二）苏州一光SGS220SGS220型双频型双频GPSGPS接收机接收机 作为作为GPSGPS全站仪的移动站，全站仪的移动站，48004800可安装在特制的可安装在特制的 1.1.概况概况 2.2.产品概述产品概述:3.3.技术特征技术特征:三、三、GPSGPS接收机简介接收机简介 (a)(a)基准站基准站 (b)(b)流动站流动站 中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础中南大学国土与测绘工程

34、系大地测量学基础第四节第四节 GPS GPS定位网测设方案定位网测设方案 应用应用GPSGPS定位技术建立测量控制网，几乎毫定位技术建立测量控制网，几乎毫无例外地均采用相对定位方法。相对定位的两点无例外地均采用相对定位方法。相对定位的两点间构成独立观测边，也称基线。显然，独立观测间构成独立观测边，也称基线。显然，独立观测边配置和布设的结果就形成了边配置和布设的结果就形成了GPSGPS网的几何图形，网的几何图形，它是由投入作业的接收机台数、观测路线和基线它是由投入作业的接收机台数、观测路线和基线连接形式所决定的，我们将它们称为连接形式所决定的，我们将它们称为GPSGPS测量控测量控制网的测设方案

35、。制网的测设方案。中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础第四节第四节 GPS GPS定位网测设方案定位网测设方案 1.1.静态定位静态定位 (1)(1)作业方法作业方法 (2)(2)精度精度 (3)(3)适用范围适用范围 (4)(4)注意事项注意事项一、两台接收机相对定位的测设方案一、两台接收机相对定位的测设方案 中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础第四节第四节 GPS GPS定位网测设方案定位网测设方案 2.2.快速静态定位快速静态定位 (1)(1)作业方法作业方法 (2)(2)精度精度 (3)(3)适用范围适用范

36、围 (4)(4)注意事项注意事项一、两台接收机相对定位的测设方案一、两台接收机相对定位的测设方案 中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础第四节第四节 GPS GPS定位网测设方案定位网测设方案 3.3.准动态定位准动态定位 (1)(1)作业方法作业方法 (2)(2)精度精度 (3)(3)适用范围适用范围 (4)(4)注意事项注意事项一、两台接收机相对定位的测设方案一、两台接收机相对定位的测设方案 中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础第四节第四节 GPS GPS定位网测设方案定位网测设方案 4.4.往返式重复设站往返式

37、重复设站 (1)(1)作业方法作业方法 (2)(2)精度精度 (3)(3)适用范围适用范围 (4)(4)注意事项注意事项一、两台接收机相对定位的测设方案一、两台接收机相对定位的测设方案 中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础第四节第四节 GPS GPS定位网测设方案定位网测设方案 5.5.动态定位动态定位 (1)(1)作业方法作业方法 (2)(2)精度精度 (3)(3)适用范围适用范围 (4)(4)注意事项注意事项一、两台接收机相对定位的测设方案一、两台接收机相对定位的测设方案 中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础第

38、四节第四节 GPS GPS定位网测设方案定位网测设方案 当投入作业的接收机数目多于二台时，就可以当投入作业的接收机数目多于二台时，就可以在同一时段内，几个测站上的接收机同步观测共视在同一时段内，几个测站上的接收机同步观测共视卫星。此时，由同步观测边所构成的几何图形，称卫星。此时，由同步观测边所构成的几何图形，称为同步网，或称作同步环路。为同步网，或称作同步环路。二、多台接收机的同步网测设方案二、多台接收机的同步网测设方案 中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础第四节第四节 GPS GPS定位网测设方案定位网测设方案 不不过过在在S S条条基基线线中中，只只

39、有有m m1 1条条独独立立基基线线，其其余余基基线线均均可可由由独独立立多多台台接接收收机机的的同同步步网网测测设设方方线线推推算算而而得得，属属于于非非独独立立基基线线。同同一一条条基基线线，其其直直接接解解算算结结果果与与独独立立基基线线推推算算所所得得结结果果之之差差，就就产产生生了了所所谓谓坐坐标标闭闭合合差差条件，用它可评判同步网的观测质量。条件，用它可评判同步网的观测质量。二、多台接收机的同步网测设方案二、多台接收机的同步网测设方案 中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础第四节第四节 GPS GPS定位网测设方案定位网测设方案5台台mm同步网

40、的点数同步网的点数s s 网中同步基线总数网中同步基线总数独立基线数：独立基线数：m-1m-13台台4台台二、多台接收机的同步网测设方案二、多台接收机的同步网测设方案 中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础第四节第四节 GPS GPS定位网测设方案定位网测设方案 由多个同步网相互连接的由多个同步网相互连接的GPSGPS网，称作异步网。网，称作异步网。同步网之间的连接方式有以下三种。同步网之间的连接方式有以下三种。1 1点连式；点连式；2 2边连式；边连式；3 3混连式。混连式。在上述三种连接方案中：在上述三种连接方案中：第第1 1种工作量最小，但无重复基线

41、检核；种工作量最小，但无重复基线检核；第第2 2种工作量最大，检核条件亦最多；种工作量最大，检核条件亦最多；第第3 3种比较灵活，工作量与检核条件比较适中。种比较灵活，工作量与检核条件比较适中。三、多台接收机的异步网测设方案三、多台接收机的异步网测设方案 中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础12345678910第四节第四节 GPS GPS定位网测设方案定位网测设方案 点连式异步网点连式异步网:同步网之间仅有一点相连接的异步同步网之间仅有一点相连接的异步 网称为点连式异步网。网称为点连式异步网。三、多台接收机的异步网测设方案三、多台接收机的异步网测设方案

42、 中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础第四节第四节 GPS GPS定位网测设方案定位网测设方案 边连式异步网边连式异步网:同步网之间由一条基线边相连接的同步网之间由一条基线边相连接的 异步网称为边连式异步网。异步网称为边连式异步网。三、多台接收机的异步网测设方案三、多台接收机的异步网测设方案 中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础第四节第四节 GPS GPS定位网测设方案定位网测设方案 混连式异步网混连式异步网:点连式与边连式的一种混合连点连式与边连式的一种混合连 接方式。接方式。三、多台接收机的异步网测设方案三、多

43、台接收机的异步网测设方案 中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础第四节第四节 GPS GPS定位网测设方案定位网测设方案在选择测设方案时，应从所具备的在选择测设方案时，应从所具备的v接收机数量和精度接收机数量和精度v工作量大小工作量大小v卫星运行状态卫星运行状态v测区条件测区条件等方面进行权衡。等方面进行权衡。中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础外业阶段的工作外业阶段的工作v 接收机的选用及检验接收机的选用及检验v 制定实施方案制定实施方案v 选择最佳观测时段选择最佳观测时段v 编排作业调度表编排作业调度表v 天线安

44、置天线安置v 观测记簿观测记簿第五节第五节 外业观测外业观测 中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础第五节第五节 外业观测外业观测1.1.接收设备的选择接收设备的选择中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础第五节第五节 外业观测外业观测 2.2.接收设备的检验接收设备的检验 新购置的新购置的GPSGPS接收机或经过维修后的接收接收机或经过维修后的接收机应按规定进行全面检验，合格后方能参加作机应按规定进行全面检验，合格后方能参加作业。检验项目包括：业。检验项目包括：一般检视一般检视 通电检验通电检验 实测检验实测检验中南大

45、学国土与测绘工程系大地测量学基础中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础第五节第五节 外业观测外业观测3.3.制定实测方案制定实测方案接收机的台数和点位的分布特点接收机的台数和点位的分布特点充分考虑到测区交通和地理环境充分考虑到测区交通和地理环境 设计设计GPSGPS控制网控制网 安排同步观测计划安排同步观测计划中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础第五节第五节 外业观测外业观测某测区某测区GPSGPS实测方案实测方案3.3.制定实测方案制定实测方案中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础 4.4.选择最佳观测时段选择最佳

46、观测时段 观测前的准备工作：观测前的准备工作：首先进行星历预报，首先进行星历预报，星历预报在数据处理软件中进行，由于不同时间，星历预报在数据处理软件中进行，由于不同时间，测区上空的卫星个数、分布和测区上空的卫星个数、分布和PDOPPDOP值是变化的，为了值是变化的，为了保证野外数据采集的质量，必须进行星历预报。通过保证野外数据采集的质量，必须进行星历预报。通过星历预报我们可以确定最佳观测时段，指导星历预报我们可以确定最佳观测时段，指导GPSGPS野外野外作业。作业。第五节第五节 外业观测外业观测中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础第五节第五节 外业观测外

47、业观测 5.5.编排作业调度表编排作业调度表 作作业业小小组组应应在在观观测测前前根根据据测测区区地地形形、交交通通状状况况、控控制制网网的的大大小小、精精度度的的高高低低、仪仪器器的的数数量量、GPSGPS网网的的设设计计、星星历历预预报报表表和和测测区区的的天天气气、地地理理环环境境等等编编制制作作业业调度表，以提高工作效益。调度表，以提高工作效益。中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础第五节第五节 外业观测外业观测312456中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础第五节第五节 外业观测外业观测 6.6.观测作业观

48、测作业 观观测测作作业业的的主主要要任任务务是是捕捕获获GPSGPS卫卫星星信信号号，并并对对其其进进行行跟跟踪踪、处处理理和和量量测测，以以获获得所需要的定位信息和观测数据。得所需要的定位信息和观测数据。中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础表表3 GPS3 GPS外业观测手簿外业观测手簿 第五节第五节 外业观测外业观测中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础第六节第六节 观测成果的外业检核及处理观测成果的外业检核及处理 观测成果的外业检核是外业工作的最后观测成果的外业检核是外业工作的最后一个环节。每当观测任务结束，必

49、须对观测一个环节。每当观测任务结束，必须对观测数据的质量进行分析并作出评价，以确保观数据的质量进行分析并作出评价，以确保观测成果和定位结果的预期精度。测成果和定位结果的预期精度。中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础第六节第六节 观测成果的外业检核及处理观测成果的外业检核及处理 1 1每个时段同步边观测数据的检核每个时段同步边观测数据的检核 1 1）数据剔除率；）数据剔除率；2 2）平差值中的误差。）平差值中的误差。2 2重复观测边的检核重复观测边的检核 3 3环闭合差的检核环闭合差的检核 4 4同步观测环检核同步观测环检核 一、野外数据检核一、野外数据检

50、核 中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础第六节第六节 观测成果的外业检核及处理观测成果的外业检核及处理 1 1观测数据的预处理观测数据的预处理 1 1）数据传输；）数据传输；2 2）数据分流；）数据分流；3 3）统一数据文件格式；）统一数据文件格式；4 4）卫星轨道的标准化；）卫星轨道的标准化；5 5）探测周跳、修复载波相位观测值；）探测周跳、修复载波相位观测值；6 6）对观测值进行必要改正。）对观测值进行必要改正。二、数据后处理二、数据后处理 中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础中南大学国土与测绘工程系大地测量学基础第六节第六节 观测成果的外业检核及