GPS测量的外业实施课件.ppt
第七章 GPS测量的外业实施,第七章 GPS测量的外业实施,第七章 GPS测量的外业实施,一、GPS相对测量作业模式,1、静态定位（1）作业方法：接收机安置在一条基线的两端点，同时观测四颗星1小时，或同步观测五颗星20分钟。（2）精度：基线相对定位精度达5mm+1ppmD（3）注意事项：所有基线应组成一系列封闭图形，提高可靠性，同时平差后提高点位精度。,第七章 GPS测量的外业实施一、GPS相对测量作业模式1、,第七章 GPS测量的外业实施,2、快速静态定位（1）一台接收机作为基准站，固定不动，连续跟踪所有可见卫星，另一台接收机在各点顺次流动，每点观测1-2分钟。（2）精度：长度中误差为5mm+1ppmD（3）注意事项：在观测时段内应确保有5颗以上卫星可供观测，流动点和基准点相距不超过20km，流动站上的接收机在移动时，不必保持对所观测卫星连续跟踪，可关闭电源以降低能耗。（4）应用范围：控制网的建立及其加密、工程测量、地籍测量、大批相距百米左右的点位定位。,第七章 GPS测量的外业实施2、快速静态定位,第七章 GPS测量的外业实施,3、准动态定位（1）作业方法，在测区选择一个基准站，安置接收机连续跟踪所有可见卫星，将另一台流动接收机先置于1号站观测1-2分钟，在保持对所测卫星连续跟踪而不失锁的情况下，将流动接收机分别在2、3、4等各点观测数秒钟。（2）基线的中误差约为1-2厘米（3）应用范围：开阔地区的加密控制测量、工程定位及碎部测量、剖面测量和线路测量等。（4）注意事项：应确保在观测时段上有五颗以上的卫星可供观测，流动点和基准点距离不超过20km，观测过程中流动接收机不能失锁，否则应在失锁的流动点上延长观测时间1-2分钟。,第七章 GPS测量的外业实施3、准动态定位,第七章 GPS测量的外业实施,4、动态定位（1）作业方法：建立一个基准点安置接收机连续跟踪所有可见卫星，流动接收机先在出发点上静态观测1-2分钟，然后流动接收机从出发点开始连续运动，按指定的时间间隔自动测定运动载体的实时位置。（2）精度：相对于基准点的瞬时点位精度可达12厘米。（3）应用范围：精密测定运动目标的轨迹、测定道路的中心线、剖面测量、航道测量等。（4）注意事项：需同步观测5颗卫星，其中至少4颗卫星要连续跟踪，流动点和基准点相距不超过20km。,第七章 GPS测量的外业实施4、动态定位,第七章 GPS测量的外业实施,二、GPS控制网的选点要求,1、对点位的基本要求（1）点位处应便于设置仪器合操作，且视野开阔。视场内障碍物的高度角一般应大于10-15度，以减弱对流层折射的影响（2）点位应远离大功率无线电发射源（如电视台、微波站、高压输电线等），以避免周围磁场对GPS卫星信号的干扰。（3）点位附近不应有强烈干扰卫星信号接收的物体，并尽量避免大面积水域，以减弱多路径误差的影响。（4）点位应选在交通方便地方，有利于用其它测量手段联测扩展（5）尽量满足至少有一个后视方向的原则，以便常规测量使用。（6）地面基础稳定，便于点位保存。,第七章 GPS测量的外业实施二、GPS控制网的选点要求1、,第七章 GPS测量的外业实施,2、埋石,3、绘制点之记,基岩标石,普通标石,基本标石,基岩天线墩基岩标石,一般基本标石土层天线墩岩层天线墩岩层基本标石冻土基本标石沙丘基本标石,一般标石岩层标石建筑物上标石,A级,BE级,A或B级,各种类型的标石均应设有中心标志,各种天线墩必须附有强制对中装置。,第七章 GPS测量的外业实施2、埋石3、绘制点之记基岩标石,野外手簿,点标识: 日期:传感器序列号: 作业员：控制器序列号:记忆卡编号:设站类型:天线高读数:天线高偏差:跟踪开始时间:跟踪结束时间:观测历元数:观测卫星数:GDOP:导航定位解: 经度. 纬度. 高程备注:,第七章 GPS测量的外业实施,野外手簿点标识:,第七章 GPS测量的外业实施,三、外业观测主要包括以下内容：天线安置开机观测气象参数测定观测记录,第七章 GPS测量的外业实施三、外业观测,第七章 GPS测量的外业实施,第七章 GPS测量的外业实施,第七章 GPS测量的外业实施,1. 天线安置 （1）在正常点位天线应架设在三脚架上，并安置在标志中心的上方直接对中，天线基座上的圆水准气泡必须整平。（2）在特殊点位，当天线需要在三角点觇标的观测台或回光台上时，可先将觇标顶部拆除，以防上对GPS信号的遮挡。如果觇标顶部无祛拆除，接收天线若安置在标架内观测就会造成卫星信号中断。影响GPS测量精度、在这种情况下，可进行偏心观测。 （3）天线的定向标志应指向正北，以减弱相位中心偏差的影响。天线定向误差因定位精度不同而异，一般不应超过正负35度。,第七章 GPS测量的外业实施1. 天线安置,第七章 GPS测量的外业实施,(4）刮凤天气安置天线时，应将天线进行三方向固定，以防倒地碰坏。雷雨天气安置天线时，应注意将其底盘接地，以防雷击天线。而且架设天线不宜过低，一般应距地面1m以上。天线架设好后在圆盘间隔120度的三个方向分别量取天线高，三次测量结果之差不应超过3mm，取其三次结果的平均值记入测量手薄中，天线高记录取值到0.001m。 (5）测量气象参数；在高精度GPS测量中，要求测定气象元素。每时段气象观测应不少于 3次（时段开始、中间、结柬）气压读至0.1mbar，气温读至 0.1对一般城市及工程测量只记录天气状况。 (6）复查点名并记入测量手薄中。将天线电缆与仪器进行连接经检查无误后方能通电启动仪器。,第七章 GPS测量的外业实施 (4）刮凤天气安置天线时，应,第七章 GPS测量的外业实施,2. 开机观测 （1）当确认外接电源电缆及天线等备项连接完全无误后方可接通电源，启动接收机。开机后接收机有关指示显示正常并通过自检后，方能榆入有关测站和时段控制信息。 （2）接收机在开始记录数据时应注意查看有关观测卫星数量、卫星号、信噪比、相位观测量残差，实时定位结果及其变化、存储介质记录等情况。 （3）一个时段观测过程中，不允许进行以下操作：关闭又重新启动；进行自测试（发现故障除外）改变卫星高度角；改变天线位置；改变数据采样间隔；按动关闭文件和删除文件等功能键。,第七章 GPS测量的外业实施2. 开机观测,（4）每一观测时段中，气象元素一般应在始、中、末各观测记录一次，当时段较长时可适当增加观测次数。（5）在观测过程中要特别注意供电情况，除在出测前认真检查电池容量是否充足外，作业中观测人员不要远离按收机，听到仪器的低电压报警应及时予以处理，否则可能会造成仪器内部数据的破坏或丢失。（6）仪器高一定要按规定始、末各量测一次，并及时输入仪器及记入测量手薄中。（7）接收机在观测过程中，不要靠近接收机使用对讲机；雷雨季节架设天线要防止雷击，雷雨过境时应关机停测，并卸下天线。,第七章 GPS测量的外业实施,（4）每一观测时段中，气象元素一般应在始、中、末各观测记录一,第七章 GPS测量的外业实施,（8）观测站的全部预定作业项目经检查均已按规定完成，且记录与资料完整无误后可迁站。 （9）观测过程申要随时查看仪器内存或硬盘容量，每日观测结束后，应及时将数据转存至计算机硬、软盘上，确保观测数据不丢失。,第七章 GPS测量的外业实施（8）观测站的全部预定作业项目,3、观测手薄 观测手薄是在GPS接收机启动前和观测过程中由观测者实时填写的。其记录格式可参照现行规范执行。 观测记录和测量手薄都是GPS精密定位的依据必须认真、及时填写坚决杜绝事后补记或追记。 外业观测中存储介质上的数据文件应及时拷贝一式两份，分别保存在专人保管的防水、防静电的资料箱内。存储介质的外面，应当贴制标签，注明文件名、网区名、点名、时段名、采集日期、测量手薄编号等。,第七章 GPS测量的外业实施,3、观测手薄第七章 GPS测量的外业实施,第七章 GPS测量的外业实施,第七章 GPS测量的外业实施,4、数据预处理 对于两台及两台以上接收机同步观测值进行独立基线向量（坐标差）的平差计算叫基线解算，有的也叫观测数据预处理。 预处理的主耍目的是对原始数据进行编辑、加工整理、分流并产生各种专用信息文件，为进一步平差计算做准备。它的基本内容是： （1）数据传输；将GPS接收机记录的观测数据传输到磁盘或其他介质上。 （2）数据分流：从原始记录中，通过解码将各种数据分类整理，剔除无效观测值和冗余信息，形成各种数据文件，如星历文件、观测文件和测站信息文件等。,第七章 GPS测量的外业实施,4、数据预处理第七章 GPS测量的外业实施,（3）统一数据文件格式，将不同类型接收机的数据记录格式、项目和采样间隔，统一为标准化的丈件格式，以便统一处理。 （4）卫星轨道的标准化，采用多项式拟合法，平滑GPS卫星每小时发送的轨道参数，使观测时段的卫星轨道标准化。 （5）探测周跳、修复载波相位观测值。 （6）对观测值迸行必要改正，在GPS观测值中加入对流层改正，单频接收的观测值中加入电离层改正。,第七章 GPS测量的外业实施,（3）统一数据文件格式，将不同类型接收机的数据记录格式、项,基线向量的解算一般采用多站、多时段自动处理的方法进行，具体处理中应注意以下几个问题：（1）基线解算一般采用双差相位观测值，对于边长超过 30km的基线，解算时则可采用三差相位观测值。（2）卫星广播星历坐标值可作为基线解的起算数据。对于特大城市的首级控制网，也可采用其他精密星历作为基线解算的起算值。（3）基线解算中所需的起算点坐标，应按以下优先顺序采用； 国家 GPS A、B级网控制点或其他高级GPS网控制点已有的WGS-84坐标系坐标。 国家或城市较高等级控制点转到WGS-84坐标系后的坐标值。 不少于观测30分钟的单点定位结果的平差值提供的WGS-84系坐标。,第七章 GPS测量的外业实施,基线向量的解算一般采用多站、多时段自动处理的方法进行，具体,（4）在采用多台接收机同步观测的一同步时段中，可采用单基线模式解算，也可以只选独立基线按多基线处理模式统一解算。（5）同一等级的GPS网根据基线长度的不同可采用不同的数据处理模型。若基线长小于0.8km，需采用双差固定解；小于30km，可在双差固定解和双差浮点解中选择最优结果；大于30km时则可采用三差解作为基线解算结果。 （6）在同步观测时间小于30分钟时的快速定位基线应采用合格的双差固定解作为基线解算的最终结果。,第七章 GPS测量的外业实施,（4）在采用多台接收机同步观测的一同步时段中，可采用单基线模,5、观测成果的外业检核 观测成果的外业检核是确保外业观测质量，实现预期定位精度的重要环节，所以当观测结束后，必须在测区及时对外业的观测数据质量进行检核何评价，以便及时发现不合格的成果，并根据情况采取淘汰或重测、补测措施。外业观测数据的评价标准：良好（1）测站环境好，无信号干扰因素（2）观测过程中大气状况稳定（3）观测到所有预报的卫星（4）接收机工作正常，没有或偶尔发生短暂的失锁或故障报警，但很快就能排除。 （5）测站上全部操作过程都符合规定，资料齐全（6） 实时绝对定位解收敛平稳,第七章 GPS测量的外业实施,5、观测成果的外业检核第七章 GPS测量的外业实施,合格（1）测站有明显干扰因素（2）观测过程中大气状况有明显的波动（3）接收机运行不太正常，多次出现失锁或故障报警，且由于不能及时排除或多次积累致使10的观测数据无效 （4）测站上全部操作过程基本符合规定（6） 实时绝对定位解收敛过程有波动,第七章 GPS测量的外业实施,合格第七章 GPS测量的外业实施,存疑（1）测站上信号干扰因素比较严重（2）观测过程中失锁或故障报警情况频繁，约有20的观测数据无效（3） 实时绝对定位解收敛过程波动较大不合格（1）由于多种因素影响，致使无效观测数据多于30（2）观测卫星少于4颗（3） 实时绝对定位解收敛过程很困难,第七章 GPS测量的外业实施,存疑第七章 GPS测量的外业实施,第七章 GPS测量的外业实施,6、 技术总结在GPS测量成果完成后，应按要求编写技术总结，内容包括外业和内业两部分。外业技术总结包括：（1）测区及其位置，自然地理条件，交通，通讯及供电情况（2）任务来源，项目名称，测区已有测量成果情况，本次施测的目的及基本精度要求（3）施工单位，施测时间，技术依据，作业人员的数量及技术状况等。（4）作业仪器类型、精度、检验及使用状况（5）点位观测质量的评价，埋石与重合点情况（6）联测方法，完成各级点数量，补测与重测情况以及作业中存在问题的说明。（7）外业观测数据质量分析与野外数据检核情况,第七章 GPS测量的外业实施6、 技术总结,2 内业技术总结（1）数据处理方案，所采用的软件，所采用的星历，起算数据，坐标系统以及无约束，约束平差情况（2）误差检验及相关参数与平差结果的精度估计等（3）上交成果中存在的问题和需要说明的其他问题，建议或改进意见（4）综合附表与附图上交资料（1）测量任务及技术设计书 （2）点之记，环视图，测量标志委托保管书，选点资料与增石资料（3）接受设备，气象及其他仪器的检验资料（4）外业观测记录，测量手薄及其他记录（5）数据处理中生成的文件，资料和成果表以及GPS网及点图（6）技术总结和成果验收报告,第七章 GPS测量的外业实施,2 内业技术总结第七章 GPS测量的外业实施,（5）数据处理中生成的文件，资料和成果表以及GPS网及点图（6）技术总结和成果验收报告,第七章 GPS测量的外业实施,（5）数据处理中生成的文件，资料和成果表以及GPS网及点图第,
