GPS网的设计课件.ppt

1、主要内容：主要内容：第八讲第八讲 GPS网的设计网的设计一、一、GPS控制网布设的一般步骤控制网布设的一般步骤二、二、GPS控制网的精度和控制网的精度和GPS点的密度点的密度22)(bda A B C D E 相邻点最小距离 100 15 5 2 1 相邻点最大距离 2000 250 40 15 10 平均距离 300 70 15-10 5-10 2-5 三、三、GPS控制网的布网原则控制网的布网原则三、布网方法：（1）充分考虑建立GPS控制网的应用范围（2）采用分级布网的原则（3）GPS测量的精度标准GPS网的精度指标，通常以网中相邻点之间的距离误差来表示的，其具体形式如下：=a2 + (b

2、d)2距离中误差（mm） a固定误差(mm)b比例误差系数(ppm) d相邻点的距离（Km） 3 3、GPSGPS网网设计的一般原则：设计的一般原则： 1. 三角形网三角形网优点：优点： 图形几何结构强，具有良好的自检能力，经平差后网中相邻点间基线向量的精度均匀。缺点：缺点： 观测工作量大。 只有在网的精度和可靠性要求比较高时，才单独采用这种图形。环形网环形网优点：优点： 观测工作量较小，且具有较好的自检性和可靠性。缺点：缺点： 非直接观测基线边（或间接边）精度较直接观测边低，相邻点间的基线精度分布不均匀。是大地测量和精密工程测量中普遍采用的图形。通常采用上述两种图形的混合图形。星形网星形网优

3、点：优点： 观测中只需要两台GPS接收机，作业简单。缺点：缺点： 几何图形简单，检验和发现粗差能力差。 广泛用于工程测量、边界测量、地籍测量和碎部测量等。四、四、GPS控制网的选点要求控制网的选点要求四、四、GPS控制网的选点要求控制网的选点要求基岩标石五、五、GPS控制网的联测设计控制网的联测设计五、五、GPS控制网的联测设计控制网的联测设计选择良好的窗口适合快速静态的窗口4 颗以上的卫星，高度角大于 15 GDOP = 8当可能时:5 颗以上的卫星GDOP = 4高度角大于20 避免峰值期间观测用卫星的空间轨迹图检查障碍物，若某颗卫星被挡住重新计算小心4颗或5颗卫星中高度角小于 20 的两

4、颗卫星时间和基线长度观测时间取决于:基线长度卫星数卫星几何图形(GDOP)电离层电离层扰动随时间、日夜、月、年、地点而变化静态或快速静态最短观测时间不要少于15分钟。作为一个经验，基线观测时间应该是基线长度每公里5分钟加上最短15分钟。一旦正确解算出整周未知数，通常基线精度在5-10mm+2ppm左右。基线长与同步观测时间长短的关系大概不同基线长所需时间如下12公里 4560分钟25公里 6090分钟510公里 90120分钟1020公里 120分钟以上单频GPS一般只测20公里以内的基线七、观测时的注意事项七、观测时的注意事项野外手簿野外手簿点标识: 日期:传感器序列号: 作业员：控制器序列

5、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:八、基线解算1.影响基线解算结果的因素主要有以下几条：影响基线解算结果的因素主要有以下几条：八、基线解算2.影响影响GPS基线解算结果的判别基线解算结果的判别b 概述概述对于影响GPS基线解算结果因素，有些是较容易判别的，如卫星观测时间太短、周跳太多、多路径效应严重、对流层或电离层折射影响过大等；但对于另外一些因素却不好判断了，如起点坐标不准确。b 基线起点坐标不准确的判别基线起点坐标不准确的判别对于由起点坐标不准确所对基线解算质量造成的影响，

6、目前还没有较容易的方法来加以判别，因此，在实际工作中，只有尽量提高起点坐标的准确度，以避免这种情况的发生。b 卫星观测时间短的判别卫星观测时间短的判别关于卫星观测时间太短这类问题的判断比较简单，只要查看观测数据的记录文件中有关对与每个卫星的观测数据的数量就可以了。b 周跳太多的判别周跳太多的判别对于卫星观测值中周跳太多的情况，可以从基线解算后所获得的观测值残差上来分析。处理软件采用的是双差观测值，当在某测站对某颗卫星的观测值中含有未修复的周跳时，与此相关的所有双差观测值的残差都会出现显著的整数倍的增大。b 多路径效应严重、对流层或电离层折射影响过大的判多路径效应严重、对流层或电离层折射影响过大

7、的判别别对于多路径效应、对流层或电离层折射影响的判别，我们也是通过观测值残差来进行的。不过与整周跳变不同的是，当多路径效应严重、对流层或电离层折射影响过大时，观测值残差不是象周跳未修复那样出现整数倍的增大，而只是出现非整数倍的增大，一般不超过1周，但却又明显地大于正常观测值的残差。3.应对措施应对措施b 基线起点坐标不准确的应对方法基线起点坐标不准确的应对方法要解决基线起点坐标不准确的问题，可以在进行基线解算时，使用坐标准确度较高的点作为基线解算的起点，较为准确的起点坐标可以通过进行较长时间的单点定位或通过与WGS-84坐标较准确的点联测得到；也可以采用在进行整网的基线解算时，所有基线起点的坐

8、标均由一个点坐标衍生而来，使得基线结果均具有某一系统偏差，然后，再在GPS网平差处理时，引入系统参数的方法加以解决。b 卫星观测时间短的应对方法卫星观测时间短的应对方法若某颗卫星的观测时间太短，则可以删除该卫星的观测数据，不让它们参加基线解算，这样可以保证基线解算结果的质量。b 周跳太多的的应对方法周跳太多的的应对方法若多颗卫星在相同的时间段内经常发生周跳时，则可采用删除周跳严重的时间段的方法，来尝试改善基线解算结果的质量；若只是个别卫星经常发生周跳，则可采用删除经常发生周跳的卫星的观测值的方法，来尝试改善基线解算结果的质量。b 多路径效应严重多路径效应严重由于多路径效应往往造成观测值残差较大

9、，因此，可以通过缩小编辑因子的方法来剔除残差较大的观测值；另外，也可以采用删除多路径效应严重的时间段或卫星的方法。b 对流层或电离层折射影响过大的应对方法对流层或电离层折射影响过大的应对方法 对于对流层或电离层折射影响过大的问题，可以采用下列方法： 提高截止高度角，剔除易受对流层或电离层影响的低高度角观测数据。但这种方法，具有一定的盲目性，因为，高度角低的信号，不一定受对流层或电离层的影响就大。 分别采用模型对对流层和电离层延迟进行改正。 如果观测值是双频观测值，则可以使用消除了电离层折射影响的观测值来进行基线解算。在计算基线向量时，除根据一定的指标对计算结果进行检查外，一般还进 行以下几项检

10、核：(1) 同步多边形闭合差的检查同步多边形闭合差的检查 n边形环闭合差应满足：WX = Xi n Wy = Yi n Wz = Zi n W = WX2 + Wy 2+ Wz 2 为相应级别规定的观测精度（按平均边长算）4.同步多边形闭合差的检查同步多边形闭合差的检查(2)重复观测边的检查重复观测边的检查同一条边任意两个时段的结果互差应小于GPS接收机标称精度的 2 2 倍。(3)非同步观测多边形闭合差的检查非同步观测多边形闭合差的检查由若干条独立的GPS边构成的非同步观测 n 边形环闭合差的检查 。Wx 3 n Wy 3 n Wz 3 n (4) GPS测量的外部检查 似大地水准面到参考椭球的距离称为高程异常，由于似大地水准面的不规则，所以造成高程异常值的不定性。