GPS测量技术设计课件.ppt
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1、GPS测量技术设计与实施资源开发系何世斌第1页,共61页。GPS测量的技术设计概述:一、工作程序:技术设计选点埋石外业准备方案设计外业观测成果检核内业数据处理技术总结上交资料。二、要求:科学的技术设计、严谨的作业管理、遵循统一规范第2页,共61页。GPS测量的技术设计n一、依据:测量规范和测量任务书n规范全球定位系统(GPS)测量规范、全球定位系统城市测量技术规程、公路全球定位系统测量规范n任务书:范围、目的、精度、密度、成果资料、时间、经济指标第3页,共61页。GPS测量的技术设计nGPS控制网的精度、密度设计n分类:国家级或区域性、高精度、局部 GPS测量的精度标准及分级精度要求:用途、技
2、术能力精度的主要指标是基线长度中误差:22)(bda 第4页,共61页。GPS测量的技术设计n全球定位系统(GPS)测量规范2019年按精度指标,将GPS控制网分六个等级:AA、A、B、C、D、En全球定位系统城市测量技术规程2019年将GPS测量划分为二等、三等、四等和一级、二级n公路规范:分四级第5页,共61页。GPS网的精度等级第6页,共61页。nGPS定位的密度标准:n各级GPS相邻点间平均距离应符合要求,相邻点间最小距离可为平均距离的1/31/2,最大距离可为平均距离的2-3倍。特殊情况作特殊处理GPS测量的技术设计第7页,共61页。GPS测量的技术设计nGPS测量的专用术语观测时段
3、、同步观测、同步观测环、独立观测环、数据剔除率、天线高、参考站、流动站、GPS静态定位测量、GPS快速静态定位测量、单基线解、多基线解、永久性跟踪站、星历。第8页,共61页。GPS测量的技术设计nGPS控制网基准设计n定义:在技术设计阶段明确GPS成果转换时所采用的坐标系统和起算数据,即明确所采用的基准n内容:位置基准、方位基准、尺度基准n实质:确定网的位置基准第9页,共61页。GPS测量的技术设计nGPS网采用的坐标系和高程系:WGS-84、北京54坐标系、80国家坐标系、地方独立坐标系;56高程、85高程、独立高程第10页,共61页。GPS测量的技术设计n注意事项:n1、足够起算数据(数量
4、、精度);2、构成图形;3、联测已知点高程;4、尽量与原有坐标系一致;5、提高起算边精度;6、引入起算方位;7、平面和高程转换第11页,共61页。GPS测量的技术设计nGPS网特征的计算nGPS观测时段数:C=mn/NnGPS网特征条件参数GPS网特征条件参数GPS网特征条件计算公式总基线数J总=CN(N-1)/2必要基线数J必=n-1独立基线数J独=C(N-1)多余基线数J多=C(N-1)-(n-1)第12页,共61页。GPS测量的技术设计nGPS网同步图形及独立边的选择n同步闭合环的闭合差的大小只能说明GPS基线向量的解算是否合格,并不能说明GPS基线向量的精度高低,也不能发现接受的信号是
5、否受到干扰而含有误差.n异步环条件及全部基线坐标条件是衡量精度、检验粗差和系统差的重要指标第13页,共61页。GPS控制网的图形设计及设计原则n 技术设计中应考虑的因素:测站、卫星、仪器、后勤。n原则:优化设计;不应有自由基线;每个观测至少应独立设站观测两次;应构成闭合图形;保持一定通视;联测高级控制点,重合点数不少于3个且分布均匀;利用已有水准点联测高程第14页,共61页。GPS控制网的图形设计及设计原则n网的精度主要取决于观测时卫星与测站间的几何图形、观测数据的质量、数据处理方法,与GPS网形关系不大。n网形布设取决于用户的要求和用途。n目的:图形强度高、精度好、可靠性强、效率高、经济实用
6、。第15页,共61页。GPS控制网的图形设计及设计原则nGPS网的图形设计n类型:星形连接、点连式、边连式、网连式及边点混连式n选择因素:精度要求、外业观测条件、GPS接收机数量第16页,共61页。GPS控制网的图形设计及设计原则n星形网:n优点:几何图形简单、只需要两台接收机n缺点:检验和发现粗差能力差。n适用范围:快速定位;精度低的工程测量、边界测量、地籍测量和地形测图。第17页,共61页。GPS控制网的图形设计及设计原则n点连式图形:n优点:作业效率高、图形扩展迅速n缺点:几何图形强度弱、抗粗差能力不强n适用范围:与其它图形联合使用。第18页,共61页。GPS控制网的图形设计及设计原则n
7、边连式图形n优点:有较多的重复基线和独立环、几何强度好。n缺点:观测时段多,效率低,时间长n适用范围:精度要求较高的控制网第19页,共61页。GPS控制网的图形设计及设计原则n网连式:n优点:图形强度好、可靠性高n缺点:需要仪器多,效率低,时间长,成本高n适用范围:精度要求较高的控制网第20页,共61页。GPS控制网的图形设计及设计原则n边点混连式图形n优点:几何强度较好、精度较高,外业工作量较少,成本较低。n适用范围:实际作业中常采用布网形式。n三角锁连接图形:应用带状地区n导线网形连接图形:应用精度较高的网第21页,共61页。GPS控制网优化设计nGPS控制网的基设计是实施GPS测量的基础
8、性工作,它是在网的精确性、可靠性和经济性方面,寻求基准设计的最佳方案。n内容:GPS网的基准优化设计;GPS网图形结构强度的优化设计。n需要提供精度较高的外部尺度基准。第22页,共61页。GPS控制网优化设计n2、GPS控制网基准设计:n(1)GPS网基线的向量解算中位置基准选择n(2)GPS网转换到地方坐标系所需的基准设计n(3)GPS网尺度基准设计第23页,共61页。GPS控制网优化设计n2.1位置基准设计(优先顺序)n(1)高级控制点为WGS-84n(2)较高级控制点转换到WGS-84n(3)条件好时单点定位坐标值第24页,共61页。GPS控制网优化设计n2.2、尺度基准设计n(1)采用
9、外部尺度基准n(2)采用内部尺度基准第25页,共61页。GPS控制网优化设计n3、GPS网的精度设计(步骤)n(1)图解法获得点的概略位置。n(2)选择独立基线。n(3)确定网中各项精度指标。n(4)用增减法获得最终网形及施测方案例题:第26页,共61页。第27页,共61页。GPS控制网优化设计nGPS网与地面网的联测设计n1、联测(重合)点的精度要求(4点)n2、平面坐标联测点的密度和分布n3、高程联测点的选择和分布第28页,共61页。GPS测前准备及技术设计书的编写n前期准备:踏勘测区、资料收集、器材准备、人员组织、外业观测计划拟定及技术设计书的编写。n主要任务:作业接收机及配置、测区划分
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