注册测绘师GPS课件(斑点牛).pptx
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1、 6 6月月1010日注册测绘师考试日注册测绘师考试G GNSSNSS综合讲稿综合讲稿目录一,GPS网设计3二,GPS测量实施13三,GNSS控制网指标28四,数据处理30五,质量评定36六,成果整理52七,规范内容54八,GPS原理59九,COSS相关77十,结束891。观测时段:从开始到结束连续观测的时间段。观测时段:从开始到结束连续观测的时间段。2。同步观测:两台或两台以上接收机对相同卫星观测。同步观测:两台或两台以上接收机对相同卫星观测。3。同步观测环:三台以上接收机同步观测基线构成。同步观测环:三台以上接收机同步观测基线构成。4。独立观测环:由独立观测所获得的基线向量构成的闭。独立观
2、测环:由独立观测所获得的基线向量构成的闭合环,简称独立环。合环,简称独立环。5。独立基线:。独立基线:N台接收机同步台接收机同步J条基线中的条基线中的N-1条基线。条基线。6。异步观测环:有非同步或独立基线构成的闭合环。异步观测环:有非同步或独立基线构成的闭合环。7。非独立基线:除独立基线外的其他叫非独立基线,总。非独立基线:除独立基线外的其他叫非独立基线,总基线数与独立基线之差为非独立基线数。基线数与独立基线之差为非独立基线数。GNSS基线计算及高程联测要求基线基线计算计算:S=n*m/N GPS 网特征条件参数 GPS 网特征条件计算公式总基线数(同步边)B 总=SN(N-1)/2必要基线
3、数 B 必=n-1独立基线数 B 独=S(N-1)多余基线数 B 多=B 独-B 必=S(N-1)-(n-1)(S测段数,n待定点数,m每点设站数,N接收机台数)联测高程要求:联测高程要求:A、B级应逐点联测高程,C级根据区域似大地水准面精化要求联测高程,D、E级可依具体情况联测高程。由由N台台GPS接收机构成的同步图形中一个时段包含的基线接收机构成的同步图形中一个时段包含的基线数为:数为:J N*(N1)/2;但其中仅有但其中仅有N1条是独立边,其余为非独立边。条是独立边,其余为非独立边。当同步观测的当同步观测的GPS接收机数接收机数N3时,时,同步环同步环T的最少个数的最少个数应应为为:T
4、J(N1)(N1)(N2)2n个点的个点的GPS网需要网需要T个同步环来完成观测,公式如下:个同步环来完成观测,公式如下:点点连式:连式:T=INT(n-N)/(N-1)+1边边连式:连式:T=INT(n-N)/(N-2)+1GPS控制网布设的问题就是怎样将各同步环有机地连成一控制网布设的问题就是怎样将各同步环有机地连成一个整体,构成一定数量的同步观测环和异步观测环,也个整体,构成一定数量的同步观测环和异步观测环,也可采用线路形式,以较好地满足精度、可靠性、经费和可采用线路形式,以较好地满足精度、可靠性、经费和后勤等限制条件。后勤等限制条件。GPS网观测时不要求点间通视,网形设计灵活。网观测时
5、不要求点间通视,网形设计灵活。根据不同的用途和不同的精度要求根据不同的用途和不同的精度要求,GPS网的布设通常有网的布设通常有四种方式:星形,点连式、边连式和混合式。四种方式:星形,点连式、边连式和混合式。点连式点连式相邻同步图形间仅有一个公共点连接。相邻同步图形间仅有一个公共点连接。边连式边连式同步图形之间由一条公共基线连接。同步图形之间由一条公共基线连接。网连式网连式相邻同步图形间有两个以上公共点。相邻同步图形间有两个以上公共点。混合连接形式混合连接形式既有点连接又有边连接既有点连接又有边连接(理想理想)。或星形连接、附合导线连接、三角锁形连接等。或星形连接、附合导线连接、三角锁形连接等。
6、特点:特点:几何图形简单,只需两台几何图形简单,只需两台GPS接收机,接收机,是一种快速定位作业方式,但是,由于是一种快速定位作业方式,但是,由于基线间不构成任何同步闭合图形因此抗基线间不构成任何同步闭合图形因此抗粗差的能力差,一般适用于精度较低的粗差的能力差,一般适用于精度较低的工程测量。工程测量。两台接收机同步观测中,一台接两台接收机同步观测中,一台接收机收机A固定不动,另一台接收机固定不动,另一台接收机B在在A周围的一些点上进行相对定位。周围的一些点上进行相对定位。如右图。如右图。相邻同步图形之间只有一个公共点连接。相邻同步图形之间只有一个公共点连接。这种布网方式几何强度较弱,抗粗差能力
7、较差,一般可以加这种布网方式几何强度较弱,抗粗差能力较差,一般可以加测几个时段以增强网的异步图形闭合条件的个数。测几个时段以增强网的异步图形闭合条件的个数。相邻同步图形由一条公共基线连接。相邻同步图形由一条公共基线连接。这种布网方式几何强度较高,抗粗差能力较强,有较多的复这种布网方式几何强度较高,抗粗差能力较强,有较多的复测边和非同步图形闭合条件,在相同的仪器个数的条件测边和非同步图形闭合条件,在相同的仪器个数的条件下,观测时段将比点连接方式大大增加。下,观测时段将比点连接方式大大增加。该方式是把点连式和边连式有机地结合在一起,这种方式既该方式是把点连式和边连式有机地结合在一起,这种方式既可以
8、提高网的几何强度和可靠性指标,有减少了外业工可以提高网的几何强度和可靠性指标,有减少了外业工作量,式一种较为理想的布网方法作量,式一种较为理想的布网方法。三角锁形连接GPS网形11条基线,5个异步环12条基线,2条重复边导线网式连接GPS网形布设在高级已知布设在高级已知点之间的点之间的GPS点构成附合导点构成附合导线网式的线网式的GPS网。已知点可网。已知点可以是高级以是高级GPS点,也可以是点,也可以是高级国家点或高级国家点或地方点。地方点。GPS测量实施GPS网相邻同步图形之间的连接一般采用边、点混合连网相邻同步图形之间的连接一般采用边、点混合连接方式;接方式;网中闭合条件中基线个数不可过
9、多。每个点独立设站观网中闭合条件中基线个数不可过多。每个点独立设站观测次数总和除以总点数,即测次数总和除以总点数,即“重复设站点数重复设站点数”一般应一般应在在1.6以上(点连接时一般达不到);以上(点连接时一般达不到);14(1)按工作原理分:码相关型接收机平方型接收机混合型接收机(2)按信号通道的类型分:多通道接收机序贯通道接收机多路复用通道接收机接收机的分类(3)根据接收信号的频率分:)根据接收信号的频率分:n单频接收机(单频接收机(L1)n双频接收机(双频接收机(L1+L2)(4)根据接收机的用途分:)根据接收机的用途分:n导航型导航型n测量型测量型n授时型授时型 接收机全面检验的内容
10、,包括一般性检视、通电检验和实接收机全面检验的内容,包括一般性检视、通电检验和实测检验。测检验。(1)一般检验:主要检查接收机设备各部件及其附件是否齐全)一般检验:主要检查接收机设备各部件及其附件是否齐全、完好,紧固部分是否松动与脱落,使用手册及资料是否齐全、完好,紧固部分是否松动与脱落,使用手册及资料是否齐全等。等。(2)通电检验:接收机通电后有关信号灯、按键、显示系统和)通电检验:接收机通电后有关信号灯、按键、显示系统和仪表的工作情况,以及自测试系统的工作情况,当自测正常后仪表的工作情况,以及自测试系统的工作情况,当自测正常后,按键作步骤检验仪器的工作情况,按键作步骤检验仪器的工作情况(3
11、)实测检验:测试检验是)实测检验:测试检验是GPS接收机检验的主要内容。其检接收机检验的主要内容。其检验方法有:用标准基线检验;已知坐标、边长检验;零基线检验方法有:用标准基线检验;已知坐标、边长检验;零基线检验;相位中心偏移量检验等验;相位中心偏移量检验等。(4)附件检验。)附件检验。GPS点位要求1.点位应设在易于安装接收设备。视野开阔的较高点上。2点位目标要显著,视场周围15以上不应有障碍物,以减少GPS信号被遮挡或障碍物吸收。3点位应远离在功率无线电发射源其距离不少于200m;远离高压输电线,其距离不得少于50m。以避免电磁场对GPS信号的干扰。4点位附近不应有在面积水域或不应有强烈干
12、扰卫星信号接收的物体,以减弱多路径效应的影响。5点位应选在交通方便有利于扩展与联测的地方。6地面基础稳定,易于点的保存。7测站附近局部环境应与周围大环境一致,以减少气象元素的代表性误差8充分利用已有控制点,当利用旧点时,应对旧点的稳定性、完好性,以及觇标是否安全可用作一检查,符合要求方可利用。选点原则一、一、选点选点原则原则:1 B级点必须选在一等水准路线结点或一等与二等水准结点处,应建于基岩上,如水准点3km内无基岩,可以建在土层上;2 C级点应建于基岩上,如无基岩可以选在土层上 3 均匀布设,满足gps观测条件和水准联测条件;4 应得到土地管理者同意。二、二、选点选点要求要求:1 人员由测
13、绘工程师和地质师组成,充分了解测区信息;2 实地勘察,选在能长期保存,满足观测拓展条件的地点,做好标记;3 避开环境变化大,地质不稳定地区,远离无线发射源,高压线至少200m;4 避开多路径影响,点位周围保持高度角15度以上无遮挡,点位附近有10障碍物时应绘制环视图,50米内固定与变化反射体应标注在环视图上;5 必须绘制水准联测示意图;6 提交选点图,点之记信息,实地选点情况说明,对埋石的建议。GPS网点一般应埋设具有中心标志的标石,以精确标志点位,点的标石和标志必须稳定、坚固以利长久保存和利用。在基岩露头地区,也可以直接在基岩上嵌入金属标志。每个点标石埋设结束后,提交以下资料:1.点之记 2
14、GPS网的选取点网图;3土地占用批准文件与测量标志委托保管书;4选点与埋石工作技术总结。标志埋设 标石分类级个数要求点的制作:B级使用基岩标石;C 级使用基岩标石和土层标石;DE级使用基岩标石、土层标石、楼顶标石。标石类型分为:天线墩、基本标石和普通标石,各种天线墩均应安置强制对中装置,且对中误差不应大于1mm。B级应使用天线墩,CDE级根据需要选择。标石中心中心点直径不大于0.5mm。天线墩,基岩标石,基本标石应现场灌注。BC级标石埋设后至少需要经过一个雨季,冻土区至少需要一个解冻期,基岩和岩层至少需要一个月后方可施测。观测架设天线严格整平对中,对中误差不大于1mm,B级网天线指正北,定向误
15、差不大于5;检查部件连接后开机,输入测站编号,天线高,天线高需要每隔120量取3次取平均;每时段观测前后各量取天线高,取自1mm,两次量高差不大于3mm。每时段前后要各记录测站数据一次,时段长超过2小时时每次UTC整点增加一次观测记录,夜间放宽到4小时;观测期间不应于50m以内使用电台,10m以内使用对讲机;手簿一律使用铅笔,应现场填写,不应涂改,如有记错应整齐划去,注明原因,其中天线高气象读数等不应连环涂改;定时检查接收机信息,并在手簿记录;认真操作,严防触碰遮挡;避免过冷过热和阳光直晒,雷雨时关闭仪器,卸下天线。静态相对定位:适于大地测量、工程测量、变形监测等精密定位,精度高,观测时间长。
16、快速静态定位:适于测图控制网的加密,点位密集,观测时间较短,精度较高。实时动态定位(RTK):观测时间短,适于测图中碎部点的测定、设计点的测设放样,精度cm级。多基准站RTK技术是今后应用的发展趋势。其余定位方式:准动态、往返式重复设站、动态定位等方式。1作业方式:采用两台(或两台以上)接收设备,分别安置在一条或数条基线的两个端点,同步观测4颗以上卫星,每时段长45分钟至2个小时或更多。作业布置如图8-10所示。2适用范围:建立全球性或国家级大地控制网,建立地壳运动监测网、建立长距离检校基线、进行岛屿与大陆联测、钻井定位及精密工程控制网建立等。3注意事项:所有已观测基线应组成一系列封闭图形,以
17、利于外业检核,提高成果可靠度。并且可以通过平差,有助于进一步提高定位精度。1作业方法 在测区中部选择一个基准站,并安置一台接收设备连续跟踪所有可见卫星;另一台接收机依次到各点流动设站,每点观测数分钟。2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。3注意事项 在测量时段内应确保有5颗以上卫星可供观测;流动点与基准点相距应不超过20km;流动站上的接收机在转移时,不必保持对所测卫星连续跟踪,可关闭电源以降低能耗。4优缺点优点:作业速度快、精度高、能耗低;缺点:二台接收机工作时,构不成闭合图形,可靠性差。1作业方法 在测区选择一个基准点,安置接收机工连续跟踪所有可
18、见卫星;将另一台流动接收机先置于1号站(如图8-12)观测;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各点观测数秒钟。2应用范围 开阔地区的加密控制测量、工程测量及碎部测量及线路测量等。注意事项 应确保在观测时断上有5颗以上卫星可供观测;流动点与基准点距离不超过20 km;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12min。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;流动接收机依次到每点观测12min;1h后逆序返测各流动点12min。设站布置如图8-13所示。2应用范围 控制测量及控制网加密、取代导线测量及三角测量、工程测量机
19、地籍测量。3注意事项 流动点与基准点距离不超过15km;基准点上空开阔,能正常跟踪3颗及以上卫星。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数分钟;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运动载体的实时位置。作业布置如图8-14所示2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。3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;流动点与基准点距离不超过20 km。1实时动态(RTK)定位技术简介实时动态(Real Time Kinematic-RTB)测量技术,是以载波相位观测量为根据的实时差分
20、GPS(RTD GPS)测量技术,它是GPS测量技术发展中的一个新突破。实时动态测量的基本思想是:在基线上安置一台GPS接收机,对所有可见GPS卫星进行连续地测量,并将其观测数据,通过无线电传输设备,实时地发送给用户观测站。在用户站上,GPS接收机在接收GPS卫星信号的同时,通过无线电接收设备,接收基准站传输的观测数据,然后根据相对定位的原理,实时地计算并显示用户站的三维坐标及其精度。GNSS网GPS控制网:控制网:A级由卫星定位连续运行基准站构成,用于建立国家一等大地网,全球性的地球动力学研究,地壳形变测量,卫星精密定轨测量B级用于建立国家二等大地网,建立地方或城市坐标基准框架,区域性的地球
21、动力学研究、地壳形变测量,精密工程测量。C级用于建立国家三等大地网,以及区域,城市及工程测量控制网。D级用于建立四等大地控制网。E级用于测图,建立施工控制网。大地控制网大地控制网:一等由卫星定位连续运行基准站构成,实现三维动态地心坐标的现势性和精度。应布设在一等水准点结点处。二等对一二等水准进行稳定性监测,精化似大地水准面,为三四等大地控制网提供起始数据。点位均匀布设,考虑具体应用对水准网监测的要求。复测周期5年,执行时间不超过2年。三等省级控制网,满足基本比例尺测图需求,精化省级似大地水准面。设在三四等水准路线上,根据需要复测。四等为三等的加密,根据需要复测。各等级GNSS网观测技术指标项目
22、项目BCDE卫星卫星截止截止高度高度角角()10151515同时同时观测观测有效有效卫星数卫星数4444有效有效观测观测卫星卫星总数总数20644时段数时段数321.61.6时段长度时段长度23H4H60M40M采样间隔采样间隔(秒)(秒)3015-305-155-15卫星高度角是指测站与单颗卫星连线的垂直角。卫星高度角是指测站与单颗卫星连线的垂直角。卫星截止高度角即卫星高度角的截止范围,低于该值不予接收数据。卫星截止高度角即卫星高度角的截止范围,低于该值不予接收数据。时段时段数数1.6即为每站至少观测一个时段,二次观测的时段为总测站的即为每站至少观测一个时段,二次观测的时段为总测站的0.6。
23、采样间隔指数据采集时间间隔,采样频率为数据采样频率,等于采样间隔指数据采集时间间隔,采样频率为数据采样频率,等于1/采样间隔采样间隔。数据下载存储及点位命名及时下载数据,立即转为RINEX格式,以检查数据完整性。每天的原始数据和RINEX数据分存两个子目录,子目录命名方式采用“测站编号+年代+该天年积日+D”,“测站编号+年代+该天年积日+R”(D表示原始观测数据,R表示RINEX格式。)原始数据和RINEX数据保留到上交的数据检查验收完成后,在不同介质上备份。RINEX格式:该格式采用文本文件存储数据,数据记录格式与接收机的制造厂商和具体型号无关。年积日:仅在一年中使用的连续计算日期的方法,
24、从当年1月1日起开始计算的天数。平年的12月31日为第365日,闰年的12月31日为第366日。31Rinex文件命名规则命名方法:8+3文件名命名规则例:wh022931.02o,wh022293.02nssssdddf.yyt4字符测站名字符测站名年积日年积日一天内的文件序号一天内的文件序号(时段号),为(时段号),为09,AZ。若为若为0,则表示文件,则表示文件包含当天的所有观测包含当天的所有观测数据数据两位年号两位年号98:199800:200011:2011文件类型文件类型O:观测值:观测值N:星历:星历M:气象数据:气象数据G:GLONASS星历星历H:同步卫星:同步卫星GPS载荷
25、的载荷的导航电文导航电文C:钟文件:钟文件 外业数据处理数据质量检查(宜采用专门软件):观测卫星数;数据可利用率80%;对载波的多路径影响小于0.5m;接收机钟日频稳定性不低于10-8外业数据质量检核:数据剔除率:同一时段观测值数据剔除率不高于10%;复测基线的长度差:ds=2根号2*m,单点模式同一点间不同时段应进行检查;同步环观测闭合差分量中误差应小于5分之根号n*m;独立环闭合差及附和路线闭合差分量中误差应小于3根号n*m。m为相应级别基线中误差,由仪器标称精度求得。GPS基线解算及平差基线向量解算要求:基线向量解算要求:AB网采用专用软件,采用精密星历;CDE采用随机配备的商用软件,采
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