第五章GPS测量技术设计2

� GPS测量的专用术语 观测时段、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。
� GPS网的图形设计 � 类型：星形连接、点连式、边连式、网连 式及边点混连式 � 选择因素：精度要求、外业观测条件、 GPS接收机数量
σ = a + (bd )
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� 《全球定位系统（GPS）测量规范》2001年 按精度指标，将GPS控制网分六个等级：AA 、A、B、C、D、E � 《全球定位系统城市测量技术规程 》1997 年将GPS测量划分为二等、三等、四等和一 级、二级 � 公路规范：分四级
GPS网的精度等级
� GPS定位的密度标准： 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 1/3—1/2， 最大距离可为平均距离的 2-3倍。特殊情况 作特殊处理
� 位置基准设计 （优先顺序）
• 高级控制点为WGS-84 • 较高级控制点转换到WGS-84 • 条件好时单点定位坐标值
� 尺度基准设计 • 采用外部尺度基准 • 采用内部尺度基准
� GPS网的精度设计（步骤） • 图解法获得点的概略位置。 • 选择独立基线。 • 确定网中各项精度指标。 • 用增减法获得最终网形及施测方案
星形网： 优点：几何图形简单、 只需要两台接收机 缺点：检验和发现粗差能力差。 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。
GPS控制网的图形设计及设计原则
点连式图形： 优点：作业效率高、 图形扩展迅速 缺点：几何图形强度弱、 抗粗差能力不强 适用范围：与其它图形联合使用。
� 注意事项： 1、足够起算数据（数量、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
GPS网特征的计算 GPS观测时段数:C=mn/N GPS网特征条件参数 GPS网特征条件参数 总基线数 必要基线数 独立基线数 多余基线数
� GPS网与地面网的联测设计 � 联测（重合）点的精度要求（ 4点） � 平面坐标联测点的密度和分布 � 高程联测点的选择和分布
� 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。 � 主要任务：作业接收机及配置、测区划分 、观测进程日历、可视卫星预测、最佳观 测时段选择、接收机调度计划
GPS网特征条件计算公式
J总=C×N×(N-1)/2 J必=n-1 J独=C×(N-1) J多=C×(N-1)-(n-1)
Hale Waihona Puke � GPS网同步图形及独立边的选择 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 是否受到干扰而含有误差 . 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
� 依据 测量规范和测量任务书 、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》 � 任务书 范围、目的、精度、密度、成果资料、时 间、经济指标
� GPS控制网的精度、密度设计分类：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、技术能力 精度的主要指标是基线长度中误差：
�任务来源及工作量； �测区概况； �布网方案 �选点与埋标； �观测 �数据处理 �完成任务的措施
�
技术设计中应考虑的因素：测站、卫星、仪器、后勤。
� 设计原则： 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
GPS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。 GPS网形布设取决于用户的要求和用途。 目的： 图形强度高、精度好、可靠性强、效率高、经济实用。
� 测踏勘及收集资料： � 器材准备及人员准备 � 外业观测计划拟定：拟定观测计划的依据 ：网的在小、点位精度、几何图形强度、 接收机、后勤
� 观测计划的主要内容 • 编制可视卫星预报 • 选择卫星的几何图形强度 • 最佳观测窗口与最佳观测时段选择 • 观测区域的设计与划分 • 编排作业调度表
� 技术设计书的编写
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GPS测量技术
陈志兰
第五章 GPS测量技术设计
� GPS测量的技术设计概述 � GPS图形设计及设计原则 � GPS控制网的基准及精度设计 � GPS测量纲要设计 � GPS测量的技术设计书的编写
�GPS测量的技术设计概述 �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。 �要求 科学的技术设计、严谨的作业管理、遵循 统一规范
�GPS控制网的基准设计及精度设计
GPS控制网的基准设计是实施 GPS测量的基础性工作，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。 内容： GPS网的基准优化设计； GPS网图形结构强度的优化设计。 需要提供精度较高的外部尺度基准。 GPS网基线的向量解算中位置基准选择 GPS网转换到地方坐标系所需的基准设计 GPS网尺度基准设计
�GPS控制网基准设计及设计原则
� 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 � 内容：位置基准、方位基准、尺度基准 � 实质：确定网的位置基准
GPS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
GPS控制网的图形设计及设计原则
边连式图形 优点：有较多的重复基线 和独立环、几何强度好。 缺点：观测时段多，效率低，时间长 适用范围：精度要求较高的控制网
网连式： 优点：图形强度好、可靠性高 缺点：需要仪器多，效率低，时间长，成本 高 适用范围：精度要求较高的控制网
边点混连式图形 优点：几何强度较好、精度较高，外业工作 量较少，成本较低。 适用范围：实际作业中常采用布网形式。 三角锁连接图形：应用带状地区 导线网形连接图形：应用精度较高的网