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文檔簡介
1、第八章GPS測量的設計與實施8.1GPS測量的技術設計8.1.1GPS網技術設計的依據(jù)1.GPS測量規(guī)范(規(guī)程)(1)全球定位系統(tǒng)(GPS)測量規(guī)范(以下簡稱規(guī)范)(2)全球定位系統(tǒng)城市測量技術規(guī)程(以下簡稱規(guī)程)(3)各行業(yè)部門的其他GPS測量規(guī)程或細則2.測量任務書8.1.2GPS網的精度,密度設計1.GPS測量精度標準及分類(1)GPS測量精度分類對于各類GPS網的精度設計主要取決于網的用途。用于地殼形變及國家基本大地測量的GPS控制網可按表8-1分級。表8-1GPS測量精度分級(一)用于城市或工程的GPS控制網可按表8-2分級。表8-2GPS測量精度分級(二)等級平均距離(km)a(m
2、m)b(mm)最弱邊相對中誤差二91021/12萬三51051/8萬四210101/4.5萬一級110101/2萬二級115201/1萬(2)GPS測量的精度標準GPS測量的精度標準通常用網中相鄰點之間的距離中誤差表示,其形式為:(8-1)式中:距離中誤差(毫米);固定誤差(mm);b比例誤差系數(shù)(ppm);d相鄰點之間的距離(km)。實際生產中,應根據(jù)測區(qū)大小、GPS網的用途,來設計網的等級和精度標準。2.GPS點的密度標準制定GPS網的密度標準,主要考慮任務要求和服務對象,密度可參照表8-3的規(guī)定執(zhí)行。表8-3GPS網中相鄰點間距離(單位:km)級別項目ABCDE相鄰點最小距1001552
3、1相鄰點最大距2000250401510相鄰點平均距30070151010552最大者23倍。最小者1/2-1/3。8.1.3GPS網的基準設計1.基準設計的定義:在GPS網的技術設計中,必須明確GPS網的成果所采用的坐標系統(tǒng)和起算數(shù)據(jù)的工作,稱為GPS網的基準設計。GPS網的基準包括位置基準、方位基準和尺度基準。在GPS網的技術設計中,必須明確GPS網的成果所采用的坐標系統(tǒng)和起算數(shù)據(jù)的工作,稱為GPS網的基準設計。GPS網的基準包括位置基準、方位基準和尺度基準。1、 位置基準:起算點坐標。采用:(1) 高等級控制網點的WGS84坐標。(2) 或(1)高等級的點轉換到WGS84后的坐標。(3)
4、 單點定位的WGS84坐標2、 方位基準3、 尺度基準兩種方法:(1) 外部尺度基準:測距儀、SLR、VLBI(2) 內部尺度基準:選擇一條邊,長時間多次觀測2.基準設計應考慮的幾個問題:(1)應在地面坐標系中選定起算數(shù)據(jù)和聯(lián)測原有地方控制點若干個,用以轉換坐標。(2)對GPS網內重合的高等級國家點或原城市等級控制點,除未知點連結圖形觀測外,對它們也要適當?shù)貥嫵砷L邊圖形。(3)聯(lián)測的高程點需均勻分布于網中,對丘陵或山區(qū)聯(lián)測高程點應按高程擬合曲面的要求進行布設。(4)新建GPS網的坐標應盡可能與測區(qū)過去采用的坐標一致。8.1.4GPS網構成的幾個基本概念及網特征條件1.GPS網圖形構成的幾個基本
5、概念觀測時斷:測站上開始接收衛(wèi)星信號到觀測停止,連續(xù)工作的時間段,簡稱時段。同步觀測:兩臺或兩臺以上接收機同時對同一組衛(wèi)星進行的觀測。同步觀測環(huán):三臺或三臺以上接收機同步觀測獲得的基線向量所構成的閉合環(huán),簡稱同步環(huán)。獨立觀測環(huán):由獨立觀測所獲得的基線向量構成的閉合環(huán),簡稱獨立環(huán)。異步觀測環(huán):在構成多邊形環(huán)路的所有基線向量中,只要有非同步觀測基線向量,則該多邊形環(huán)路叫異步觀測環(huán),簡稱異步環(huán)。獨立基線:對于N臺GPS接收機的同步觀測環(huán),有J條同步觀測基線,其中獨立基線數(shù)為N-1。非獨立基線:除獨立基線外的其它基線叫非獨立基線,總基線數(shù)與獨立基線之差即為非獨立基線數(shù)。2.GPS網特征條件的計算觀測時
6、斷數(shù):(8-2)式中:n為網點數(shù),m為每點設站數(shù),N為接收機數(shù)??偦€數(shù):(8-3)必要基線數(shù):(8-4)獨立基線數(shù):(8-5)多余基線數(shù):(8-6)3.GPS網同步圖形構成及獨立邊的選擇根據(jù)(8-3)式,對于由N臺GPS接收機構成的同步圖形中一個時斷包含的GPS基線數(shù)為:(8-7)但其中僅有N-1條是獨立的GPS邊,其余為非獨立邊。當接收機數(shù)N=25時所構成的同步圖形見圖8-1。對應于圖8-1的獨立GPS邊可以有如圖8-2所示的不同選擇。當同步觀測的GPS接收機數(shù)N3時,同步閉合環(huán)的最少數(shù)應為:(8-8)N與J、T的關系見下表:表8-4N與J、T的關系表N23456J1361015T0136
7、108.1.5GPS網的圖形設計1.GPS網的圖形設計根據(jù)對所布設的GPS網的精度要求和其它方面的要求,設計出獨立的GPS邊構成的多邊形網,稱為GPS網的圖形設計。2.GPS網的圖形(1)點連式:如圖8-3,相鄰同步圖形之間僅有一個公共點的連接。(2)邊連式:如圖8-4,同步圖形之間由一條公共基線連接。(3)網連式:指相鄰同步圖形之間有兩個以上公共點相連接。(4)邊點混合連接式:如圖8-5,把點連式與邊連式有機地結合起來,組成GPS網的方式。(5)三角鎖連接:如圖8-6,用點連式或邊連式組成連續(xù)發(fā)展的三角鎖同步圖形。(6)導線網形連接:如圖8-7。(7)星形布設:如圖8-83、布設GPS基線向
8、量網時的設計指標在布設GPS網時,我們除了遵循一定的設計原則外,還需要一些定量的指標來指導我們的工作。在我們進行GPS網的設計時經常需要采用效率指標、可靠性指標和精度指標等。1)效率指標在進行GPS網的設計時,我們經常采用效率指標來衡量某種網設計方案的效率,以及在采用某種布網方案作業(yè)時所需要的作業(yè)時間、消耗等。在布設一個GPS網時,在點數(shù)、接收機數(shù)和平均重復設站次數(shù)確定后,則完成該網測設所需的理論最少觀測期數(shù)(同步觀測的時段數(shù))就可以確定。但是,當按照某個具體的布網方式和觀測作業(yè)方式進行作業(yè)時,要按要求完成整網的測設,所需的觀測期數(shù)與理論上的最少觀測期數(shù)會有所差異,理論最少觀測期數(shù)與設計的觀測
9、期數(shù)的比值,稱之為效率指標(e),即其中:為理論最少觀測期數(shù);理論最少觀測期數(shù)R為平均重復設站次數(shù);m為接收機數(shù);n為GPS網的點數(shù);INT()為湊整函數(shù),。為設計觀測期數(shù)。該指標可用來衡量GPS網設計的效率。2)可靠性指標GPS網可靠性,可以分為內可靠性和外可靠性。所謂GPS網的內可靠性就是指所布設的GPS網發(fā)現(xiàn)粗差的能力,即可發(fā)現(xiàn)的最小粗差的大?。凰^GPS網的外可靠性就是指GPS網抵御粗差的能力,即未剔除的粗差對GPS網所造成的不良影響的大小。由于內、外可靠性指標在計算上過于煩瑣,因此,在實際的GPS網的設計中采用一個計算較為簡單的反映GPS網可靠性的數(shù)量指標,該指標就是整網的多余獨立基
10、線數(shù)與總的獨立基線數(shù)的比值,稱為整網的平均可靠性指標(),即:其中:為多余的獨立基線數(shù);,為必要的獨立基線數(shù),為總的獨立基線數(shù),為觀測期數(shù),為同步觀測接收機的臺數(shù)。3)精度指標當GPS網布網方式和觀測作業(yè)方式確定后,GPS網的網形就確定了,根據(jù)已確定的GPS網的網形,可以得到GPS網的設計矩陣,從而可以得到GPS網的協(xié)因數(shù)陣,在GPS網的設計階段可以采用作為衡量GPS網精度的指標。該指標可通過相關軟件(如武漢大學測繪學院開發(fā)的COSA軟件)計算得到。4、網的設計準則GPS網設計的出發(fā)點是在保證質量的前提下,盡可能地提高效率,努力降低成本。因此,在進行GPS的設計和測量時,既不能脫離實際的應用需
11、求,盲目地最求不必要的高精度和高可靠性;也不能為追求高效率和低成本,而放棄對質量的要求。提高GPS網可靠性的方法(1)增加觀測期數(shù)(增加獨立基線數(shù))。在布設GPS網時,適當增加觀測期數(shù)(時段數(shù))對于提高GPS網的可靠性非常有效。因為,隨著觀測期數(shù)的增加,所測得的獨立基線數(shù)就會增加,而獨立基線數(shù)的增加,對網的可靠性的提高是非常有益的。(2)保證一定的重復設站次數(shù)。保證一定的重復設站次數(shù),可確保GPS網的可靠性。一方面,通過在同一測站上的多次觀測,可有效地發(fā)現(xiàn)設站、對中、整平、量測天線高等人為錯誤;另一方面,重復設站次數(shù)的增加,也意味著觀測期數(shù)的增加。不過,需要注意的是,當同一臺接收機在同一測站上
12、連續(xù)進行多個時段的觀測時,各個時段間必須重新安置儀器,以更好地消除各種人為操作誤差和錯誤。(3)保證每個測站至少與三條以上的獨立基線相連,這樣可以使得測站具有較高的可靠性。在布設GPS網時,各個點的可靠性與點位無直接關系,而與該點上所連接的基線數(shù)有關,點上所連接的基線數(shù)越多,點的可靠性則越高。(4)在布網時要使網中所有最小異步環(huán)的邊數(shù)不大于6條。在布設GPS網時,檢查GPS觀測值(基線向量)質量的最佳方法是異步環(huán)閉合差,而隨著組成異步環(huán)的基線向量數(shù)的增加,其檢驗質量的能力將逐漸下降。提高GPS網精度的方法(1)為保證GPS網中各相鄰點具有較高的相對精度,對網中距離較近的點一定要進行同步觀測,以
13、獲得它們間的直接觀測基線。(2)為提高整個GPS網的精度,可以在全面網之上布設框架網,以框架網作為整個GPS網的骨架。(3)在布網時要使網中所有最小異步環(huán)的邊數(shù)不大于6條。(4)在布設GPS網時,引入高精度激光測距邊,作為觀測值與GPS觀測值(基線向量)一同進行聯(lián)合平差,或將它們作為起算邊長。(5)若要采用高程擬合的方法,測定網中各點的正常高/正高,則需在布網時,選定一定數(shù)量的水準點,水準點的數(shù)量應盡可能的多,且應在網中均勻分布,還要保證有部分點分布在網中的四周,將整個網包含在其中。(6)為提高GPS網的尺度精度,可采用如下方法:增設長時間、多時段的基線向量。布設GPS網時起算點的選取與分布若
14、要求所布設的GPS網的成果與舊成果吻合最好,則起算點數(shù)量越多越好,若不要求所布設的GPS網的成果完全與舊成果吻合,則一般可選35個起算點,這樣既可以保證新老坐標成果的一致性,也可以保持GPS網的原有精度。為保證整網的點位精度均勻,起算點一般應均勻地分布在GPS網的周圍。要避免所有的起算點分布在網中一側的情況。布設GPS網時起算邊長的選取與分布在布設GPS網時,可以采用高精度激光測距邊作為起算邊長,激光測距邊的數(shù)量可在35條左右,可設置在GPS網中的任意位置。但激光測距邊兩端點的高差不應過分懸殊。圖形設計的注意事項:1、考慮加密需要、至少一個方向通視。2、盡量利用原有滿足需要的資料和坐標系統(tǒng)3、
15、閉合環(huán)或符合線路的邊數(shù)滿足規(guī)范。4、平面坐標轉換聯(lián)測和高程聯(lián)測。8.2GPS測量的外業(yè)準備及技術設計書編寫8.2.1測區(qū)踏勘測區(qū)踏勘主要了解下列情況:交通情況;水系分布情況;植被情況;控制點分布情況;居民點分布情況;當?shù)仫L俗民情。8.2.2資料收集1、各類圖件;2、各類控制點成果;3、測區(qū)有關的地質、氣象、交通、通訊等方面的資料;4、城市及鄉(xiāng)、村行政區(qū)劃表。8.2.3設備、器材籌備及人員組織設備、器材籌備及人員組織包括以下內容:籌備儀器、計算機及配套設備;籌備機動設備及通訊設備;籌備施工器材,計劃油料,材料的消耗;組建施工隊伍,擬定施工人員名單及崗位;進行詳細的投資預算。8.2.4擬定外業(yè)觀測
16、計劃1.擬定觀測計劃的主要依據(jù):(1)GPS網的規(guī)模大?。唬?)GPS衛(wèi)星星座幾何圖形強度;(4)參加作業(yè)的接收機數(shù)量;(5)交通、通訊及后勤保障。2.觀測計劃的主要內容:(1)編制GPS衛(wèi)星的可見性預報圖;【軟件】(2)選擇衛(wèi)星的幾何圖形強度;(3)選擇最佳觀測時斷;(4)觀測區(qū)域的設計與劃分;(5)編排作業(yè)調度表;作業(yè)調整度表見表8-6。表8-6GPS作業(yè)調度表時段編號觀測時間觀測者觀測者觀測者機號機號機號點名備注點名備注點名備注點號點號點號1234(6)采用規(guī)定格式GPS測量外業(yè)觀測通知(見表8-7)單進行調度。表8-7GPS測量外業(yè)觀測通知單觀測日期年月日組別:操作員:點位所在圖幅:測
17、站編號/名:觀測時斷:1:2:3:4:5:6:安排人:年月日8.2.5設計GPS網與地面網的聯(lián)測方案GPS網與地面網的聯(lián)測,可根據(jù)測區(qū)地形變化和地面控制點的分布而定,一般在GPS網中至少要重合觀測三個以上的地面控制點作為約束點。8.2.6GPS接收機選型及檢驗1.接收機的選用接收機的選用可參考下表:2.接收機的檢驗接收機全面檢驗的內容,包括一般性檢視、通電檢驗和實測檢驗。(1)一般檢驗:主要檢查接收機設備各部件及其附件是否齊全、完好,緊固部分是否松動與脫落,使用手冊及資料是否齊全等。(2)通電檢驗:接收機通電后有關信號燈、按鍵、顯示系統(tǒng)和儀表的工作情況,以及自測試系統(tǒng)的工作情況,當自測正常后,
18、按鍵作步驟檢驗儀器的工作情況。(3)實測檢驗:測試檢驗是GPS接收機檢驗的主要內容。其檢驗方法有:用標準基線檢驗;已知坐標、邊長檢驗;零基線檢驗;相位中心偏移量檢驗等。用零基線檢驗接收機內部噪聲水平?;€測試方法如下:選擇周圍高度角10以上無障礙物的地方安放天線,按圖8-9連天線、功分器和接收機。連接電源,二臺GPS接收機同步接收四顆以上衛(wèi)星11.5h。交換功分器與接收機接口,再觀察一個時段。用隨機軟件計算基線坐標增量和基線長度?;€誤差應少于1mm。否則應送廠檢修或降低級別使用。天線相位中心穩(wěn)定性檢驗該項檢驗可在標準基線、比較基線或GPS檢測場上進行。檢測時可以將GPS接收機帶天線兩兩配對,
19、置于基線的兩端點。按上述方法在與該基線垂直的基線中(不具備此條件,可將一個接收機天線固定指北,其它接收機天線繞軸順時針轉動90°,180°,270°)進行同樣觀察。觀測結束,用隨機軟件解算各時段三維坐標。GPS接收機不同測程精度指標的測試。該項測試應在標準檢定場進行。檢定場應含有短邊和中長邊。基線精度應達到1*105。檢驗時天線應嚴格整平對中,對中誤差小于±1mm。天線指向正北,天線高量至1mm。測試結果與基線長度比較,應優(yōu)于儀器標稱精度。儀器的高度低溫試驗:對于有特殊要求時需對GPS接收機進行高、低溫測試。對于雙頻GPS接收機應通過野外測試,檢查在美國
20、執(zhí)行SA技術時其定位精度。用于天線基座的光學對點器在作業(yè)中應經常檢驗,確保對中的準確性,其檢校參照控制測量中光學對點器核校方法。8.2.7技術設計書編寫資料收集全后,編寫技術設計,主要編寫內容如下:1.任務來源及工作量包括GPS項目的來源、下達任務的項目、用途及意義;GPS測量點的數(shù)量(包括新定點數(shù)、約束點數(shù)、水準點數(shù)、檢查點數(shù));GPS點的精度指標及坐標、高程系統(tǒng)。2.測區(qū)概況測區(qū)隸屬的行政管轄;測區(qū)范圍的地理坐標,控制面積;測區(qū)的交通狀況和人文地理;測區(qū)的地形及氣候狀況;測區(qū)控制點的分布及對控制點分析、利用和評價。3.布網方案GPS網點的圖形及基本連接方法;GPS網結構特征的測算;點位布設
21、圖的繪制。4.選點與埋標GPS點位的基本要求;點位標志的選用及埋設方法;點位的編號等。5.觀測對觀測工作的基本要求;觀測綱要的制定;對數(shù)據(jù)采集提出注意的問題6.數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理的基本方法及使用的軟件;起算點坐標的決定方法,閉合差檢驗及點位精度的評定指標。7.完成任務的措施要求措施具體,方法可靠,能在實際工作中貫徹執(zhí)行。8.3GPS測量的外業(yè)實施GPS測量外業(yè)實施包括:GPS點的選埋、觀測、數(shù)據(jù)傳輸及數(shù)據(jù)預處理等工作。8.3.1選點選點工作應遵守以下原則:1.點位應設在易于安裝接收設備。視野開闊的較高點上。2.點位目標要顯著,視場周圍15°以上不應有障礙物,以減少GPS信號被遮擋或障礙
22、物吸收。3.點位應遠離在功率無線電發(fā)射源(如電視機、微波爐等)其距離不少于200m;遠離高壓輸電線,其距離不得少于50m。以避免電磁場對GPS信號的干擾。4.點位附近不應有在面積水域或不應有強烈干擾衛(wèi)星信號接收的物體,以減弱多路徑效應的影響。5.點位應選在交通方便,有利于其它觀測手段擴展與聯(lián)測的地方。6.地面基礎穩(wěn)定,易于點的保存。7.選點人員應按技術設計進行踏勘,在實地按要求選定點位。8.網形應有利于同步觀測邊、點聯(lián)結。9.當所選點位需要進行水準聯(lián)測時,選點人員應實地踏勘水準路線,提出有關建議。10.當利用舊點時,應對舊點的穩(wěn)定性、完好性,以及覘標是否安全可用作一檢查,符合要求方可利用。8.
23、3.2標志埋設參見:標石類型每個點標石埋設結束后,應填寫點之記并提交以下資料:1.點之記2.GPS網的選取點網圖;3.土地占用批準文件與測量標志委托保管書;4.選點與埋石工作技術總結。8.3.3觀測工作1.觀測工作依據(jù)的主要技術指標表8-10各級GPS測量作業(yè)的基本技術要求項目等級方法二三四一級二級衛(wèi)星高度角(°)相對快速1515151515有效觀測衛(wèi)星數(shù)相對快速445454545觀測時段數(shù)相對22221重復設點數(shù)快速2222時段長度()相對快速906020451545154515數(shù)據(jù)采樣間隔()相對快速10-6010-6010-6010-6010、60PDOP相對快速668882.
24、天線安置在正常點位,天線應架設在三腳架上,并安置在標志中心的上方直接對中,天線基座上的圓水準氣泡必須整平。殊點位,當天線需要安置在三角點覘標的觀測臺或回光臺上時應先將覘頂拆除,防止對GPS信號的遮擋。天線的定向標志應指向正北,并顧及當?shù)卮牌堑挠绊懀詼p弱相位中心偏差的影響。天線定向誤差依定位精度不同而異,一般不應超過±3º5º。刮風天氣安置天線時,應將天線進行三向固定,以防倒地碰壞。雷雨天氣安置時,應該注意將其底盤接地,以防雷擊天線。架設天線不宜過低,一般應距地1m以上。天線架設好后,在圓盤天線間隔120的三個方向分別量取天線高,三次測量結果之差不應超過3mm,
25、取其三次結果的平均值記入測量手薄中,天線高記錄取值0.001m。測量氣象參數(shù):在高精度GPS測量中,要求測定氣象元素。每時段氣象觀測應不少于3次(時段開始、中間、結束。)氣壓讀至0.1mbar,氣溫讀至0.1ºC,對一般城市及工程測量只記錄天氣狀況。復查點名并記入測量手薄中,將天線電纜與儀器進行聯(lián)接,經檢查無誤后,方能通電啟動儀器。3.開機觀測觀測作業(yè)的主要目的是捕獲GPS衛(wèi)星信號,并對其進行跟蹤、處理和量測,以獲得所需要的定位信息和觀測數(shù)據(jù)。天線安置完成后,在離開天線適當位置的地面上安放GPS接收機,接通接收機與電源、天線、控制器的聯(lián)接電纜,并經過預熱和靜置,即可啟動接收機進行觀測
26、。通常來說,在外業(yè)觀測工作中,儀器操作人員應注意以下事項:當確認外接電源電纜及天線等各項連接完全無誤后,方可接通電源,啟動接收機。開機后接收機有關指示顯示正常并通過自測后,方能輸入有關測站和時段控制信息。接收機在開始記錄數(shù)據(jù)后,應注意查看有關觀測衛(wèi)星數(shù)量、衛(wèi)星號、相位測量殘差、實時定位結果及其變化、存儲介質記錄等情況。一個時段觀測過程中,不允許進行以下操作:關閉又重新啟動;進行自測試(發(fā)現(xiàn)故障除外);改變衛(wèi)星高度角;改變天線位置;改變數(shù)據(jù)采樣間隔;按動關閉文件和刪除文件等功能鍵。每一觀測時段中,氣象元素一般應在始、中、末各觀測記錄一次,當時段較長時可適當增加觀測次數(shù)。在觀測過程中要特別注意供電
27、情況,除在出測前認真檢查電池容量是否充足外,作業(yè)中觀測人員不要遠離接收機,聽到儀器的低電報警要及時予以處理,否則可能會造成儀器內部數(shù)據(jù)的破壞或丟失。對觀測時段較長的觀測工作,建議盡量采用太陽能電池或汽車瓶進行供電。儀器高一定要按規(guī)定始、末各測一次,并及時輸入及記入測量手薄之中。接收機在觀測過程中不要靠近接收機使用對講機;雷雨季節(jié)架設天線要防止雷擊,雷雨過境時應關機停測,并卸下天線。觀測站的全部預定作業(yè)項目,經檢查均已按規(guī)定完成,且記錄與資料完整無誤后方可遷站。觀測過程中要隨時查看儀器內存或硬盤容量,每日觀測結束后,應及時將數(shù)據(jù)轉存至計算機硬、軟盤上,確保觀測數(shù)據(jù)不丟失。目前接收機的自動化程度較
28、高,操作人員只需作好以下工作即可:1)各測站的觀測員應按計劃規(guī)定的時間作業(yè),確保同步觀測。2)確保接收機存儲器(目前常用CF卡)有足夠存儲空間。3)開始觀測后,正確輸入高度角,天線高及天線高量取方式。4)觀測過程中應注意查看測站信息、接收到的衛(wèi)星數(shù)量、衛(wèi)星號、各通道信噪比、相位測量殘差、實時定位的結果及其變化和存儲介質記錄等情況。一般來講,主要注意DOP值的變化,如DOP值偏高(GDOP一般不應高于6),應及時與其他測站觀測員取得聯(lián)系,適當延長觀測時間。5)同一觀測時段中,接收機不得關閉或重啟;將每測段信息如實記錄在GPS測量手簿上。6)進行長距離高等級GPS測量時,要將氣象元素,空氣濕度等如
29、實記錄,每隔一小時或兩小時記錄一次。4.觀測記錄觀測記錄觀測記錄由GPS接收機自動進行,均記錄在存儲介質(如硬盤、硬卡或記憶卡等)上。測量手薄測量手薄是在接收機啟動前及觀測過程中,由觀測者隨時填寫的。其記錄格式在現(xiàn)行規(guī)范和規(guī)程中略有差別,視具體工作內容選擇。觀測記錄和測量手薄必須認真、及時填寫,堅決杜絕事后補記或追記。參見:GPS測量觀測手簿8.4GPS測量的作業(yè)模式8.4.1經典靜態(tài)定位模式1.作業(yè)方式采用兩臺(或兩臺以上)接收設備,分別安置在一條或數(shù)條基線的兩個端點,同步觀測4顆以上衛(wèi)星,每時段長45分鐘至2個小時或更多。作業(yè)布置如圖8-10所示。2.精度基線的相對定位精度可達5mm+1p
30、pm·D,D為基線長度(KM)。3.適用范圍建立全球性或國家級大地控制網,建立地殼運動監(jiān)測網、建立長距離檢校基線、進行島嶼與大陸聯(lián)測、鉆井定位及精密工程控制網建立等。4.注意事項所有已觀測基線應組成一系列封閉圖形(如圖8-10),以利于外業(yè)檢核,提高成果可靠度。并且可以通過平差,有助于進一步提高定位精度。8.4.2快速靜態(tài)定位1.作業(yè)方法在測區(qū)中部選擇一個基準站,并安置一臺接收設備連續(xù)跟蹤所有可見衛(wèi)星;另一臺接收機依次到各點流動設站,每點觀測數(shù)分鐘。作業(yè)布置如圖8-11所示。2.精度流動站相對于基準站的基線中誤差為5mm±1ppm·D。3.應用范圍控制網的建立及其
31、加密、工程測量、地籍測量、大批相距百米左右的點位定位。4.注意事項在測量時段內應確保有5顆以上衛(wèi)星可供觀測;流動點與基準點相距應不超過20km;流動站上的接收機在轉移時,不必保持對所測衛(wèi)星連續(xù)跟蹤,可關閉電源以降低能耗。5.優(yōu)缺點優(yōu)點:作業(yè)速度快、精度高、能耗低;缺點:二臺接收機工作時,構不成閉合圖形(如圖8-11),可靠性差。8.4.3準動態(tài)定位1.作業(yè)方法在測區(qū)選擇一個基準點,安置接收機工連續(xù)跟蹤所有可見衛(wèi)星;將另一臺流動接收機先置于1號站(如圖8-12)觀測;在保持對所測衛(wèi)星連續(xù)跟蹤而不失鎖的情況下,將流動接收機分別在2,3,4各點觀測數(shù)秒鐘。2.精度基線的中誤差約為12cm。3.應用范
32、圍開闊地區(qū)的加密控制測量、工程測量及碎部測量及線路測量等。注意事項應確保在觀測時斷上有5顆以上衛(wèi)星可供觀測;流動點與基準點距離不超過20km;觀測過程中流動接收機不能失鎖,否則應在失鎖的流動點上延長觀測時間12min。8.4.4往返式重復設站1.作業(yè)方法建立一個基準點安置接收機連續(xù)跟蹤所有可見衛(wèi)星;流動接收機依次到每點觀測12min;1h后逆序返測各流動點12min。設站布置如圖8-13所示。2.精度相對于基準點的基線中誤差為5mm+1ppm.D。3.應用范圍控制測量及控制網加密、取代導線測量及三角測量、工程測量機地籍測量。4.注意事項流動點與基準點距離不超過15km;基準點上空開闊,能正常跟
33、蹤3顆及以上衛(wèi)星。8.4.5動態(tài)定位1.作業(yè)方法建立一個基準點安置接收機連續(xù)跟蹤所有可見衛(wèi)星;流動接收機先在出發(fā)點上靜態(tài)觀測數(shù)分鐘;然后流動接收機從出發(fā)點開始連續(xù)運動;按指定的時間間隔自動運動載體的實時位置。作業(yè)布置如圖8-14所示2.精度相對于基準點的瞬時點位精度12cm。3.應用范圍精密測定運動目標的軌跡、測定道路的中心線、剖面測量、航道測量等。4.注意事項需同步觀測5顆衛(wèi)星,其中至少4顆衛(wèi)星要連續(xù)跟蹤;流動點與基準點距離不超過20km。8.4.6實時動態(tài)測量的作業(yè)模式與應用1.實時動態(tài)(RTK)定位技術簡介實時動態(tài)(RealTimeKinematic-RTB)測量技術,是以載波相位觀測量
34、為根據(jù)的實時差分GPS(RTDGPS)測量技術,它是GPS測量技術發(fā)展中的一個新突破。實時動態(tài)測量的基本思想是:在基線上安置一臺GPS接收機,對所有可見GPS衛(wèi)星進行連續(xù)地測量,并將其觀測數(shù)據(jù),通過無線電傳輸設備,實時地發(fā)送給用戶觀測站。在用戶站上,GPS接收機在接收GPS衛(wèi)星信號的同時,通過無線電接收設備,接收基準站傳輸?shù)挠^測數(shù)據(jù),然后根據(jù)相對定位的原理,實時地計算并顯示用戶站的三維坐標及其精度。2.RTK作業(yè)模式與應用根據(jù)用戶的要求,目前實時動態(tài)測量采用的作業(yè)模式,主要有:快速靜態(tài)測量采用這種測量模式,要求GPS接收機在每一用戶站上,靜止地進行觀測。在觀測過程中,連同接收到的基準站的同步觀
35、測數(shù)據(jù),實時地解算整周末知數(shù)和用戶站的三維坐標。如果解算結果的變化趨于穩(wěn)定,且其精度已滿足設計要求,便可適時的結束觀測。采用這種模式作業(yè)時,用戶站的接收機在流動過程中,可以不必保持對GPS衛(wèi)星的連續(xù)跟蹤,其定位精度可達12cm。這種方法可應用于城市、礦山等區(qū)域性的控制測量,工程測量和地籍測量等。準動態(tài)測量同一般的準動測量一樣,這種測量模式,通常要求流動的接收機在觀測工作開始之前,首先在某一起始點上靜止地進行觀測,以便采用快速解算整周未知數(shù)的方法實時地進行初始化工作。初始化后,流動的接收楊在每一觀測站,只需靜止觀測數(shù)歷元,并連同基準站的同步觀測數(shù)據(jù),實時地解算流動站的三維坐標。目前,其定位的精度可達厘米級。該方法要求接收
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