毕业论文


    长江工程职业技术学院毕业文
     
     
     
    长江工程职业技术学院
    毕业文
     
     
    GPS控制测量中应
     
     
     
     
     
    学生姓名 罗清白
    系(部) 勘测系
    专    业 工程测量技术
    指导教师 崔建彪老师
     
     
     
    二0二 年  五 月  日
     
     
    目录
     
     
    点…………………………………………………………………………2
    摘…………………………………………………………………………2
    第章 GPS概述……………………………………………………………3
    第节 GPS系统组成………………………………………………3
    :第二节 GPS应……………………………………………6
    证…………………………………………………………………………7
    第二章 GPS定位原理………………………………………………………7
    第节 GPS定位中误差源…………………………………………7
    第二节 GPS基定位原理……………………………………………11
    第三章 GPS控制网设计…………………………………………………15
    第1节总述……………………………………………………………15
    第2节GPS基线量网等级………………………………………16
    第3节GPS基线量网布网形式…………………………………17
    第4节布设GPS基线量网时设计指标…………………………19
    第5节 GPS网设计准……………………………………………20
    第4章GPS外业观测………………………………………………………22
    第1节GPS外业观测作业方式……………………………………22
    第2节外业GPS调度观测记录……………………………………23
    第3节GPS数处理…………………………………………………24
    致谢…………………………………………………………………………25
     
     
     
     
     
     
     
    文点
    GPS提出建立运什组成原理什什需运项技术国民济中什作?
     
     
    摘 
     
    GPS全球定位系统着现代科学技术迅速发展建立起新代精密卫星导航定位系统GPS定位技术GPS具定位精度高观测时间短观测站间需通视提供全球统心坐标等特点广泛应控制测量中文讲述GPS定位系统组成GPS定位原理GPS控制网技术设计外业运等容
     
     
     
     

     
     
     
     
     
     
    第章 GPS概述
     
    全球定位系统(Global Positioning SystemGPS)美国世纪70年代开始研制历时20年耗资300亿美元1991年全面建成种定时测距空间交会定点导航系统全球户提供连续实时高精度三维位置三维速度时间信息海陆空三军提供精密导航特殊户惊醒授时情报收集核爆监测应急通讯卫星定位等军事目
     
    第1节 系统组成
     
    GPS系统包括三部分:面控制部分空间部分户部分
    1面控制部分
      GPS面控制部分分布全球干踪站组成监控系统构成根作踪站分控站监控站注入站控站位美国科罗拉(Colorado)法尔孔(Falcon)空军基作根监测站
    GPS观测数计算出卫星星历卫星时钟改正参数等数通注入站注入卫星中时卫星进行控制卫星分布指令工作卫星出现障时调度备卫星代失效工作卫星工作外控站具监控站功监控站5控站外4分位夏威夷(Hawaii)阿松森群岛(Ascencion)迭哥伽西亚(Diego Garcia)卡瓦加兰(Kwajalein)监控站作接收卫星信号监测卫星工作状态注入站3分位阿松森群岛迭哥伽西亚卡瓦加兰注入站作控站计算卫星星历卫星时钟改正参数等注入卫星中
    面监控系统提供颗GPS卫星播发星历颗卫星工作情况进行监测控制面监控系统重作保持颗卫星处时间标准——GPS时间系统(GPST)
     
    2 空间部分
    GPS工作卫星星座21颗工作卫星3颗轨备卫星组成GPS卫星星座记作(21+3)GPS星座24颗卫星均匀分布6轨道面轨道倾角55度轨道面间夹角60度轨道升交点赤相差60度轨道面颗卫星间升交角相差90度卫星正常运行周期11h58min考虑球转等素提前4min进入周期
     
    GPS卫星信号:
    载波:L波段双频L1 157542MHZ  L2 122760MHz
    卫星识:码分址(CDMA)
    测距码:CA码(民)P码(美国军方特殊授权户)
    导航数:卫星轨迹坐标卫星钟差方程式参数电离层延迟修正

    3  户部分
    指GPS接收机外包括气象仪器计算机钢尺等仪器设备组成
    GPS接收机天线单元信号处理部分记录装置电源组成
    天线单元 天线前置放器组成灵敏度高抗干扰性强接收天线卫星发射十分微弱信号通放器放进入接收机GPS天线分单极天线微带天线锥型天线等
    信号处理部分 GPS接收机核心部分进行滤波信号处理踪环路重建载波解码导航电文获伪距定位结果
    记录装置 接收机存硬盘记录卡(CF卡)
    电源 分外接接电池(12V)机锂电池
    GPS接收机基类型分型导航型授时型三种中型接收机接收载波信号差异分单频(L1)型双频(L1L2)型
    GPS系统特点:高精度全天候高效率功操作简便应广泛等
    1 定位精度高
    应实践已证明GPS相定位精度50km达106100—500km达107
    1000km达109300—1500m工程精密定位中1时观测解面面位置误差1mmME—5000电磁波测距仪测定边长较边长较差05mm校差中误差03mm
    2 观测时间短
    着GPS系统断完善软件断更新目前20KM快速静态相定位仅需15—20
    分钟RTK测量时流动站参考站相距15KM时流动站观测时间需1—2分钟
    3 测站间需通视
    GPS测量求测站间互相通视需测站空开阔节省量造标费需点间通视点位位置根需稀密选点工作甚灵活省典网中传算点渡点测量工作
    4提供三维坐标
    典测量面高程采方法分施测GPS时精确测定测站点三维坐标(面—高)目前通局部水准面精化GPS水准满足四等水准测量精度
    5 操作简便
    着GPS接收机断改进动化程度越越高已达傻瓜化程度接收机体积越越重量越越轻极减轻测量工作者工作紧张程度劳动强度
    6 全天候作业
    目前GPS观测天24时时间进行受阴天黑夜起雾刮风雨雪等气候影响
    7功应广
    GPS系统仅测量导航精密工程变形监测测速测时测速精度达01ms测时精度优02ns应领域断扩初设计GPS系统目导航收集情报等军事目应开发表明GPS系统仅够达述目GPS卫星发导航定位信号够进行厘米级甚毫米级精度静态相定位米级亚米级精度动态定位亚米级厘米级精度速度测量毫微秒级精度时间测量GPS系统展现极广阔应前景
     
     
     
     
    文:第二节 GPS应
     
    1 GPS应导航
    船舶汽车飞机等运动物体进行定位导航例:船舶远洋导航进港引水飞机航路引导进场降落汽车导航面车辆踪城市智交通理紧急救生旅游野外探险通讯终端(手机PDA电子图等集成体)
    2 GPS应授时校频
    GPS卫星装铯原子钟作星载钟GPS全部卫星面监控站构成闭合环动修正系统采协调世界时UTC(USNOMC)参考基准精密GPS时间般精确度达<100ns「相UTC」特殊途提供授时服务
    前精密GPS时间步技术实1010—1011s步精度精度国际重时间相关物理实验室原子钟间时间传递利球区域相远距离(数千公里)实验室利种精密仪器设备太空扥天体运动目标脉星行星际飞行探测器等进行步观测确定太空位置物理现象状态某种变化
    3 GPS应高精度测量
    种等级测量控制测量道路种线路放样水形测量壳形变测量坝型监建筑物变形测GPS数动态更新工程机械(轮胎吊推土机等)控制精细农业
    30余年证明GPS系统高精度全天候全球性线电导航定位定时功系统GPS技术已发展成领域模式途机型高科技术国际性产业目前已遍国民济种部门开始逐步深入日常生活
     
     
     
     
    文证:第二章GPS定位原理
     
    第节 GPS定位中误差源
     
    GPS定位中出现种误差误差源讲体分列三类:
    1 卫星关误差
    (1)卫星星历误差
    卫星星历出卫星位置卫星实际位置差称卫星星历误差星历误差取决卫星定轨系统质量定轨站数量理分布观测值数量精度定轨时数学力学模型定轨软件完善程度等外星历外推时间间隔(实测星历外推时间间隔视零)直接关系
    影响GPS测量精度众误差源中轨道误差误差源轨道误差基线测量影响式表示:
     
    dbDdrρD(km)dr25000(km)
     
    式中dr轨道误差D基线长ρ卫星球表面距离约25000kmdb基线误差
    表出轨道误差长度基线影响
    轨道误差
    基线长度
    基线误差
    基线误差

    25m 
    25m 
    25m 
    25m 
    1km 
    10km 
    100km 
    1000km 
    01ppm
    01ppm
    01ppm
    01ppm
    01mm 
    1mm 
    10mm 
    100mm 
    05m 
    05m 
    05m 
    05m 
    1km 
    10km 
    100km 
    1000km 
    0002ppm
    0002ppm
    0002ppm
    0002ppm
    0002mm 
    002mm 
    02mm 
    2mm 
     
    (2) 卫星钟钟误差
    卫星然高精度原子钟避免存误差种误差包含着系统性误差(钟差钟速频源等偏差)包含着机误差系统误差远较机误差值通检验确定通模型加改正机误差通钟稳定度描述统计特性法确定符号
    2信号传播关误差
    GPS信号传播关误差气折射误差路径效应
    (1)电离层延迟
    电离层(含流层)高度先60~1000km间气层太阳紫外线X射线γ射线高粒子作该区域气体分子原子产生电离形成电子正离子带电粒子存影响线电信号传播传播速度发生变化传播路径产生弯曲信号传播时间t真空中光速c积ρt*c等卫星接收机距离产生谓电离层延迟电离层延迟取决信号传播路径总电子含量TEC信号频率fTEC时间点太阳黑子数等种数关测距码伪距观测值载波相位观测值受电离层延迟相符号相反
    (2)流层延迟
    流层高度50km气层整气中绝部分质量集中流层中
    GPS卫星信号流层中传播速度Vcn真空中光速n气折射率值取决气温气压相温度等子外信号传播路径会产生弯曲述原距离测量值产生系统性偏差称流层延迟流层测距码伪距载波相位观测值影响相
    (3)路径误差
    路径误差:某物体表面反射达接收机信号果直接微星信号叠加干扰进入接收机测量值产生系统误差
    路径误差测距码伪距观测值影响载波相位观测值影响路径误差取决测站周围环境接收机性观测时间长短
    3 接收机关误差
    (1)接收机钟误差
    卫星钟样接收机钟误差接收机中采石英钟钟误差较卫星钟更显著该项误差取决钟质量时环境定关系测距码伪距观测值载波相位观测值影响相
    (2)接收机位置误差
    进行授时定轨时接收机位置已知误差授时定轨结果产生系统误差该项误差测码伪距观测值影响相进行GPS基线解算时需已知中端点WGS—84坐标系中坐标已知坐标误差会解算结果产生影响
    (3)接收机测量噪声
    指接收机进行GPS测量时仪器设备外界环境影响引起机测量误差值取决仪器性作业环境优劣般言测量噪声值均述种偏差值观测足够长时间测量噪声影响通常忽略计
    4 相效应
    相效应分广义相狭义相
    (1)狭义相
    卫星钟安置高速运动卫星中狭义相观点会产生时间膨胀现象GPS卫星锅钟影响卫星心惯性坐标中运动速度Vλ面频率f钟安置卫星频率fλ变:
     
    fλf[1(Vsc)2]f(1Vs2(2c2))
     
    两者频率差:
     
    △fλ fλf(Vλ2fa)(2c2)
     
    考虑GPS卫星均运动速度Vλ3874ms真空中光速c299792458ms
     
    △fλ0835×1010 fa
     
    卫星钟频率变慢
    (2)广义相
    原理:广义相知卫星处重力位Wλ面测站处重力位WΥ台钟放卫星放面时钟频率相差:
     
    △2[(WλWT)fa]c2[μfa (1R1r)]c2
     
    中μ3986005×1014m3s2
    面心距R似取6378km卫星心距似取26560km
    Δ25284×1010a
    出GPS卫星言广义相效应影响狭义相效应影响符号相反总相效应影响:
    ΔΔ1+Δ24449×1010a
    然总相效应会台钟放卫星面时增加4449×1010
    a解决相效应简单办法制造卫星钟时预先频率降低4449×1010a卫星钟标准频率1023×106Hz厂家生产时应频率降
    1023×106×(14449×1010)1022999999545×106 Hz
    卫星进入轨道受相效应影响频率正变标准频率1023×106Hz
    该问题讨中取r26560km说GPS卫星轨道视作圆轨道进行讨时狭义相效应广义相效应均常数降低卫星钟频率加消实际GPS卫星轨道椭圆卫星心距离卫星运动速度V时间变化变化严格讲狭义相效应广义相效应时间函数颗卫星改正相

    5 素
    GPS控制部分计算机造成影响
    GPS控制部分问题户进行数处理时引入误差等
    数处理软件算法完善定位结果影响
    第二节 GPS基定位原理
     
    利GPS进行定位基原理GPS卫星户接收机天线间距离(距离差)观测量基础根已知卫星瞬时坐标确定户接收机应点位定点三维坐标(xyz)GPS定位关键测定户接收机天线GPS卫星间距离
    1 伪距概念伪距测量
    GPS卫星够星载时钟发射结构伪机噪声码信号称测距码信号(粗码CA码精码P码)该信号卫星发射时间t达接收机天线卫星接收机空间距离pCt
    实际传播时间t中包含卫星时钟接收机时钟步误差测距码气中传播延迟误差等等求距离值非真正站星距离惯称伪距ρ
    表示相应定位方法称伪距法定位
    测定述测距码时间延迟GPS卫星信号传播时间需户接收机复制测距码信号通接收机调延时器进行相移复制码信号接收相应码信号达相关相应码元齐谓整相移量便卫星发射测距码信号达接收机天线传播时间时间延迟
    假设某标准时刻Ta卫星发出信号该瞬时卫星钟时刻ta该信号标准时刻Tb达接收机时相应接收机时钟读数位tb伪距测量测时间延迟tbta差
    卫星钟接收机时钟标准时间存着误差设信号发射接收时刻卫星接收机钟差改正数分VVb(TbTa)+(VbVa)测距码卫星接收机实际传播时间ΔT中已钟差进行改正ΔTC计算出距离中包含测距码气中传播延迟误差必须加改正数δρI流层折射改正数δρr求GPS卫星接收机真正空间距离ρ应
    ρC*TδρIδρr
    伪距测量精度测量信号(测距码)波长接收机复制码齐精度关目前接收机复制码精度般取1100公开CA码波长293m述伪距测量精度高仅达3m(2931100≈3m)难满足高精度测量定位工作求CA码测距时通常采窄相关技术测距精度达波长11000左右美国1994年1月31日实施AS技术P码保密W码进行模二相加形成保密Y码民户精度较低CA码进行测距利Z踪技术精度较高P码进行相关处理CA码相结合定程度提高测距精度
    实际伪距测量观测方程中卫星配高精度原子钟信号发射瞬间卫星钟差改正数Va导航电文中出相关时间信息求户接收机中仅配备般石英钟接收信号瞬间接收机钟差改正数预先精确求伪距法定位中接收机钟差Vb作未知数定点坐标数处理时求解见实际单点定位工作中观测站实时求解四未知数xyzVb便少需四步伪距观测值ρi说少必须时观测四颗卫星伪距法数学模型:
    ρicVb[(XnX)2+(YrY)2+(ZsZ)2]^
    2.载波相位测量
    (1)原理
    利GPS卫星发射载波测距信号载波波长(L11903cmL22442cm)测距码波长短载波进行相位测量较高测量定位精度
    假设卫星St0时刻发出载波信号相位φ(S)时接收机产生频率初相位卫星载波信号完全致基准信号t0瞬间相位φ(R)假设两相位间相差N整周信号足周相位Fr(φ)相位差:
    φ(R)φ(S)Fr(φ)+N0
    载波信号单纯余弦波载波相位测量中接收机法判定量测信号整周数精确测定零数Fr(φ)接收机空中飞行卫星作连续观测时接收机助含普勒频移计数器累计载波信号整周变化数Int(φ)
    φInt(φ)+Fr(φ)载波相位测量真正观测值N0称整周模糊度未知数观测连续次观测完整测量值中应含相说完整载波相位观测值应:
    φ′φ+N0Int(φ)+Fr(φ)+N0
    t0时刻首次观测值中Int(φ)0足整周零数Fr(φ)N0未知数ts时刻N0值变接收机实际观测值φ信号整周变化数Int(φ)零数Fr(φ)组成
    伪距测量样考虑卫星接收机钟差改正数VaVb电离层折射改正流层折射改正δρIδρr影响载波相位测量基观测方程:ρφ′λλ载波波长代入伪距方程中
    φ[(XnX)2+(YrY)2+(ZsZ)2]^δρIδρr+cVb
    两式较出载波相位测量观测方程中增加整周未知数N0外伪距测量观测方程形式完全相
    (3)周跳整周未知数
    1)周跳
    果某种原两观测历元间某段时间工作计数器中止正常累积工作整周计数较应值少n周计数器恢复正常工作载波相位观测中整周计数Int(φ)会含偏差值——较正常值少n周种整周计数Int(φ)出现系统偏差足周部分Fr(φ)然保持正确现象称整周跳变简称周跳
    2)周跳探测修复
    卫星空间运行轨迹条滑曲线卫星接收机载波相位观测值变化应缓规律周跳破坏种规律性观测值产生种系统性误差周跳探测修复质讲载波相位观测值时间序列中寻找存种系统性粗差加改正探测修复周跳方法较常高次差法项式拟合法利双频P码伪距观测值等方法
    高次差法:相邻观测值间次求差般取三次差周跳结果应量级否会较差异该法较直观易理解太适合计算机运算
    项式拟合法:质讲高次差致算法适合计算机运算广泛采做法n周跳载波相位观测值φ′代入式进行拟合:
    φ′ia0+a1(tit0)1+a2(tit0)2+……+an(tit0)nφ′i
    二法求式中系数a0a1a2……an根拟合残差Vi计算出中误差
    σ{[ViVi][m(n+1)]}^ 求项式系数外推历元载波相位观测值实际观测值进行较两者差3σ时认周跳足整周部分保持变
    双频P码伪距观测值探测修复周跳根历元双频P码伪距观测值P1P2载波相位观测值φ1φ2求宽巷观测值整周未知数N相邻两历元整数周未知数差4σ认存周跳
    采该方法时需提供卫星轨迹测站坐标等信息需测站卫星间求差适意长度基线时完成粗差探测剔工作种较理想方法该方法动化数编辑中广泛应
    3)整周未知数
    整周未知数确定载波相位测量中特问题进步提高GPS定位精度提高作业速度关键目前确定整周未知数方法三种:伪距法N0作未知数参差法三差法伪距法进行载波相位测量时进行伪距测量两种方法观测方程知未气改正钟差改正伪距观测值减载波相位实际观测值波长积便求出整周未知数N0 N0作未知数参差N0作未知数测数处理差时测站坐标求解根N0处理方式分整数解实数解三差法观测方程中消N0方法称普勒法颗卫星说连续踪观测中均含相整周求知数观测历元观测方程相减消整周未知数N0直接解算出坐标参数
    3相定位
    相定位目前GPS测量中精度高种定位方法广泛高精度测量工作中GPS测量结果中避免存着种种误差误差观测量影响具定相关性利观测量线性组合进行相定位便效消减弱述误差影响提高GPS定位精度时消相关余参数方便GPS整体差工作果均误差量两点间长度相相精度衡量GPS相位相定位方法相定位精度般达106(lppm)高接109(lppb)
    静态相定位基情况两台GPS接收机分安置基线两端固定动步观测相GPS卫星确定基线端点WGS—84坐标系中相位置基线量测量程中通重复观测取充分余观测数改善GPS定位精度
    4单点定位
    SPP(Single point positioning)优点需台接收机独立确定求点绝坐标观测方便速度快数处理较简单缺点精度较低般说达米级定位精度目前手持GPS接收机采该技术
    5精密单点定位
    PPP(Precise Point Positioning)利载波相位观测值IGS等组织提供高精度卫星钟差进行高精度单点定位方法目前根天观测值求点位面位置精度达2—3cm高程精度达3—4cm实时定位精度达分米级该定位方式需顾方面较精密星历天线相位中心偏差改正球固体潮改正海潮负荷改正引力延迟改正天体轨道摄动改正等精密单点定位目前处研究发展阶段问题深入研究解决该定位方式需台GPS接收机作业方式简便PPP已成前GPS领域研究热点
     
     
     
    第三章 GPS控制网设计
     
     
    第节 总述
     
    完整技术设计应包含容:
    1项目源
    介绍项目源性质项目单位部门达发包属种性质项目等
    2 测区概况
    介绍测区理位置气候文济发展状况交通条件通讯条件等工程施测工作展开提供必信息施测时作业时间交通工具安排电力设备通讯设备等
    3 工程概况
    介绍工程目作业求GPS网等级(精度)完成时间特殊求等进行技术设计实际作业数处理中必须哟解信息
    4 技术
    介绍工程测量规范工程规范行业标准相关技术求等
    5 现测绘成果
    介绍测区测区相关区现测绘成果情况已知点测区形图等
    6 施测方案
    介绍测量采仪器设备种类采取布网方法等
    7 作业求
    规定选点埋石求外业观测时具体操作规程技术求等包括仪器参数设置(采样率截止高度角等)中精度整精度天线稿测量方法精度求等
    8 观测质量控制
    介绍外业观测质量求包括质量控制方法项限差求等数删率RMS值RATIO值步环闭合差异步环闭合差相邻点相中误差点位中误差等
    9 数处理方案
    详细数处理方案包括基线解算网差处理采软件处理方法等容基线解算数处理方案应包含容:基线解算软件参解算观测值解算时卫星星历类型等
    网差数处理方案应包含容:网差处理软件网差类型网差时坐标系基线投影起算数选取等
    10 提交成果求
    规定提交成果类型形式国家技术质量监督总局行业发布新技术设计规定应编写
     
    第二节 GPS基线量网等级

    根国1992年颁布全球定位系统测量规范GPS基线量网分成ABCDE五等级面国全球定位系统测量规范中关GPS网等级关容GPS网精度指标通常网中相邻点间距离误差表示具体形式:
    σ[a2+(b+D)2]

    σ:网中相邻点间距离中误差(mm)
    a:固定误差(mm)
    b:例误差(ppm)
    D:相邻点间距离(km)
    等级GPS网列精度求:
    侧量分类
    固定误差a(mm)
    例误差b(ppm)
    相邻点距离(km)
    A
    ≤5
    ≤01
    ≤1002000
    B
    ≤8
    ≤1
    ≤15250
    C
    ≤10
    ≤5
    ≤540
    D
    ≤10
    ≤10
    ≤215
    E
    ≤10
    ≤20
    ≤110
    A级网般区域国家框架网区域动力学网B级网国家控制网方框架网C级网方控制网工程控制网D级网工程控制网E级网测图网
    美国联邦测量分委员会1988年公布GPS相定位精度标准中AA级等级等级网般全球性坐标框架
     
    第三节 GPS基线量网布网形式
     
    GPS网常布网形式种:
    (1)踪站式
    (2)会战式
    (3)基线站式(枢纽点式)
    (4)步图形扩展式
    (5)单基线站式
    1踪站式
    (1)布网形式
    干台接收机长期固定安放测站进行常年间断观测年观测365天天观测24时种观测方式踪站种布网形式称踪站式
    (2)特点
    接收机测站进行间断连续观测观测时间长数量处理采种方式采集数时般采精密星历采种形式布设GPS网具高精度框架基线特性
    踪站保证连续观测般需建立专门永久性建筑踪站安置仪器设备种布网形式观测成高
    种布网形式般建立GPS踪站(AA级网)普通途GPS网种布网形式观测时间长成高般采
    2会战式
    (1)布网形式
    布设GPS网时次组织台GPS接收机集中段太长时间作业作业时接收机干天时间里分批点进行天长时段步观测完成批点测量接收机迁移外批点进行相方式观测直点观测完毕谓会战式布网
    (2)特点
    布设GPS网基线均进行较长时间时段观测具特高尺度精度种布网方式般布设AB级网
    3基线站式
    (1)布网形式
    干台接收机段时间里长期固定某点进行长时间观测测站称基准站基准站进行观测时外接收机基准站周围相互间进行步观测
    (2)特点
    布设GPS网基准站间进行长时间观测获较高精度定位结果高精度基线量作整GPS网骨架具较强网形结构
    4步图形扩展式
    (1)布网形式
    台接收机测站进行步观测完成时段步观测迁移测站进行步观测次步观测形成步图形测量程中步图形间般干公点相连整GPS网步图形构成
    (2)特点
    具扩展速度快图形强度较高作业方法简单优点步图形扩展式布设GPS网时常种布网形式
    5单基线站式
    (1)布网形式
    称作星形方式台接收机作基准站某测站连续开机观测余接收机基准站观测期间周围流动点进行观测流动接收机间般求步样流动接收机观测时段基准站间测条步观测基线样测步基线形成基准站中心星形流动接收机时称流动站
    (2)特点
    单基准站式布网方式效率高流动站般基准站间步观测基线图形强度弱提高图形强度般需测站少进行两次观测
     
    第四节 布设GPS基线量网时设计指标
     
    布设GPS网时遵循定设计原外需定量指标指导工作进行GPS网设计时常需采效率指标性指标精度指标等
    1效率指标
    进行GPS网设计时常采效率指标衡量某种网设计方案效率采某种布设网方案作业时需作业时间消耗等
    布设GPS网时点数接收机数均重复设站次数确定完成该网测设需理少观测期数(步观测时间段数)确定某具体布网方式观测作业方式进行作业时求完成整网测设需观测期数理少观测期数会差异理少观测期数设计观测期数值称效率指标(е) е(Smin)(sd)
    中:Smin理少观测期数理少观测期数SminINT[(Rn)m]
    R均重复设站次数m接收机数nGPS网点数
    INT()凑整函数INT(x)≥x
    Sd设计观测期数
    该指标衡量GPS网设计效率
    2性指标
    GPS网性分性外性谓GPS网性指布设GPS网发现粗差力发现粗差谓GPS网外性指GPS网抵御粗差力未剔粗差GPS网造成良影响外性指标计算
    繁琐实际GPS网设计中采计算较简单反映GPS网性数量指标该指标整网余独立基线数总独立基线数值称整网均性指标(η):ηlrlt
    中:lr余独立基线数lrltlnln必独立基线数lnn1
    Lt总独立基线数lts(m1)s观测期数m步观测接收机台数
    3精度指标
    GPS网布网方式观测作业方式确定GPS网网形确定根已确定GPS网网形GPS网设计矩阵BGPS网协数阵Q(BTPB)GPS网设计阶段采tr(Q)作衡量GPS网精度指标
     
    第五节 GPS网设计准
     
    GPS网设计出发点保证质量前提提高效率努力降低成进行GPS设计测量时脱离实际应需求盲目追求必高精度高性追求高效率低成放弃质量求
    1选点
    (1)保证卫星连续踪观测卫星信号质量求测站空应开阔10°~15°高度角成片障碍物
    (2)减少种电磁波GPS卫星信号干扰测站周围约200m范围强电磁波干扰源功率线电发射设施高压输电线等
    (3)避免减少路径效应发生测站应远离电磁波信号反射强烈形物高层建筑成片水域等
    (4)便观测作业应测站应选交通便利点方便方
    (5)测站应选择易保存方
    2提高GPS网性方法
    (1)增加观测期数(增加独立基线数)
    布设GPS网时适增加观测期数(时段数)提高GPS网性非常效着观测期数增加测独立基线数会增加独立基线数增加网性提高非常益
    (2)保证定重复设站次数
    保证定重复设站次数确保GPS网性方面通时测站次观测效发现设站中整量测天线高等错误方面重复设站次数增加意味着观测期数增加需注意台接收机测站连续进行时段观测时时段间必须重新安置仪器更消种操作误差错误
    (3)保证测站少三条独立基线相连样测站具较高性布设GPS网时点性点位直接关系该点连接基线数关点连接基线数越点性越高
    (4)布网时网中异步环边数6条
    布设GPS网时检查GPS观测值(基线量)质量佳方法时异步环闭合差着组成异步环基线量数增加检验质量力逐渐降
    3提高GPS网精度方法
    (1)保证GPS网中相邻点具较高相精度网中距离较点定进行步观测获间直接观测基线
    (2)提高整GPS网精度全面网布设框架网框架网作整GPS网骨架
    (3)布网时网中异步环边数6条
    (4)布设GPS网时引入高精度激光测距边作观测值GPS观测值(基线量)进行联合差作起算边长
    (5)采高程拟合方法测定网中点正常高正高需布网时选定定数量水准点水准点数量应应网中均匀分布保证部分点分布网中四周整网包含中
    (6)提高GPS网尺度精度采方法:增设长时间时段基线量
    4布设GPS网时起算点选取分布
    求布设GPS网成果旧成果吻合起算点数量越越求布设GPS网成果完全旧成果吻合般选3—5起算点样保证新老坐标成果致性保持GPS网原精度
    保证整网点位精度均匀起算点般应均匀分布GPS网周围避免起算点分布网中侧情况
    5布设GPS网时起算边长选取分布
    布设GPS网时采高精度激光测距边作起算边长激光测距边数量3—5条左右设置GPS网中意位置激光测距边两端点高差应分悬殊
    6布设GPS网时起算方位选取分布
    布设GPS网时引入起算方位起算方位宜太起算方位布设GPS网中意位置
     
     
    第四章 GPS外业观测
     
    第节 GPS外业观测作业方式
     
    步图形扩展式作业方式具作业效率高图形强度特点目前GPS测量中普遍采种布网形式介绍该布网方式作业方式采步图形扩展式布设GPS基线量网时观测作业方式种式:点连式边连式网连式混连式
    1点连式
    (1)观测作业方式
    观测作业时相邻步图形间通公点相连样m台仪器作业时观测时段测m1新点仪器观测s时段测1+s(m1)点
    (2)特点
    作业效率高图形扩展迅速缺点图形强度低果连接点发生问题影响面步图形
    2边连式
    (1)观测作业方式
    观测作业时相邻步图形间条边(两公点)相连样m台仪器作业时观测时段测m2新点仪器观测s时段测2+s(m2)点
    (2)特点
    具较图形强度较高作业效率
    3网连式
    (1)观测作业方式
    作业时相邻步图形间3(含3)公点相连样m台仪器作业时观测时段测mk新点仪器观测s时段测k+s(mk)点
    (2)特点
    测设GPS网具强图形强度网连式观测作业方式作业效率低
    4混连式
    (1)观测作业方式
    实际GPS作业中般单独采面介绍某种观测作业模式根具体情况选择灵活采种方式作业样种观测作业方式谓混连式
    (2)特点
    实际作业中常作业方式实际点连式边连式网连式结合体
     
    第二节 外业GPS调度观测记录
     
    1调度计划
    保证GPS外业观测作业利进行保障精度提高效率进行GPS外业观测前编制调度计划
    (1)GPS卫星见性预报图表
    GPS定位精度卫星分布密切相关GPS见性预报图表中解卫星分布状况通常利厂家提供商软件根软件出计划外业日期预报星历测区概略坐标特殊工程IGS网站中获取预报星历预报图表容包括见卫星星历卫星高度角方位角空间位置精度子PDOP精度子GDOP等
    2外业调度
    技术设计实踏勘结果需测GPS点分布情况交通路线等素加综合考虑顾星历预报制定合理外业调度计划根测量规范确定观测段数时段观测时间保证结果精度基础量提高作业效率
    3观测作业
    目前接收机动化程度较高操作员需作工作:
    1)测站观测员应计划规定时间作业确保步观测
    2)确保接收机存储器足够存储空间
    3)开始观测正确输入高度角天线高天线高量取方式
    4)观测程中应注意查测站信息接收卫星数量卫星号通道信噪相位测量残差实时定位结果变化存储介质记录等情况般讲注意DOP值变化DOP值偏高(GDOP般应高6)应时测站观测员取联系适延长观测时间
    5)观测时段中接收机关闭重启测段信息实记录GPS测量手簿
    6)进行长距离高等级GPS测量时气象元素空气湿度等实记录隔时两时记录次
     
     
    第三节 GPS数处理
     
    工作容:
    1基线解算:(1).观测值处理  (2)基线解算
     
    2  基线解算分类:(1).单基线解算  (2).基线解算
     
    3 基线解算质量控制:控制(1).质量控制指标 (2).数删率
    (3).RATIO值(4).RDOP(5).RMS
    (6)步环闭合差(7).异步环闭合差
    (8).重复基线较差
    4  GPS基线量网差:(1)网差分类(2)差程
    5  GPS数处理程:(1).原始观测数读入
    (2).外业输入数检查修改
    (3).基线解算控制参数(4).基线解算
    (5).基线质量检验
    (6).差(7).成果转化(8).结束
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
    致    谢

     
    校三年时间里感谢老师谆谆教诲教会勤奋学诚实做踏实做事宽容心面生活指引着着正确方前进点滴汇聚中逐渐形成正确成熟生观价值观
     
    非常感谢家永远支持者正殷切目光注视步步完成求学生涯没会天直感谢拥温馨家庭切里理解支持谅解分担支持鼓励前进动力
     
    非常感谢学朋友关心顾感谢予帮助支持
    25

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