第七章GPS测量的设计与实施.ppt
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1、2019年6月4日,1,第七章 GPS测量的设计与实施,2019年6月4日,2,2019年6月4日,3,GPS测量的设计与实施,一、GPS技术设计的依据 1、GPS测量规范: 2001年发布的全球定位系统(GPS)测量规范. 1998年发布的全球定位系统城市测量技术规程. ,2019年6月4日,4,2、测量生产任务书: 测量生产任务书是针对该项测量任务的指令性技术文件,其规定了测量任务的范围、目的,需要达到的精度和密度以及提交成果资料的项目、完成任务的时间等指标。,2019年6月4日,5,二、GPS网精度和密度的设计 (1)各等级精度的标准: 全球定位系统(GPS)测量规范等级划分,2019年
2、6月4日,6,全球定位系统城市测量技术规程等级划分,2019年6月4日,7,三、几个基本概念和网的特征条件 1、同步图形的构成及几个基本概念 N台接收机构成的同步图形:,2019年6月4日,8,几个基本概念 : (1)观测时段 ( 时段 ) ; (2)同步观测 ; (3)同步观测环( 同步环 ) ;,2019年6月4日,9,(4)异步观测环(异步环);,2019年6月4日,10,(5)独立基线( 独立基线数为:N1 ) (6)非独立基线( 基线总数减去独立基线数 ),2019年6月4日,11,2、GPS网的特征条件 对于由N台接收机构成的一个同步图形: (1)GPS基线总数: J = N(N1
3、)/2 例如 : N=2 时J = 1 ; N=3 时 J = 3 ; N=4 时 J = 6; (2)独立基线(N1); 例如: N=2 , 3 , 4时独立基线数分别为1 , 2 , 3;,2019年6月4日,12,(3)同步闭合环的最少个数 : T=(N1)(N2) / 2 例如: N=2 时 T=0 ; N=3 时 T=1 ; N=4 时 T=3,2019年6月4日,13,对于由n个点组成的GPS网: 观测时段数 : C = nm / N; 其中 m为摆站率; 例如 : m = (1+2+3+3+3+3+2+1)/8 = 18/8 = 2.3 观测时段数 : C = nm / N=82
4、.3/3 = 6 (摆站率m一般在规范或任务书中有要求),2019年6月4日,14,总基线数 : J总= CN(N1)/2 =CJ 必要基线数 : J必= n1 独立基线数 : J独= C (N1) 多余基线数 : J多= C (N1) (n1) J总=CJ =63= 18 条; J必= n1=81=7条,2019年6月4日,15,四、GPS网的图形设计 GPS网的网形(同步图形的连接方式)取决于多方因素, 其主要因素有:GPS网的精度和可靠性、点的密度、测 区的自然地理状况以及经济指标等因素。 1、点连接方式:同步图形间仅有一个公共点。 特点:(1)所构成的图形几何强度很弱,可靠性差。 (2
5、)所需的观测时段数最少。,2019年6月4日,16,2、边连接方式:同步图形间有两个公共点。 特点:(1)所构成的图形几何强度一般,可靠性一般。 (2)所需的观测时段数居中。,2019年6月4日,17,3、网连接方式:同步图形间有两个以上公共点。 特点:(1)所构成的图形几何强度和可靠性都很高。 (2)所需的观测时段数最多。,2019年6月4日,18,应该注意 : 点连接方式、边连接方式和网连接方式各有 优缺点 , 很少单独使用 。在实际应用中大多 都是将其有机地结合起来!,2019年6月4日,19,例如点连接和边连 接混合的方式: 其既能保证网的几何图 形强度和可靠性,同时 又能减少外业的工
6、作量, 降低成本,被广泛应用 于工程测量和控制测量 中。,2019年6月4日,20,又例如边连接和网 连接混合方式 : 因为其网的几何图形强 度和可靠性非常强,且 精度很高,被广泛应用 于建立高精度GPS网当 中。但其外业的工作量 很大,成本高。,2019年6月4日,21,4、星形布网形式: 布网形式如图所示! 施测方法! 特点: (1)方法简单、灵活, 作业速度快。 (2)发现和检查粗差的 能力差。,2019年6月4日,22,星形布网的形式所需的接收机台数少,不 受同步条件的限制。被广泛应用于建立精度 较低的GPS控制网。 距离较近的相邻点间相对精度低(例如 图中点6和点7),精度易达不到要
7、求(补救 方法)。,2019年6月4日,23,5、三角锁连接方式 三角锁连接方式是典型的点连接和边连接混合形式。 (如图所示)其被广泛应用于在狭长地区建立GPS 控制网。例如为建设铁路、公路及各种管线服务的 GPS控制网。 一般将相近的两个点称为“点对 ”(如点1和点2、 点4和点5等),点对间应该通视(为什么?) 。,2019年6月4日,24,在进行GPS网图形设计时为了确保GPS观测成果的 可靠性,并能及时发现观测成果中的粗差,在GPS网中 必须要由非同步独立边构成若干个闭合环(异步环), 且异步环的边数不大于6条。如果已知点较多时也可 以构成数条附合路线。且其边数不应超过下表中的要 求。
8、,2019年6月4日,25,异步环的构成,2019年6月4日,26,观测计划的制定 (1)根据近期观测资料提供的卫星星历文件来了解 测区的几何图形强度GDOP值或PDOP值的变化情况。 (规范和规程中有相应等级的规定) (2)观测时段长短的确定,可根据GPS网的精度及接 收机的情况等因素来确定观测时段长短。 (3)下发GPS作业调度表及GPS外业观测手簿 等资料。 一般应明确:时段(起、止时间) 、点名和文件名、仪器 高和气象元素的获取方法、接收机号、交通方式以及 专人负责制等。,2019年6月4日,27,五、选择GPS点位的基本原则 GPS点位的选择与外业观测工作能否顺利 进行和测量结果可靠
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