—— GPS测量原理及应用复习-7 ——
以下总结均基于自己的理解,欢迎指出不到位和错误的理解。
第八章 GPS测量的设计与实施
8.1 GPS测量的技术设计
GPS网技术设计的依据
- GPS测量规范(规程):主要指国家、城市以及行业标准。
- 测量任务书:上级给下级下达的技术要求文件。对网布设的范围、目的、网的精度和密度、提交成果资料的项目和时间、完成任务的经济指标等提出具体要求。
布网的设计既要符合有关标准
又要满足任务要求
。
GPS网的基准设计
通过GPS控制网获得是基线向量
,属于WGS—84坐标系的三维坐标差
。而在实际工作中,需要的是国家坐标系
或地方坐标系
的坐标。所以在GPS网的技术设计时要明确GPS成果所采用的坐标系统和起算数据,即明确GPS网所采用的基准
。
GPS网的基准{位置基准:由给定的起算点确定方位基准:由给定的起算方位角确定尺度基准:测距仪测定的基线边、GPS基线边或两个起算点间的距离确定GPS网的基准 \begin{cases} 位置基准:由给定的起算点确定 \\ 方位基准:由给定的起算方位角确定 \\ 尺度基准:测距仪测定的基线边、GPS基线边或两个起算点间的距离确定 \end{cases} GPS网的基准⎩⎪⎨⎪⎧位置基准:由给定的起算点确定方位基准:由给定的起算方位角确定尺度基准:测距仪测定的基线边、GPS基线边或两个起算点间的距离确定
在基准设计时,应考虑以下几个问题:
- 为求定GPS点在地面坐标系的坐标,应在地面坐标系中选定起算数据和联测原有地方控制点若干个,用于坐标转换。
- 对GPS网内重合的高等级国家点或原城市等级控制网点,除未知点联结图形观测外,对它们也要适当地构成长边图形。
- GPS网经平差计算后,可以得到GPS点在地面参照坐标系中的大地高。
- 新建GPS网的坐标系应尽量与测区过去采用的坐标系统一致。
GPS网构成的几个基本概念及网特征条件
- 观测时段:测站上开始接收卫星信号到观测停止,连续工作的时间段。
- 同步观测:两台或两台以上接收机同时对同一组卫星进行的观测。
- 同步观测环:三台或三台以上接收机同步观测获得的基线向量所构成的闭合环。
- 独立观测环:由独立观测所获得的基线向量所构成的闭合环。
- 异步观测环:在构成多边形环路的所有基线向量中,只要有非同步观测基线向量,则该多边形环路叫异步观测环。
- 独立基线:对于N台GPS接收机构成的同步观测环,有J条同步观测基线,其中独立基线数为 N-1。
- 非独立基线:除独立基线外的其他基线,总基线数与独立基线数之差即为非独立基线数。
GPS网特征条件的计算
观测时段数:C = n·m/N
C为观测时段数,n为网点数,m为每点设站次数,N为接收机数
总基线数:J总 = C·N·(N-1)/2
必要基线数:J必 = n-1
独立基线数:J独 = C·(N-1)
多余基线数:J多 = C·(N-1) - (n-1)
8.3 GPS测量的外业实施
选点原则
为保证精度,选点要求:
- 点位应安置在视野开阔,易安装仪器的地方;
- 点位目标明显,视场周围15°以上没有障碍物的地方;
- 点位应远离大功率无线电用电器大于200m;远离高压电线,不小50m;
- 点位附近无大面积水域,无强烈信号干扰,以免造成信号衰减;
- 点位应选在交通便利、有利于其它观测手段扩展和联测;
- 地面基础稳定易于点的保存;
- 图形应有利于同步观测边、点联测;
- 利用旧点时应对旧点的稳定性、完好性和站标的安全性进行检查;
观测工作
根据网级要求,埋石后一段时间就可进行观测工作。
等级 | 二 | 三 | 四 | 一级 | 二级 |
---|---|---|---|---|---|
高度角(°) | ≥15 | ≥15 | ≥15 | ≥15 | ≥15 |
有效观测卫星数 | ≥4 | ≥4 | ≥4 | ≥4 | ≥4 |
观测时段数 | ≥2 | ≥2 | ≥2 | ≥2 | ≥1 |
重复设战数 | ≥2 | ≥2 | ≥2 | ≥2 | |
时段长度 | ≥90 | ≥60 | ≥45 | ≥45 | ≥45 |
数据采样间隔(″) | 10-60 | 10-60 | 10-60 | 10-60 | 10-60 |
PDOP值 | <6 | <6 | <8 | <8 | <8 |
RTK的原则,基准站移动站什么时候发送
实时动态测量技术(RTK)是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS观测技术。
在基准站上安置一台GPS接收机,对所有可见GPS卫星进行连续的观测,并将其观测数据通过无线电传输设备实时发送给用户观测站。在用户站,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,实时的计算并显示用户站的三维坐标及其精度。
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