外业观测操作手册

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1、1.外业观测操作手册1.§1.1静态观测方法我们在GPS相对静态测量的一章中已经详细地介绍了GPS静态测量的过程,其中选点与埋石、外业观测这两部分为具体的野外观测,这就是我们现在要介绍的主要内容。在野外观测之前,还介绍了如何制定观测计划。1.§1.1.1选点和埋石1.一、选点选点即观测站位置的选择。在GPS测量中并不要求观测站之间相互通视,网的图形选择也比较灵活,因此选点比经典控制测量简便得多。但为了保证观测工作的顺利进行和可靠地保持测量结果,用户注意使观测站位置具有以下的条件:①确保GPS接收机上方的天空开阔 

2、GPS测量主要利用接收机所接收到的卫星信号,而且接收机上空越开阔,则观测到的卫星数目越多。一般应该保证接收机所在平面15°以上的范围内没有建筑物或者大树的遮挡。②周围没有反射面,如大面积的水域,或对电磁波反射(或吸收)强烈的物体(如玻璃墙,树木等),不致引起多路径效应。③远离强电磁场的干扰。GPS接收机接收卫星广播的微波信号,微波信号都会受到电磁场的影响而产生噪声,降低信噪比,影响观测成果。所以GPS控制点最好离开高压线、微波站或者产生强电磁干扰的场所。邻近不应有强电磁辐射源,如无线电台、电视发射天线、高压输电线

3、等,以免干扰GPS卫星信号。通常,在测站周围约200m的范围内不能有大功率无线电发射源(如电视台、电台、微波站等);在50m内不能有高压输电线和微波无线电信号传递通道。④观测站最好选在交通便利的地方以利于其它测量手段联测和扩展;⑤地面基础稳固,易于点的保存。注意:用户如果在树木、觇标等对电磁波传播影响较大的物体下设观测站,当接收机工作时,接收的卫星信号将产生畸变,这样即使采集时各项指标,如观测卫星数、DOP值等都较好,但观测数据质量很差。建议用户可根据需要在GPS点大约300米附近建立与其通视的方位点,以便在必要

4、时采用常规经典的测量方法进行联测。在点位选好后,在对点位进行编号时必须注意点位编号的合理性,在野外采集时输入的观测站名由四个任意输入的字符组成,为了在测后处理时方便及准确,必须不使点号重复。建议用户在编号时尽量采用阿拉伯数字按顺序编号。1.二、埋石在GPS测量中,网点一般应设置具有中心标志的标石,以精确标志点位。具体标石类型及其适用级别可参照《全球定位系统(GPS)测量规范》。各种类型的标石应设有中心标志。基岩和基本标石的中心标志应用铜或不锈钢制作。普通标石的中心标志可用铁或坚硬的复合材料制作。标志中心应刻有清晰

5、、精细的十字线或嵌入不同颜色金属(不锈钢或铜)制作的直径小于0.5mm的中心点。并应在标志表面制有“GPS”及施测单位名称。2.§1.1.2制定观测计划在施测前,建议用户根据网的布设方案、规模的大小、精度要求、GPS卫星星座、参与作业的GPS数量以及后勤保障条件(交通、通信)等,制定观测计划。1.一、确定工作量用户根据网的精度要求、接收机数目,顾及效率及网的精度、可靠性而确定工作量。具体方法可参考有关规范。这里仅强调一下观测时段、时段长度(同步观测时间)与基线长度等的关系。为了在后处理中能取得符合精度的成果,必须

6、保证接收机的一定同步观测时间,其长短取决于众多的因素:如基线长度、观测卫星的数目、卫星的空间位置精度因子(PDOP)及大气层(主要指电离层)状况。如果用户在4颗以上的卫星且PDOP值小于4.0的情况下进行观测,那么所需的观测时间将主要取决于基线的长度及电离层扰动。电离层的扰动是随时间及点位的位置而变化的。由于电离层的扰动在夜间要小得多,因此夜间的观测时间通常可以减小一半,或者测程增加一倍。所以,夜间将有利于10km以上的长基线测量。但是,除非有特别的限制条件,否则要规定精确的观测时间是不客观的。下面仅就一般情况下

7、同步观测的时段数及时段的长度必须满足的要求提供一个参考值:表5-1项目级别卫星高度角()观测时段数基线平均距离(km)时段长度*(min)C≥15≥210~1560~120D≥15≥1.65~1050~100E≥15≥1.60.2~540~80当采用边连接方式可以用下式估算所需时段总数():为接收机的数目;为GPS网的点数;为相对定位的观测时段数。值得注意的是大多数情形下,只需对基线向量观测一个时段。1.二、采用分区观测若GPS网的点数较多,而参与同步观测时段的静态GPS接收机数目有限时,建议分区进行观测。但必须

8、在相邻分区设置公共点,且公共点的数量一般不得少于3个。当相邻分区的公共点点数过少,将使网形强度变差,从而影响网的精度,而增加公共点数则又会延缓测量工作的进程,这一点请用户根据网的要求慎重考虑。在一个观测分区内,用户还可根据参加作业的接收机数量,分成若干个同步观测的子区(每个子区必须有两台以上的接收机),这样整个测区就很容易进行作业管理,从而有利于作业效率的提高。2.三、选

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