GPS测量与数据处理(课件).pdf

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1、GPS测量与数据处理徐晓华©2005-2012.武汉大学测绘学院空间定位与导航工程研究所1第二章GPS网及其建立©2005-2012.武汉大学测绘学院空间定位与导航工程研究所2GPS网及其建立§2.1GPS网§2.2GPS网的建立过程§2.3GPS测量中的几个基本概念§2.4GPS网的质量及质量控制3第一节GPS网©2005-2012.武汉大学测绘学院空间定位与导航工程研究所4GPS静态测量的特点¢优点：①测量精度高，其相对测量精度10-5~10-9②选点灵活，无需造标，布网成本低③可全天候作业④观测时间短，作业效率高⑤观测、处理

2、自动化⑥可获得三维坐标5GPS网①2.1.1GPS静态测量的特点¢缺点：①要求对空通视②短距离测量精度受限6GPS网②2.1.2GPS网采用GPS定位技术所建立的测量控制网，由GPS点和基线向量所构成。其目的是为了确定网中各点在指定坐标参照系下的坐标7GPS网③2.1.2GPS网GPS网由多台接收机进行多个时段的同步观测来逐步形成。8第二节GPS网的建立过程©2005-2012.武汉大学测绘学院空间定位与导航工程研究所9GPS网的建立过程设计施工数据准备作业处理10GPS网的设计准备1.项目规划：位置及范围、用途及精度等级、点位分

3、布及数量、成果形式及内容、时限要求、投资经费等。2.资料搜集整理：收集整理包括测区及周边地区已知点的点之记及其坐标成果和测区地形图等资料。3.技术设计：根据项目要求和相关技术规范进行项目的技术设计，完成项目技术设计书的编写。4.仪器检验和检定：对用于测量的各种仪器进行检验和检定。5.踏勘、选点和埋石：在完成资料收集和技术设计以后，按照技术设计的要求对测区进行踏勘，并进行选点埋石工作。11GPS网的测量实施1.实地了解测区情况：了解点位情况、测区内的经济发展、民风民俗、交通状况、作业人员生活安排等。2.卫星状况预报：根据测区的地理位

4、置及最新的卫星历书数据，对卫星状况进行预报，作为选择合适观测时间段的依据。3.确定作业方案：根据卫星状况、测量作业的进展情况及测区的实际情况，确定出具体的作业方案（包括分组情况、GPS观测时段及测站分配）。4.外业观测：根据调度指令，按照作业规范进行外业观测。5.数据传输备份：将观测数据从接收机传输到计算机中，并进行备份，并核对观测记录手簿中的各记录项，进行数据转换。6.基线解算及其质量控制：对所获得的外业观测数据及时地进行处理，解算出基线向量，并对解算结果进行质量控制。12GPS网的数据处理1.网平差及其质量控制：对外业观测所得

5、到的基线向量进行质量检验，并对由合格的独立基线向量所构成的GPS网进行平差，得出网中各点的坐标成果。如果需要利用GPS成果确定网中各点的正高或正常高，则还需要采用GPS水准方法进行相关数据处理。2.技术总结：根据GPS网的建立及数据处理情况进行全面的技术总结，包括在完成测量项目过程中所采用的手段、方法和最终的结果分析。3.成果验收：由甲方组织对乙方所提交的测量成果进行验收，验收的内容包括对所提交成果资料按照技术设计和技术规范进行检查，对观测基线进行抽查等。13第三节GPS测量中的几个基本概念©2005-2012.武汉大学测绘学院空

6、间定位与导航工程研究所14GPS测量中的几个基本概念①1.观测时段–从测站上开始接收卫星信号起至停止接收卫星信号间的连续工作的时间段称为观测时段；–观测时段所持续的时间称为时段长度；–是GPS测量的基本时间单位；–不同精度、不同等级的GPS测量对每点观测的时段数及时段长度具有不同的要求。GB/T18314-2009对观测时段数的规定级别项目BCDE观测时段数≥3≥2≥1.6≥1.6时段长度≥23h≥4h≥60min≥40min15GPS测量中的几个基本概念②2.同步观测–两台或两台以上的GPS接收机对同一组卫星信号进行的观测；–只

7、有同步观测才有可能通过在接收机间求差的方式来消除或大幅度消弱卫星星历误差、卫星钟误差、电离层延迟、对流层延迟等误差；–相对定位中的一个基本原则。16GPS测量中的几个基本概念③3.基线向量–利用进行同步观测的GPS接收机所采集的观测数据计算出的接收机间的三维坐标差即为基线向量，简称基线；–与计算时所采用的卫星轨道数据同属一个坐标参照系；–基线向量是GPS相对定位的结果，在建立GPS网的过程中，它是网平差时的观测量；–表达方式•地心坐标的坐标差(ΔX,ΔY,ΔZ)•大地坐标的坐标差(ΔB,ΔL,ΔH)•站心直角坐标(N,E,U)•站

8、心极坐标(S,A,EL)–问题•GPS基线向量缺少绝对位置基准基线向量17GPS测量中的几个基本概念④4.复测基线及其长度较差–在某两个测站间，由多个时段的同步观测数据所获得的多个基线向量解结果称为复测基线(不同观测时段对同一条基线的观测结果，也称