第十一章、GPS测量技术设计.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第十章,GPS,测量技术设计与外业观测,一,GPS,测量的技术设计,GPS,测量的技术设计主要依据,GPS,测量规范及测量任务书,1,GPS,测量规范,2 测量任务书,GPS,控制网的精度、密度设计,在国标中,GPS,测量按精度共分为,AA、A、B、C、D、E,六个等级，常用的是,B、C、D、E。,式中，为,GPS,基线向量的等效距离误差，,a,为,GPS,接收机标称精度中的固定误差（,mm）；b,为,GPS,接收机标称精度中的比例误差；,d,为,GPS,网中相邻点间的距离（,mm）。,GPS,控制网的精度、密度设计,根据国标，各级,GPS,相邻点间平均距离应符合下表的要求，而且相邻点最小距离可为平均距离的1/31/2倍；最大距离可为平均距离的23倍。,GPS,控制网的基准设计,GPS,控制网的基准设计包括位置基准、方位基准和尺度基准。,方位基准：一般由给定的起算方位角值确定。,尺度基准：一般由地面的电磁波测距确定。,位置基准；,（1）为求定,GPS,点在国家或地方坐标系中的坐标，应联测地方控制地方点，用以坐标变换。当测区有旧的地面控制点成果时，应既考虑充分利用旧资料，又要使新建的高精度,GPS,控制网不受旧资料精度较低的影响。为此，应将新的,GPS,网与旧控制点进行联测，联测点一般不应少于 3个。,（2）,GPS,网的坐标系统尽量应与测区过去采用的坐标系统一致，一般应了解以下几个参数：,l：,所采用的参考椭球体，一般是以国家坐标系的参考椭球为基础；,2：坐标系的中央子午线的经度值；,3：纵、横坐标的加常数；,4：坐标系的投影面高程及测区平均高程异常值；,5：起算点的坐标。,实际工作中，有时难以找到说明以上参数的资料，此时，也可以通过分析计算的方祛处理。,（3）,GPS,网平差后得到的是大地高，为了得到,GPS,点的正常高，应使一定数量的,GPS,点与水准点重合，或者对部分,GPS,点联测水准。联测的高程点需均匀的分布于网中，对丘陵或山区高程点应按照高程拟合曲面的要求进行布设。,GPS,控制网图形设计,观测时段：测站上开始接收卫星信号到观测停止，连续工作的时问段简称时段。,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，简称同步环。,独立基线：对干,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,一1。独立基线之间没有相关性。,独立观测环：由独立观测所获得的基线向量构成的闭合环，简称独立环。,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侧环，简称异步环。,非独立基线：除独立基线外的其他叫非独立基线，总基线数与独立基线之差为非独立基线数。,GPS,网特征条件的计算,对于由,N,台,GPS,接收机构成的同步图形中一个时段包含,的基线（或简称,GPS,边）数为：,J N*(N1)/2；,但,其中仅有,N1,条是独立边，其余为非独立边。,当同步观测的,GPS,接收机数,N3,时，同步闭合环,T,的最少个数应为,TJ(N1)(N1)(N2)2,观测时段数计算公式：,Cn m/N,式中,C,为,观测时段数；,n,为网点数；,m,为每点平均设站次数；,N,为接收机数。故在,GPS,网中,总基线数：,J,总,C N（N,一1）/2,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）,依据以上公式，就可以确定出一个具体,GPS,网图形结构的主要特征。,对于同步环和异步环的几点说明：,（1）理论上，同步闭合环中各,GPS,的坐标差之和即闭合差应为零，但实际上并非如此，一般规范都规定了同步闭合差的限差。但当由于某种原因，同步不是很好的，应适当放宽此项限差。,（2）同步闭合环的闭合差较小只能说明基线向量的计算合格，并不能说明,GPS,边的观测精厦高，也不能发现接收的信号受到干扰而产生的某些粗差。为了确保,GPS,观测效果的可靠性，有效地发现观测成果中的粗差，必须使,GPS,网中的独立边构成一定的几何图形。这种几何图形可以是由数条独立边构成的非同步多边形（亦称非同步闭合环）当,GPS,网中有若干个起算点时，也可以是由两个起算点之间的数条,GPS,独立边构成的附合路线。,GPS,网的图形设计，也就是根据所布设的网的精度要求和其它方面的要求，设计出由独立边构成的多边形网,（3）对于异步环的构成，一般应按所设计的网图选定，必要时在经技术负责人审定后，也可根据具体情况适当调整。当接收机多于3台时，也可按软件功能自动挑选独立基线构成环路。,GPS,网的技术设计,GPS,控制网布设的问题就是怎样将各同步环有机地连成一个整体，构成一定数量的同步观测环和异步观测环，也可采用线路形式，以较好地满足精度、可靠性、经费和后勤等限制条件。,根据以上布网原则，,GPS,网的布设通常有四种方式：星形，点连式、边连式和混合式。,1：星形,网,特点：,几何图形简单，只需两台,GPS,接收机，,是一种快速定位作业方式，但是，由于,基线间不构成任何同步闭合图形因此抗,粗差的能力差，一般适用于精度较低的,工程测量。,2：点连式,相邻同步图形之间只有一个公共点连接。,这种布网方式几何强度较弱，抗粗差能力较差，一般可以加测几个时段以增强网的异步图形闭合条件的个数。,2：,边连,式,相邻同步图形由一条公共基线连接。,这种布网方式几何强度较高，抗粗差能力较强，有较多的复测边和非同步图形闭合条件，在相同的仪器个数的条件下，观测时段将比点连接方式大大增加。,3：混连式,该方式是把点连式和边连式有机地结合在一起，这种方式既可以提高网的几何强度和可靠性指标，有减少了外业工作量，式一种较为理想的布网方法。,三种连接方式主要特征统计,项目,点,连接,边,连接,混合连接,总,点数,6,6,6,同步图形个数,3,5,4,总,基线向量数,9,15,12,独立基线向量数,6,10,8,必要基线向量数,5,5,5,多余基线向量数,1,5,3,项目,点,连接,边,连接,混合连接,重复基线向量数,0,4,2,非同步图形个数,1,1,1,一次设站数,3,0,0,二次设站数,3,3,6,三次设站数,0,3,0,总体可靠性指标,0.17,0.50,0.38,注：总体可靠性指标多余基线数/独立基线数,GPS,网的技术设计应着眼于控制网的精度、可靠性以及经费等要求。也应遵循以下原则,1：在,GPS,网中不应,存在自由基线。,2：,GPS,网的闭合环的基线个数不应过多。,3：,GPS,网至少应与地面网有35个分布均匀的重合点，同时也应有相当数量的地面水准点与,GPS,网重合。,4：,GPS,点应选在交通便利。视野开阔的地方，同时应考虑点与点之间的通视问题，以便使用经典方法扩展。,