GPS测量的基本概念.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,Basic Concepts For GPS Surveying,GPS,测量的,基本概念,GPS,测量,导航卫星,GPS,GPS,坐标,参考高程,GPS,测量类型,静态,快速静态,动 态,后处理动态,实时动态,GPS(The Global Positioning System),全 球 定 位 系 统,用 户 部 分,控 制 部 分,在可罗拉多州,监 控 站,Diego Garcia,Ascension Is.,Kwajalein,Hawaii,GPS,坐 标 系,X,轴=0经度,X,轴在赤道平面内,Y,轴=东经90度,Y,轴在赤道平面内,地心坐标为（0，0，0）,Z,轴=旋转轴（极轴）,地球质心为原点的坐标系统（直角坐标系）,Ellipse in 3-D:,三维椭球,短 半 轴,长 半 轴,Flattening,b,a,Z,直角坐标系和大地坐标系,P,Y,X,f,Y,X,Z,H,l,直角坐标(,X,Y,Z),大地坐标（,f,l,H）,参 考 平 面,地 表,参 考 椭 球 面,大地水准面,不同的水准面,地 球 表 面,椭 球 面,大 地 水 准 面,GPS,参考高程,地 表,椭 球 面,大地水准面,GPS,不同水准面,地 表,椭 球 面,大地水准面,h,=,H,+,N,h,h,h,h,hH,H,H,H,H,大地水准面和椭球面之差,h,=,H,+,N,地 表,椭 球 面,大地水准面,N,N,N,N,N,GPS,确 定 海 拔 高,N,N,N,N,N,地 表,椭 球 面,Geoid,h,h,h,h,h,H,H,H,H,H,h,=,H,+,N,局部椭球数学模型,此椭球适合欧洲,此椭球适合北美,大地水准面,WGS84,Local Datum:Ellipsoid that best fits the project area.,GPS,向 量：,站点 1,站点2,X,Y,Z,大地水准面,地表距离,向量,测量站1和站2直线距离,椭 球,GPS,卫 星 信 号 特 征,信号,L1 L2,波长 19,cm 24 cm,代码,C/A,P(P1),DP(P2),D(ephemeris),整 周 模 糊 度,N=?,整 周 模 糊 度,N=?,GPS,基线,通 过 一 个 叫“差分”的 过 程 来 解 决,GPS,测量条件,至少需要两台接收机,须跟踪锁定四颗分布良好的卫星,数据接收必需同步,接收机必须有较强的接收波段的能力（不仅仅是,C/A,码）,至少一个点的坐标是已知的,在坐标转换时需两个平面控制点和三个高程控制点七个控制参数,Conditions for surveying with GPS,测量条件,测量方法,静态测量,快速静态,动态测量,后处理,实时,静态测量（一）,范畴:,静态仅需,L1,载波（后处理）,所需硬件:,L1,载波相位接收机,测量时间:,45-60 分钟,基线精度:,5,mm+2ppm X,基线长度,优点:,允许循环闭合差、仅需要基站接收机、,结果精度高、且可靠、经济实惠,缺点:,距离限制：15,km.,静态测量（二）,范畴,:,静态-,L1/L2,所需硬件,:,L1/L2,双频接收机,测量时间,:,45-60,分钟,基线精度,:,5mm+1ppm X,基线长,优点,:,允许循环闭合差、能计算出电离层的影响、,基线很长、结果可靠精度最高,缺点,:,测量时间相对较长,快速静态测量,范畴:快速静态-,L1,所需硬件:,L1,接收机/天线,测量时间:15-20 分钟。,基线精度:接近静态,优点:时间短、精度高、基线相对较长,缺点:容易产生多路、需要严密的计划和通讯,动态(后处理一,),范畴:,动态仅,L1,所需硬件:,L1,接收机,测量时间:,1-30秒,基线精度:,2,cm+2ppm X,基线长 (水平),4cm+2ppm X,基线长（竖直）,优点:,时间短、采集数据方便、能用在移动车上、,经济的解决方案,缺点,：容易产生多路径、失锁时需要在已知点,（刚测过的）上初始化,动态(后处理二,),范畴:,动态仅,L1 /L2,所需硬件:,L1/L2,双频接收机,测量时间:,1-30秒,基线精度:,2,cm+2ppm X,基线长 (水平),4cm+2ppm X,基线长（竖直）,优点:,时间短、采集数据方便、在运动中即可完成,初始化、长的基线、作业效率最高,缺点,：容易产生多路径、在野外，数据由于整周模,糊度的处理而不容易被系统检查出,、,动态（实时一）,动态（实时二）,Field Technique:,Real Time,Kinematic,-L1/L2,Hardware Required:,L1/L2 Receiver,Time of Occupation:,3-5 seconds per occupation,Baseline Precision:,1cm+2ppm X Baseline Length(horizontal),2cm+2ppm X Baseline Length(vertical),Advantages:,Very short occupations,extremely efficient data,collection,initialization done in the field(after,lock is lost,re-initialization takes place,automatically while moving-called OTF),can,perform staking,Disadvantages:,For short baselines only(+/-10 km),