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《gps測量與數(shù)據(jù)處理-大地測量2016》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關內容在教育資源-天天文庫。
1、1GPS測量與數(shù)據(jù)處理大地測量武漢大學王澤民zmwang@whu.edu.cn2空間部分地面監(jiān)控部分用戶部分GPS一、GPS測量原理回顧1、GPS系統(tǒng)及其構成擁有者:美國系統(tǒng)構成:空間部分、地面控制部分、用戶部分作用:定位、測速、授(守)時信號:載波、測距碼、導航電文GPS測量原理32、GPS定位原理距離交會GPS測量原理43、GPS觀測值碼偽距載波相位多普勒GPS測量原理54、GPS的誤差源與衛(wèi)星有關的:衛(wèi)星鐘差、衛(wèi)星星歷誤差、相對論效應、SA與傳播途徑有關的:大氣折射(電離層折射、對流層折射)、多路徑效應、其他電磁波干擾與接收設備有關的:天線相位中心偏
2、移及變化、接收機鐘差、接收機噪聲其他GPS測量原理6單差雙差三差5、GPS定位原理中的若干基本概念偽距測量載波相位測量整周計數(shù)、周跳、整周模糊度差分觀測值零差(非差)、單差、雙差、三差載波相位觀測值的線性組合寬巷、窄巷、無電離層折射影響和無幾何關系組合GPS測量原理76、GPS的定位模式根據(jù)運動狀態(tài)動態(tài)定位、靜態(tài)定位根據(jù)時效實時定位、事后定位根據(jù)定位模式絕對定位、相對定位、差分定位GPS測量原理87、導航定位方法及精度GPS測量原理9作業(yè)范圍:全球地面覆蓋,無須通視作業(yè)時間:實時,全天候成果精度:精度高勞動強度:自動化程度高三維坐標:真三維坐標8、GPS的
3、特點GPS測量原理105.1GPS測量的技術設計115.1.1GPS測量中的幾個基本概念12觀測時段和時段長度觀測時段從測站上開始接收衛(wèi)星信號起至停止接收衛(wèi)星信號間的連續(xù)工作的時間段是GPS測量的基本單位時段長度觀測時段所持續(xù)的時間13同步觀測、基線向量和GPS基線向量網(wǎng)同步觀測兩臺或兩臺以上的GPS接收機對同一組衛(wèi)星信號進行的觀測基線向量利用進行同步觀測的接收機所采集的觀測數(shù)據(jù)計算出的接收機間的三維坐標差與計算時所采用的衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)同屬一個系統(tǒng)GPS基線向量網(wǎng)采用GPS技術布設的測量控制網(wǎng),由GPS點和基線向量所構成14同步觀測基線定義利用同一時段的多個
4、同步觀測站所采集的觀測數(shù)據(jù)所計算出的若干基線向量一個時段中,同步觀測基線的數(shù)量若在某時段共有n臺接收機進行了同步觀測,則共可得到n(n-1)/2條同步觀測基線n=3n=2n=4n=515閉合環(huán)和環(huán)的閉合差閉合環(huán)由多條基線向量首尾相連所構成的圖形n=5由5條基線向量所構成的閉合環(huán)16閉合環(huán)和環(huán)的閉合差環(huán)的閉合差閉合差:組成閉合環(huán)的基線向量按同一方向(順時針或逆時針)的矢量和分量閉合差:組成閉合環(huán)的基線向量按同一方向(順時針或逆時針)矢量的各個分量的和全長閉合差:分量閉合差的平方和開方分量閉合差環(huán)的閉合差全長閉合差17同步觀測環(huán)(同步環(huán))和同步環(huán)檢驗同步觀測環(huán)
5、(同步環(huán))三臺或三臺以上的GPS接收機進行同步觀測所獲得的基線向量(完全由同一觀測時段的基線向量)所構成的閉合環(huán)第一時段第一時段第一時段第一時段第一時段第二時段同步環(huán)與非同步環(huán)18同步觀測環(huán)(同步環(huán))和同步環(huán)檢驗同步環(huán)檢驗定義:檢驗同步環(huán)的閉合差大小特性理論上:采用嚴密算法所得到的同步環(huán),無論觀測值中是否含有誤差,其環(huán)閉合差必為零。(構成同步環(huán)的基線向量之間是線性相關的)實踐中:如果算法不嚴密(目前大多數(shù)的商用軟件均屬于此種情況),其環(huán)閉合差通常不為零,但通常很小結論:同步環(huán)閉合差很小,還不能說明基線解算結果一定能夠滿足精度要求19獨立基線向量定義:線性無
6、關的一組基線向量滿足下面條件之一的為獨立基線向量未構成同步閉合環(huán)的一組基線向量(例如:一條基線向量,未構成閉合環(huán)的一組同步觀測基線)雖構成了閉合環(huán),但并非所有基線都來自同一觀測時段提示完全由同步觀測基線所構成的閉合環(huán)之間是線性相關的,是一組非獨立基線向量GPS網(wǎng)應由相互獨立的基線向量構成20獨立基線向量同步觀測基線向量的最大線性無關組及選取方式21獨立觀測環(huán)(異步環(huán))和獨立觀測環(huán)檢驗獨立觀測環(huán)(異步環(huán))定義:由相互函數(shù)獨立(線性無關)的基線向量所構成的閉合環(huán)。(就是前面的非同步環(huán))第一時段第一時段第一時段第一時段第一時段第二時段獨立環(huán)與非獨立環(huán)22獨立觀測
7、環(huán)(異步環(huán))和獨立觀測環(huán)檢驗獨立觀測環(huán)檢驗定義:檢驗獨立觀測環(huán)的閉合差大小特性:與同步環(huán)閉合差不同,即使采用嚴密算法,并且計算過程中未發(fā)生錯誤,獨立觀測環(huán)的閉合差通常也不為零,也不一定是個微小量結論:獨立觀測環(huán)閉合差的大小,可作為評定基線解算結果質量的有力指標235.1.2技術設計的依據(jù)24測量任務書或測量合同書內容點位要求分布、密度、數(shù)量精度要求等級、點位誤差、相鄰點間距離誤差進度要求提交成果的時間成果要求坐標參照系、是否需要高程成果、提交資料的內容255.1.3GPS網(wǎng)的精度和密度設計26各級GPS測量的精度指標相鄰點間基線長度標準差標準差,單位mm固
8、定誤差,單位mm比例誤差,單位ppm相鄰點間的距離,單位mm275