gps測(cè)量和數(shù)據(jù)處理

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1、GPS測(cè)量與數(shù)據(jù)處理第三講河南工程學(xué)院土木工程系測(cè)繪教研室本講主要內(nèi)容GPS網(wǎng)的精度和密度設(shè)計(jì)GPS網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計(jì)GPS網(wǎng)的圖形設(shè)計(jì)1.4GPS網(wǎng)的精度和密度設(shè)計(jì)主要內(nèi)容GPS網(wǎng)的等級(jí)劃分不同等級(jí)GPS網(wǎng)的用途精度和密度設(shè)計(jì)基本原則一、GPS測(cè)量的等級(jí)及其用途GPS基線向量網(wǎng)被分為：AA、A、B、C、D、E六個(gè)級(jí)別級(jí)別用途實(shí)例AA全球參考框架、全球性地球動(dòng)力學(xué)研究、地殼形變測(cè)量和精密定軌IGS永久跟蹤站網(wǎng)A國(guó)家參考框架、區(qū)域性地球動(dòng)力學(xué)研究和地殼形變測(cè)量國(guó)家A級(jí)網(wǎng)B國(guó)家大地控制、地方參考框架、局部形變監(jiān)測(cè)和各種精密工程測(cè)量國(guó)家B級(jí)網(wǎng)C大中城市及工程的基本控制網(wǎng)D中小城

2、市、城鎮(zhèn)及測(cè)圖、地籍、土地信息、房產(chǎn)、物探、勘測(cè)、建筑施工等的控制網(wǎng)E二、各級(jí)GPS測(cè)量的精度指標(biāo)相鄰點(diǎn)間基線長(zhǎng)度的精度要求大地高差的限差可放寬1倍執(zhí)行級(jí)別固定誤差(mm)比例誤差(ppm)AA≤3≤0.01A≤5≤0.1B≤8≤1C≤10≤5D≤10≤10E≤10≤20二、各級(jí)GPS測(cè)量的精度指標(biāo)點(diǎn)位精度及基線長(zhǎng)度年變化率的精度要求級(jí)別點(diǎn)位的地心坐標(biāo)精度基線長(zhǎng)度年變化率精度AA≤0.05m≤2mm/年A≤0.1m≤3mm/年二、各級(jí)GPS測(cè)量的精度指標(biāo)廠商給出的儀器標(biāo)稱精度指標(biāo)儀器標(biāo)稱精度指標(biāo)，一般是指在某些標(biāo)準(zhǔn)條件下的精度。而GPS規(guī)范中的規(guī)定考慮了一些實(shí)際工作中

3、外界因素的影響。一般單頻GPS接收機(jī)的精度指標(biāo)雙頻GPS接收機(jī)的精度指標(biāo)三、各級(jí)GPS測(cè)量的密度指標(biāo)相鄰點(diǎn)間基線長(zhǎng)度的密度要求相鄰點(diǎn)間的最小距離可為平均距離的1/3～1/2；最大距離可為平均距離的2～3倍。級(jí)別平均距離(km)AA1000A300B70C10~15D5~10E0.2~5四、GPS網(wǎng)精度和密度設(shè)計(jì)基本原則設(shè)計(jì)內(nèi)容網(wǎng)的精度，密度，觀測(cè)時(shí)段數(shù)，觀測(cè)時(shí)段長(zhǎng)度，高度角，采樣率等設(shè)計(jì)基本原則一般依據(jù)GPS測(cè)量規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)當(dāng)用戶的要求介于兩個(gè)等級(jí)之間時(shí)，在無(wú)需顯著增加工作量的情況下，一般直接上靠導(dǎo)較高的等級(jí)；特殊情況，按照測(cè)量任務(wù)書或測(cè)量合同書提出的技術(shù)要求單獨(dú)進(jìn)行

4、網(wǎng)的密度和精度設(shè)計(jì)（高精度GPS形變監(jiān)測(cè)）1.5GPS網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容位置基準(zhǔn)尺度基準(zhǔn)方位基準(zhǔn)GPS基線向量?WGS-84坐標(biāo)系實(shí)際坐標(biāo)?國(guó)家坐標(biāo)系或地方獨(dú)立坐標(biāo)系明確GPS成果所采用的坐標(biāo)系統(tǒng)和起算數(shù)據(jù)基準(zhǔn)設(shè)計(jì)二、GPS網(wǎng)的位置基準(zhǔn)GPS網(wǎng)的位置基準(zhǔn)，通常是由給定的起算點(diǎn)坐標(biāo)確定位置基準(zhǔn)的確定自由網(wǎng)平差或擬穩(wěn)平差對(duì)網(wǎng)的尺度無(wú)影響固定一點(diǎn)（最小約束平差）對(duì)網(wǎng)的尺度無(wú)影響固定多點(diǎn)（約束平差）對(duì)網(wǎng)的尺度有影響三、GPS網(wǎng)的尺度基準(zhǔn)GPS網(wǎng)的尺度基準(zhǔn)可以由地面的電磁波測(cè)距邊確定，或由兩個(gè)以上的起算點(diǎn)之間的距離確定，也可以由GPS基線向量的距離確定。尺度基準(zhǔn)的確定GPS基

5、線向量測(cè)距邊已知點(diǎn)間的固定邊其他空間技術(shù)手段（VLBI、SLR等）四、GPS網(wǎng)的方位基準(zhǔn)GPS網(wǎng)的方位基準(zhǔn)可以通過(guò)給定起算方位角值確定，也可以由GPS基線向量的方位作為方位基準(zhǔn)。方位基準(zhǔn)的確定GPS基線向量起始方位其他空間技術(shù)（如VLBI）提供的方位五、GPS網(wǎng)的基準(zhǔn)選取原則布設(shè)GPS網(wǎng)時(shí)起算點(diǎn)的選取與分布若要求所布設(shè)的GPS網(wǎng)的成果與舊成果吻合最好，則起算點(diǎn)越多越好。若不要求所布設(shè)的GPS網(wǎng)的成果完全與舊成果吻合，則一般可選3~5個(gè)起算點(diǎn)，這樣既可以保證新老坐標(biāo)成果的一致性，也可以保持GPS網(wǎng)的原有精度。為保證整網(wǎng)的點(diǎn)位精度均勻，起算點(diǎn)一般應(yīng)均勻地分布在GPS網(wǎng)的周

6、圍。要避免所有的起算點(diǎn)分布在網(wǎng)中一側(cè)的情況。五、GPS網(wǎng)的基準(zhǔn)選取原則布設(shè)GPS網(wǎng)時(shí)起算邊長(zhǎng)的選取與分布采用高精度激光測(cè)距邊作為起算邊長(zhǎng)，激光測(cè)距邊的數(shù)量可在3~5條左右。可設(shè)置在GPS網(wǎng)中的任意位置。布設(shè)GPS網(wǎng)時(shí)起算方位的選取與分布起算方位不宜太多，可布設(shè)在網(wǎng)中的任意位置1.6GPS控制網(wǎng)的圖形設(shè)計(jì)主要內(nèi)容：GPS網(wǎng)形設(shè)計(jì)的內(nèi)容GPS網(wǎng)的基本圖形圖形設(shè)計(jì)中的注意事項(xiàng)一、GPS網(wǎng)圖形設(shè)計(jì)的內(nèi)容一般控制網(wǎng)圖形設(shè)計(jì)的內(nèi)容與精度和可靠性有關(guān)的點(diǎn)位設(shè)計(jì)觀測(cè)設(shè)計(jì)（觀測(cè)點(diǎn)、測(cè)回?cái)?shù)等）GPS網(wǎng)圖形設(shè)計(jì)的內(nèi)容觀測(cè)設(shè)計(jì)（同步觀測(cè)圖形、重復(fù)觀測(cè)次數(shù)、重復(fù)觀測(cè)邊的設(shè)置、觀測(cè)參數(shù)設(shè)置、觀測(cè)

7、時(shí)長(zhǎng)要求）一、GPS網(wǎng)圖形設(shè)計(jì)的內(nèi)容注意：GPS網(wǎng)沒(méi)有與精度和可靠性直接相關(guān)的圖形設(shè)計(jì)問(wèn)題（點(diǎn)位觀測(cè)環(huán)境方面的問(wèn)題除外）如果假定對(duì)應(yīng)基線向量的質(zhì)量一樣，則在下面兩個(gè)圖形中，對(duì)應(yīng)各點(diǎn)的可靠性和精度是完全一樣的?一、GPS網(wǎng)圖形設(shè)計(jì)的內(nèi)容兩點(diǎn)重要提示GPS網(wǎng)的圖形強(qiáng)度與基線向量的數(shù)量和分布有關(guān)GPS點(diǎn)的精度和可靠性與與其相連的基線向量數(shù)密切相關(guān)，相連的基線向量數(shù)越多，精度和可靠性越高①提高GPS網(wǎng)可靠性的方法增加觀測(cè)期數(shù)（增加獨(dú)立基線數(shù)）。保證一定的重復(fù)設(shè)站次數(shù)?？捎行У匕l(fā)現(xiàn)設(shè)站、對(duì)中、整平、量測(cè)天線高等人為錯(cuò)誤。重復(fù)設(shè)站次數(shù)的增加，也意味著觀測(cè)期數(shù)的增