靜態(tài)GNSS測(cè)量介紹.ppt

測(cè)繪事業(yè)部 靜態(tài)GPS介紹及靜態(tài)作業(yè) 數(shù)據(jù)處理流程 目錄 一 靜態(tài)GPS工作原理二 靜態(tài)GPS工程運(yùn)用三 GPS與常規(guī)控制測(cè)量的優(yōu)勢(shì)四 靜態(tài)GPS操作流程五 注意事項(xiàng) 將靜態(tài)機(jī)的GPS接收天線長(zhǎng)時(shí)間靜止不動(dòng)架設(shè)在待測(cè)點(diǎn)位上 按一定的采樣間隔采集由衛(wèi)星發(fā)射過(guò)來(lái)的觀測(cè)文件和星歷文件 之后 用靜態(tài)后處理軟件對(duì)觀測(cè)文件和星歷文件進(jìn)行基線解算 網(wǎng)平差等后續(xù)工作 靜態(tài)定位是確定在WGS84坐標(biāo)系下的經(jīng)緯度 然后在內(nèi)業(yè)中平差 1靜態(tài)GPS工作原理 1 絕對(duì)定位 單點(diǎn)定位 2 靜態(tài)相對(duì)定位3 快速靜態(tài)相對(duì)測(cè)量 2靜態(tài)機(jī)工程運(yùn)用 絕對(duì)定位又稱單點(diǎn)定位 是在 坐標(biāo)系中 利用偽距測(cè)量確定觀測(cè)站相對(duì)地球質(zhì)心絕對(duì)位置的方法 其實(shí)質(zhì)就是空間距離的后方交會(huì) 其優(yōu)點(diǎn)是只需一臺(tái)接收機(jī)即可獨(dú)立確定待求點(diǎn)的絕對(duì)坐標(biāo) 精度一般15 30米 可用于旅游 汽車 飛機(jī) 輪船等導(dǎo)航 偽距 衛(wèi)星發(fā)射的測(cè)距碼信號(hào)到達(dá)GPS接收機(jī)的傳播時(shí)間乘以光速所得到的量測(cè)距離 絕對(duì)定位 2靜態(tài)機(jī)工程運(yùn)用 靜態(tài)相對(duì)定位是在 坐標(biāo)系中 利用載波相位確定觀測(cè)站與某一地面參考點(diǎn)之間的相對(duì)位置 或兩測(cè)站之間的相對(duì)位置 也就是我們通常所說(shuō)的靜態(tài)測(cè)量 測(cè)量時(shí)必須使用兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的接收機(jī)分別擺在不同的測(cè)站上 兩兩測(cè)站之間至少要有4顆共同衛(wèi)星 同步做一定時(shí)間的靜止觀測(cè) 其精度經(jīng)靜態(tài)后處理軟件處理后可達(dá) 平面 5mm 1ppm 高程 10mm 1ppm 其主要用于建各種控制網(wǎng) 長(zhǎng)距離導(dǎo)線測(cè)量和變形監(jiān)測(cè) 靜態(tài)相對(duì)定位 2靜態(tài)機(jī)工程運(yùn)用 兩兩測(cè)站之間至少4顆共同衛(wèi)星 2靜態(tài)機(jī)工程運(yùn)用 采用快速逼近模糊度技術(shù) 觀測(cè)時(shí)間可以縮短為靜態(tài)相對(duì)測(cè)量的1 3 1 2 一般適用于等級(jí)較低 精度不高的控制網(wǎng)和導(dǎo)線點(diǎn) 操作方法與靜態(tài)相對(duì)測(cè)量一樣 精度為 平面 10mm 1ppm 高程 15mm 1ppm 快速靜態(tài)相對(duì)測(cè)量 2靜態(tài)機(jī)工程運(yùn)用 3靜態(tài)GPS與常規(guī)控制測(cè)量的優(yōu)勢(shì) 1 定位精度高2 測(cè)站之間無(wú)需通視3 全天候作業(yè)4 效率高 觀測(cè)時(shí)間短5 節(jié)省大量人力 物力6 操作簡(jiǎn)單 1 選點(diǎn)和埋石 制定觀測(cè)計(jì)劃2 野外觀測(cè)3 數(shù)據(jù)的下載4 靜態(tài)GPS數(shù)據(jù)處理 4靜態(tài)GPS操作流程 1 選點(diǎn)和埋石 制定觀測(cè)計(jì)劃 選點(diǎn) 觀測(cè)站位置的選擇 在GPS測(cè)量中并不要求觀測(cè)站之間相互通視 網(wǎng)的圖形選擇也比較靈活 因此選點(diǎn)比經(jīng)典控制測(cè)量簡(jiǎn)便得多 埋石 在GPS測(cè)量中 網(wǎng)點(diǎn)一般應(yīng)設(shè)置具有中心標(biāo)志的標(biāo)石 以精確標(biāo)志點(diǎn)位 具體標(biāo)石類型及其適用級(jí)別可參照 全球定位系統(tǒng) GPS 測(cè)量規(guī)范 制定觀測(cè)計(jì)劃在施測(cè)前 建議用戶根據(jù)網(wǎng)的布設(shè)方案 規(guī)模的大小 精度要求 GPS衛(wèi)星星座 參與作業(yè)的GPS數(shù)量以及后勤保障條件 交通 通信 等 制定觀測(cè)計(jì)劃 1 確定工作量 2是否采用分區(qū)觀測(cè) 3 選擇觀測(cè)時(shí)段4 確定觀測(cè)進(jìn)程及調(diào)度 4靜態(tài)GPS操作流程 GPS基線向量網(wǎng)的設(shè)計(jì)原則 為保證對(duì)衛(wèi)星的連續(xù)跟蹤觀測(cè)和衛(wèi)星信號(hào)的質(zhì)量 要求測(cè)站上空應(yīng)盡可能的開闊 在10 15 高度角以上不能有成片的障礙物 為避免或減少多路徑效應(yīng)的發(fā)生 測(cè)站應(yīng)遠(yuǎn)離對(duì)電磁波信號(hào)反射強(qiáng)烈的地形 地物 如高層建筑 成片水域等 為減少各種電磁波對(duì)GPS衛(wèi)星信號(hào)的干擾 在測(cè)站周圍約200m的范圍內(nèi)不能有強(qiáng)電磁波干擾源 如大功率無(wú)線電發(fā)射設(shè)施 高壓輸電線等 為便于觀測(cè)作業(yè)和今后的應(yīng)用 測(cè)站應(yīng)選在交通便利 上點(diǎn)方便的地方 測(cè)站應(yīng)選擇在易于保存的地方 1 選點(diǎn)的原則 選點(diǎn)注意事項(xiàng) 15 15 15 高度角以上不能有成片的障礙物 1 為保證對(duì)衛(wèi)星的連續(xù)跟蹤觀測(cè)和衛(wèi)星信號(hào)的質(zhì)量 要求測(cè)站上空應(yīng)盡可能的開闊 在15 高度角以上不能有成片的障礙物 4靜態(tài)GPS操作流程 2 為減少各種電磁波對(duì)GPS衛(wèi)星信號(hào)的干擾 在測(cè)站周圍約200m的范圍內(nèi)不能有強(qiáng)電磁波干擾 如電視塔 微波站 高壓輸電線 選點(diǎn)注意事項(xiàng) 4靜態(tài)GPS操作流程 3 為避免或減少多路徑效應(yīng)的發(fā)生 測(cè)站應(yīng)遠(yuǎn)離對(duì)電磁波信號(hào)反射強(qiáng)烈的地形 地物 如高層建筑 成片水域等 選點(diǎn)注意事項(xiàng) 4靜態(tài)GPS操作流程 多路徑效應(yīng) 在GPS測(cè)量中 如果測(cè)站周圍的反射物所反射的衛(wèi)星信號(hào) 反射波 進(jìn)入接收機(jī)天線 這就將和直接來(lái)自衛(wèi)星的信號(hào) 直接波 產(chǎn)生干涉 從而使測(cè)量值偏離真值 產(chǎn)生所謂的 多路徑誤差 這種由于多路徑的信號(hào)傳播所引起的干涉時(shí)延效應(yīng)被稱作多路徑效應(yīng) 4靜態(tài)GPS操作流程 4 為便于觀測(cè)作業(yè)和今后的使用 測(cè)站應(yīng)選在交通便利 上點(diǎn)方便且易于保存的地方 條件不好如何測(cè)量 對(duì)于控制網(wǎng)中的一些特殊點(diǎn) 如已知點(diǎn) 某些待測(cè)點(diǎn)根本無(wú)法滿足1 3條的選點(diǎn)要求而又必須測(cè)量的情況下 我們可以適當(dāng)?shù)难娱L(zhǎng)觀測(cè)時(shí)間及事先通過(guò)星歷預(yù)報(bào)軟件預(yù)測(cè)當(dāng)?shù)貤l件下的衛(wèi)星運(yùn)行情況 選擇無(wú)遮擋方向衛(wèi)星多的時(shí)候進(jìn)行靜態(tài)觀測(cè) 選點(diǎn)注意事項(xiàng) 4靜態(tài)GPS操作流程 1 擺站 對(duì)中 整平2 量取儀器高 斜高或垂直高 異步環(huán) 不同廠家 不同型號(hào)儀器混合測(cè)量 3 按電源燈開機(jī) 鎖星一分鐘后開始記錄 4 手工記錄測(cè)站信息 測(cè)站名 儀器編號(hào) 儀器高 開始及結(jié)束時(shí)間 2 野外觀測(cè) 4靜態(tài)GPS操作流程 3 野外觀測(cè)靜態(tài)數(shù)據(jù)記錄信息 儀器號(hào)碼 機(jī)身編號(hào) 如 0838268 開機(jī)時(shí)間 GPS時(shí)間 8小時(shí) 北京時(shí)間測(cè)站點(diǎn)名 字母 數(shù)字 四個(gè)字符 如 GP03 儀器高 單位米 精確到0 1毫米 如 1 6586 注意 這四個(gè)信息是最基本的信息 一定要記錄 當(dāng)天數(shù)據(jù)當(dāng)天編輯下載到電腦保存 4靜態(tài)GPS操作流程 2 提高可靠性的原則 增加觀測(cè)時(shí)段 增加獨(dú)立基線數(shù) 保證一定的重復(fù)設(shè)站次數(shù) 保證每點(diǎn)與三條以上的獨(dú)立基線相連 最小異步環(huán)邊數(shù)不大于6 GPS基線向量網(wǎng)的設(shè)計(jì)原則 3 提高精度的原則 網(wǎng)中距離較近的點(diǎn)一定要進(jìn)行同步觀測(cè) 以獲得它們間的直接觀測(cè)基線 建立框架網(wǎng) 最小異步環(huán)邊數(shù)不大于6 適當(dāng)引入高精度測(cè)距邊 若要進(jìn)行高程擬合 水準(zhǔn)點(diǎn)密度要高 分布要均勻 且要將擬合區(qū)域包圍起來(lái) 適當(dāng)延長(zhǎng)觀測(cè)時(shí)間 增加觀測(cè)時(shí)段 選取適當(dāng)數(shù)量的已知點(diǎn) 已知點(diǎn)分布均勻 GPS基線向量網(wǎng)的設(shè)計(jì)原則 4 數(shù)據(jù)下載 用串口下載數(shù)據(jù) 用中海達(dá)接收機(jī)管理軟件 可以通過(guò)串口連接方式下載和刪除文件 格式化主機(jī) 用USB下載數(shù)據(jù) 使用USB進(jìn)行U盤拖拽式下載方式 不需傳輸軟件 但USB方式不能編輯或刪除主機(jī)里文件 4靜態(tài)GPS操作流程 數(shù)據(jù)下載 串口數(shù)據(jù)線USB數(shù)據(jù)線 4靜態(tài)GPS操作流程 1 新建項(xiàng)目 并設(shè)置坐標(biāo)系統(tǒng) 2 導(dǎo)入數(shù)據(jù) 并編輯文件天線高信息 3 基線解算 并根據(jù)殘差信息進(jìn)行調(diào)整 直到基線質(zhì)量合格 4 網(wǎng)平差 輸入控制點(diǎn)信息后 完成自由網(wǎng)平差 84約束平差 當(dāng)?shù)厝S約束平差或二維約束平差 5 導(dǎo)出各種解算報(bào)告 HGO數(shù)據(jù)處理軟件操作流程 5靜態(tài)GPS操作流程 新建項(xiàng)目 執(zhí)行主程序 啟動(dòng)后處理軟件 選擇 文件 菜單的 新建項(xiàng)目 進(jìn)入任務(wù)設(shè)置窗口 在 項(xiàng)目名稱 中輸入項(xiàng)目名稱 同時(shí)可以選擇項(xiàng)目存放的文件夾 工作目錄 中顯示的是現(xiàn)有項(xiàng)目文件的路徑 按 確定 完成新項(xiàng)目的創(chuàng)建工作 HGO數(shù)據(jù)處理 項(xiàng)目屬性設(shè)置 選擇 文件 菜單的 項(xiàng)目屬性 系統(tǒng)將彈出項(xiàng)目屬性設(shè)置對(duì)話框 用戶可以設(shè)置項(xiàng)目的細(xì)節(jié) 這里主要是對(duì)限差項(xiàng)進(jìn)行設(shè)置 HGO數(shù)據(jù)處理 注意 可以通過(guò)導(dǎo)航條直接打開項(xiàng)目屬性 導(dǎo)航條包含了HGO后處理的一般過(guò)程 打開項(xiàng)目 HGO數(shù)據(jù)處理 任務(wù)建完后 開始加載觀測(cè)數(shù)據(jù)文件 選擇 文件 導(dǎo)入 在彈出的對(duì)話框中選擇需要加載的數(shù)據(jù)類型 按 導(dǎo)入文件 或者 導(dǎo)入目錄 進(jìn)入文件選擇對(duì)話框 導(dǎo)入數(shù)據(jù) HGO數(shù)據(jù)處理 也可以通過(guò)導(dǎo)航條導(dǎo)入文件 導(dǎo)入數(shù)據(jù) HGO數(shù)據(jù)處理 導(dǎo)入數(shù)據(jù)后 軟件自動(dòng)形成基線 同步環(huán) 異步環(huán) 重復(fù)基線等信息 顯示窗口如下 導(dǎo)入數(shù)據(jù) HGO數(shù)據(jù)處理 當(dāng)數(shù)據(jù)加載完成后 系統(tǒng)會(huì)顯示所有的文件 點(diǎn)擊中間的樹形目錄的 觀測(cè)文件 并將右邊工作區(qū)選項(xiàng)卡切換為 文件 即可查看詳細(xì)的文件列表 雙擊某一行 即可彈出編輯界面 這里主要是為了確定天線高 接收機(jī)類型 天線類型 按照相同方法完成所有文件天線信息的錄入或編輯 處理基線 HGO數(shù)據(jù)處理 基線解算的時(shí)間由基線的數(shù)目 基線觀測(cè)時(shí)間的長(zhǎng)短 基線處理設(shè)置的情況 以及計(jì)算機(jī)的速度決定 處理全部基線向量后 基線列表窗口中會(huì)列出所有基線解的情況 網(wǎng)圖中原來(lái)未解算的基線也由原來(lái)的淺色改變?yōu)樯罹G色 處理基線 HGO數(shù)據(jù)處理 在基線處理完成后 需要對(duì)基線處理成果進(jìn)行檢核 由于本章為快速入門 所以我們假定所有參與解算的基線都合格 通常情況下 如觀測(cè)條件良好 一般一次就能成功處理所有的基線 基線解算合格后 還需要根據(jù)基線的同步觀測(cè)情況剔除部分基線 在這里我們也不作介紹 平差前的設(shè)置 HGO數(shù)據(jù)處理 現(xiàn)在我們直接進(jìn)入網(wǎng)平差的準(zhǔn)備 首先確定哪些站點(diǎn)是控制點(diǎn) 在樹形視圖區(qū)中卻換到 點(diǎn) 在右邊工作區(qū)點(diǎn)擊 站點(diǎn) 對(duì)選中的站點(diǎn)右鍵菜單 選擇 轉(zhuǎn)為控制點(diǎn) 這些點(diǎn)會(huì)自動(dòng)添加到 控制點(diǎn) 列表中 平差前的設(shè)置 HGO數(shù)據(jù)處理 切換到 控制點(diǎn) 列表 雙擊某個(gè)站點(diǎn)名進(jìn)行編輯 同樣方法把所有的已知點(diǎn)坐標(biāo)都輸入完畢 平差前的設(shè)置 HGO數(shù)據(jù)處理 選擇菜單 網(wǎng)平差 平差設(shè)置 進(jìn)入 平差設(shè)置 窗口 平差前的設(shè)置 HGO數(shù)據(jù)處理 執(zhí)行菜單 網(wǎng)平差 下的 平差 軟件會(huì)彈出平差工具 見(jiàn)下圖 進(jìn)行網(wǎng)平差 點(diǎn)擊 全自動(dòng)平差 軟件將自動(dòng)根據(jù)起算條件 完成自由網(wǎng)平差 84下的約束平差 以及當(dāng)?shù)厝S約束平差和二維約束平差 并形成平差結(jié)果列表 可以選擇要查看的結(jié)果 點(diǎn)擊 生成報(bào)告 即可查看報(bào)告 HGO數(shù)據(jù)處理 在 網(wǎng)平差 選中 平差報(bào)告設(shè)置 可以對(duì)輸出內(nèi)容及格式進(jìn)行指定和選擇 然后在 網(wǎng)平差 平差 工具中點(diǎn)擊 生成報(bào)告 即可導(dǎo)出相應(yīng)的平差報(bào)告了 成果輸出 HGO數(shù)據(jù)處理 在 網(wǎng)平差 選中 平差報(bào)告設(shè)置 可以對(duì)輸出內(nèi)容及格式進(jìn)行指定和選擇 成果輸出 然后在 網(wǎng)平差 平差 工具中點(diǎn)擊 生成報(bào)告 即可導(dǎo)出相應(yīng)的平差報(bào)告了 HGO數(shù)據(jù)處理 以生成HTML格式報(bào)告為例 平差結(jié)果中的全部?jī)?nèi)容輸出成一個(gè)HTML報(bào)告形式 至此 一個(gè)完整的基線解算成果 以及平差后的各站點(diǎn)坐標(biāo)成果都已經(jīng)獲得 靜態(tài)解算完成 成果輸出 HGO數(shù)據(jù)處理 影響基線解算質(zhì)量的主要因素及應(yīng)對(duì)方法 基線解算時(shí)所設(shè)定的起點(diǎn)坐標(biāo)不準(zhǔn)確 設(shè)定較準(zhǔn)確的起點(diǎn)坐標(biāo) 采用同一點(diǎn)或同一點(diǎn)的衍生點(diǎn)起算 少數(shù)衛(wèi)星的觀測(cè)時(shí)間太短 導(dǎo)致這些衛(wèi)星的整周未知數(shù)無(wú)法準(zhǔn)確確定 剔除觀測(cè)時(shí)間太短的衛(wèi)星 在整個(gè)觀測(cè)時(shí)段里 有個(gè)別時(shí)間段或個(gè)別衛(wèi)星周跳太多 致使周跳無(wú)法完全修復(fù) 剔除周跳多的衛(wèi)星 截去周跳多的時(shí)間段 在觀測(cè)時(shí)段內(nèi) 多路徑效應(yīng)比較嚴(yán)重 觀測(cè)值的改正數(shù)普遍較大 剔除受多路徑影響嚴(yán)重的觀測(cè)值 對(duì)流層折射或電離層折射影響太大 模型改正 采用Iono Free觀測(cè)值 提高截止高度角 HGO數(shù)據(jù)處理 靜態(tài)數(shù)據(jù)處理注意事項(xiàng) 1 基線合格的兩個(gè)指標(biāo) RATIO值和整數(shù)解中誤差2 重復(fù)基線 同步環(huán)閉合差 異步環(huán)閉合差的檢核3 自由網(wǎng)平差是否超限4 約束平差已知點(diǎn)的選擇 長(zhǎng)邊控制短邊的原則 長(zhǎng)邊控制短邊示意圖 HGO數(shù)據(jù)處理 充電時(shí)應(yīng)使用本儀器配用的專用充電器在一