小地區(qū)控制測量

1、第五章第五章 小地區(qū)控制測量小地區(qū)控制測量w控制測量概述控制測量概述 w計算坐標和坐標方位角的方法計算坐標和坐標方位角的方法 w導(dǎo)線測量的外業(yè)工作導(dǎo)線測量的外業(yè)工作 w導(dǎo)線測量的內(nèi)業(yè)工作導(dǎo)線測量的內(nèi)業(yè)工作 w交會定點交會定點 wGPS衛(wèi)星定位測量衛(wèi)星定位測量 w高程控制測量高程控制測量 第一節(jié)第一節(jié) 控制測量概述控制測量概述測量工作原則：測量工作原則：w從整體到局部 w由高級到低級 w先控制后碎部 控制測量分類控制測量分類控制測量平面控制測量高程控制測量導(dǎo)線測量GPS測量三角測量水準測量三角高程測量GPS高程目的：測定控制點的平面位置(x，y) 目的：測定控制點的 高程(H)平面控制測量平面控

2、制測量傳統(tǒng)的控制測量方法：傳統(tǒng)的控制測量方法：w三角測量：三角測量：是把地面控制點按三角形的形式連接起來，測定三角形的所有內(nèi)角，根據(jù)已知點坐標、已知坐標方位角和觀測的水平角進行計算并確定控制點的平面位置。 w導(dǎo)線測量：導(dǎo)線測量：把控制點連成一系列折線，或構(gòu)成相連接的多邊形，測定各邊的邊長和相鄰邊的水平夾角，根據(jù)已知點坐標、已知坐標方位角和觀測值計算出未知點的平面位置。 三角測量布網(wǎng)形式：三角測量布網(wǎng)形式：三角網(wǎng)按等級不同分為國家一等、二等、三等、四等三角網(wǎng)按等級不同分為國家一等、二等、三等、四等及小三角網(wǎng)（及小三角網(wǎng)（5、10）如圖所示：）如圖所示：導(dǎo)線測量布設(shè)形式：導(dǎo)線測量布設(shè)形式： 導(dǎo)線測

3、量布設(shè)形式有：導(dǎo)線網(wǎng)、結(jié)點導(dǎo)線、單一導(dǎo)線測量布設(shè)形式有：導(dǎo)線網(wǎng)、結(jié)點導(dǎo)線、單一導(dǎo)線形式（附合、閉合和支導(dǎo)線）如下圖所示：導(dǎo)線形式（附合、閉合和支導(dǎo)線）如下圖所示：導(dǎo)線網(wǎng)結(jié)點導(dǎo)線單一導(dǎo)線形式：單一導(dǎo)線形式：附合導(dǎo)線閉合導(dǎo)線支導(dǎo)線小地區(qū)控制測量概念小地區(qū)控制測量概念 在小地區(qū)在小地區(qū)(測區(qū)面積在測區(qū)面積在10 km2以下以下)范圍內(nèi)建立的控制網(wǎng)，稱為小地區(qū)范圍內(nèi)建立的控制網(wǎng)，稱為小地區(qū)控制網(wǎng)。小地區(qū)控制測量應(yīng)視測區(qū)控制網(wǎng)。小地區(qū)控制測量應(yīng)視測區(qū)的大小建立的大小建立“首級控制首級控制”和和“圖根圖根控制控制”。首級控制是加密圖根點的。首級控制是加密圖根點的依據(jù)，圖根控制點是直接供測圖使依據(jù)，圖根控制

4、點是直接供測圖使用的控制點。圖根點的密度應(yīng)根據(jù)用的控制點。圖根點的密度應(yīng)根據(jù)測圖比例尺和測區(qū)的地形條件而定測圖比例尺和測區(qū)的地形條件而定 ?？刂茰y量的主要技術(shù)指標控制測量的主要技術(shù)指標第二節(jié)第二節(jié) 計算坐標和坐標方位角的方法計算坐標和坐標方位角的方法 坐標正算坐標正算 ：已知一：已知一個點的坐標及該點至未個點的坐標及該點至未知點的距離和坐標方位知點的距離和坐標方位角，計算未知點坐標，角，計算未知點坐標，稱為坐標正算。已知稱為坐標正算。已知A（xA、yA）、）、SAB、AB，求求B（xB、yB）。）。 計算公式：計算公式： ABABABAByyyxxxABABABABABABDyDxsincos

5、ABABABAByyyxxx坐標反算坐標反算 已知兩個點的坐標，反求兩點之間的距離和坐標方已知兩個點的坐標，反求兩點之間的距離和坐標方位角，稱為坐標反算。位角，稱為坐標反算。 計算公式：計算公式：ABABABABABAByxDyxarctg22 注意：求坐標方位角時，需根據(jù)坐標增量的正負號判斷坐標方位角所處的象限。坐標方位角的推算坐標方位角的推算右21223180 右32334180右43445180右、iii1801i坐標方位角的推算規(guī)律坐標方位角的推算規(guī)律 1求直線的反坐標方位角時，將其正坐標方位求直線的反坐標方位角時，將其正坐標方位角角180，就得其反坐標方位角。當正方位，就得其反坐標方

6、位角。當正方位角是第角是第、象限時，正坐標方位角加象限時，正坐標方位角加180得其反坐標方位角；當正方位角在第得其反坐標方位角；當正方位角在第、象象限時，正方位角減去限時，正方位角減去180得其反坐標方位角。得其反坐標方位角。 2后一條直線的坐標方位角等于相鄰的前一條后一條直線的坐標方位角等于相鄰的前一條直線的坐標方位角直線的坐標方位角180后再加左折角或減后再加左折角或減右折角。右折角。第三節(jié)第三節(jié) 導(dǎo)線測量的外業(yè)工作導(dǎo)線測量的外業(yè)工作 將相鄰控制點用直線連接而構(gòu)成的折線，稱為導(dǎo)線。將相鄰控制點用直線連接而構(gòu)成的折線，稱為導(dǎo)線。構(gòu)成導(dǎo)線的控制點，稱為導(dǎo)線點。導(dǎo)線測量就是依次測構(gòu)成導(dǎo)線的控制點

7、，稱為導(dǎo)線點。導(dǎo)線測量就是依次測定各導(dǎo)線邊的邊長和各轉(zhuǎn)折角；根據(jù)起算數(shù)據(jù)，推算各定各導(dǎo)線邊的邊長和各轉(zhuǎn)折角；根據(jù)起算數(shù)據(jù)，推算各邊的坐標方位角，從而求出各導(dǎo)線點的坐標。邊的坐標方位角，從而求出各導(dǎo)線點的坐標。 用經(jīng)緯儀測定各轉(zhuǎn)折角，用鋼尺測定其邊長的導(dǎo)用經(jīng)緯儀測定各轉(zhuǎn)折角，用鋼尺測定其邊長的導(dǎo)線，稱為經(jīng)緯儀導(dǎo)線，用光電測距儀測定邊長的導(dǎo)線，線，稱為經(jīng)緯儀導(dǎo)線，用光電測距儀測定邊長的導(dǎo)線，則稱為光電測距導(dǎo)線。則稱為光電測距導(dǎo)線。 導(dǎo)線測量是建立小地區(qū)平面控制網(wǎng)的主要方法，特導(dǎo)線測量是建立小地區(qū)平面控制網(wǎng)的主要方法，特別適用了地物分布比較復(fù)雜的城市建筑區(qū)，通視較困難別適用了地物分布比較復(fù)雜的城市建

8、筑區(qū)，通視較困難的隱蔽地區(qū)、帶狀地區(qū)以及地下工程等控制點的測量。的隱蔽地區(qū)、帶狀地區(qū)以及地下工程等控制點的測量。 導(dǎo)線測量的外業(yè)包括踏勘選點及建立標志、量距、導(dǎo)線測量的外業(yè)包括踏勘選點及建立標志、量距、測角等工作測角等工作 。踏勘選點及建立標志踏勘選點及建立標志 w踏勘的目的是為了了解測區(qū)地形情踏勘的目的是為了了解測區(qū)地形情況并尋找測區(qū)周圍的已知控制點。況并尋找測區(qū)周圍的已知控制點。w選點是根據(jù)已知控制點的分布、測選點是根據(jù)已知控制點的分布、測區(qū)地形條件和測圖及工程要求來布區(qū)地形條件和測圖及工程要求來布設(shè)測區(qū)的控制點。設(shè)測區(qū)的控制點。選點要求選點要求w1相鄰導(dǎo)線點間應(yīng)通視良好，地面較平坦，便于

9、測角相鄰導(dǎo)線點間應(yīng)通視良好，地面較平坦，便于測角和量距。和量距。w2導(dǎo)線點應(yīng)選在土質(zhì)堅實、便于保存標志和安置儀器導(dǎo)線點應(yīng)選在土質(zhì)堅實、便于保存標志和安置儀器的地方。的地方。w3導(dǎo)線點應(yīng)選在視野開闊處，以便施測周圍地形。導(dǎo)線點應(yīng)選在視野開闊處，以便施測周圍地形。w4導(dǎo)線各邊的長度應(yīng)盡可能大致相等，其平均邊長應(yīng)導(dǎo)線各邊的長度應(yīng)盡可能大致相等，其平均邊長應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定。符合規(guī)范規(guī)定。w5導(dǎo)線點應(yīng)有足夠的密度，分布均勻合理，以便能夠?qū)Ь€點應(yīng)有足夠的密度，分布均勻合理，以便能夠控制整個測區(qū)?？刂普麄€測區(qū)。 建立點標志建立點標志 選擇點標志的類型：要視其精度等級、使用選擇點標志的類型：要視其精度等級、使用

10、時間的長短和地面的土質(zhì)情況而定。如下圖：時間的長短和地面的土質(zhì)情況而定。如下圖：測量邊長測量邊長 導(dǎo)線邊長可以用光電測距儀測定，也導(dǎo)線邊長可以用光電測距儀測定，也可以用檢定過的鋼尺按精密量距的方法可以用檢定過的鋼尺按精密量距的方法進行丈量。對于圖根導(dǎo)線應(yīng)往返丈量一進行丈量。對于圖根導(dǎo)線應(yīng)往返丈量一次。當尺長改正數(shù)小于尺長的次。當尺長改正數(shù)小于尺長的110000時，量距時的平均尺溫與檢定時溫度之時，量距時的平均尺溫與檢定時溫度之差小于差小于10、尺面傾斜小、尺面傾斜小1.5時，可時，可不進行尺長、溫度和傾斜改正。取其往不進行尺長、溫度和傾斜改正。取其往返丈量的平均值作為結(jié)果，測量精度不返丈量的平

11、均值作為結(jié)果，測量精度不得低于得低于13000 。水平角測量水平角測量w導(dǎo)線的轉(zhuǎn)折角有左角和右角之分，位于前進方導(dǎo)線的轉(zhuǎn)折角有左角和右角之分，位于前進方向左側(cè)的水平角，稱為左角，反之則為右角。向左側(cè)的水平角，稱為左角，反之則為右角。對于附合導(dǎo)線，通常觀測左角。對于閉合導(dǎo)線，對于附合導(dǎo)線，通常觀測左角。對于閉合導(dǎo)線，應(yīng)觀測內(nèi)角，測角的要求應(yīng)按測量規(guī)范執(zhí)行。應(yīng)觀測內(nèi)角，測角的要求應(yīng)按測量規(guī)范執(zhí)行。w為了使測區(qū)的導(dǎo)線點坐標與國家或地區(qū)坐標系為了使測區(qū)的導(dǎo)線點坐標與國家或地區(qū)坐標系相統(tǒng)一，取得坐標方位角的起算數(shù)據(jù)，布設(shè)的相統(tǒng)一，取得坐標方位角的起算數(shù)據(jù)，布設(shè)的導(dǎo)線應(yīng)與高級控制點進行連測。導(dǎo)線應(yīng)與高級控

12、制點進行連測。導(dǎo) 線 測 量第四節(jié)第四節(jié) 導(dǎo)線測量的內(nèi)業(yè)工作導(dǎo)線測量的內(nèi)業(yè)工作 導(dǎo)線測量內(nèi)業(yè)的目的就是根據(jù)已導(dǎo)線測量內(nèi)業(yè)的目的就是根據(jù)已知的起始數(shù)據(jù)和外業(yè)的觀測成果計知的起始數(shù)據(jù)和外業(yè)的觀測成果計算出導(dǎo)線點的坐標。進行內(nèi)業(yè)工作算出導(dǎo)線點的坐標。進行內(nèi)業(yè)工作以前，要仔細檢查所有外業(yè)成果有以前，要仔細檢查所有外業(yè)成果有無遺漏、記錯、算錯，成果是否都無遺漏、記錯、算錯，成果是否都符合精度要求，保證原始資料的準符合精度要求，保證原始資料的準確性。確性。 閉合導(dǎo)線的計算閉合導(dǎo)線的計算計算步驟計算步驟：w整理已知和觀測數(shù)據(jù)并繪草圖。整理已知和觀測數(shù)據(jù)并繪草圖。w計算導(dǎo)線閉合差。計算導(dǎo)線閉合差。w推算坐標方

13、位角。推算坐標方位角。w計算坐標增量和坐標閉合差。計算坐標增量和坐標閉合差。w計算坐標改正數(shù)。計算坐標改正數(shù)。w計算各未知點的坐標。計算各未知點的坐標。閉合導(dǎo)線計算方法與步驟閉合導(dǎo)線計算方法與步驟繪制草圖繪制草圖角度閉合差的計算角度閉合差的計算 角度閉合差為：角度閉合差為：w觀測角為內(nèi)角時：觀測角為內(nèi)角時：f=-(n-2)180w觀測角為外角時：觀測角為外角時：f=-(n+2)180 附合限差要求后，按角度個數(shù)平均分配角度閉合差坐標方位角的推算坐標方位角的推算右、iii1801i使用下面公式依次推算出各邊的坐標方位角坐標增量及坐標閉合差的計算坐標增量及坐標閉合差的計算w坐標增量的計算公式：坐標

14、增量的計算公式：w坐標閉合差的計算公式：坐標閉合差的計算公式：ABABABABABABDyDxsincos測測yfxfyx22yxDfffDDfDDfK1坐標增量改正數(shù)的計算坐標增量改正數(shù)的計算坐標增量改正數(shù)計算公式：坐標增量改正數(shù)計算公式：iiyyiixxiDDfDDfyyixxiff檢核條件：各未知點坐標的計算各未知點坐標的計算計算公式為：計算公式為：改后前改后前yyyxxx附合導(dǎo)線的坐標計算附合導(dǎo)線的坐標計算 附合導(dǎo)線的坐標計算方法和附合導(dǎo)線的坐標計算方法和閉合導(dǎo)線基本相同，但由于二者閉合導(dǎo)線基本相同，但由于二者布設(shè)形式不同，使得角度閉合差布設(shè)形式不同，使得角度閉合差和坐標增量閉合差的計

15、算稍有不和坐標增量閉合差的計算稍有不同，下面僅介紹這兩項的計算方同，下面僅介紹這兩項的計算方法。法。附合導(dǎo)線角度閉合差的計算附合導(dǎo)線角度閉合差的計算計算公式為：計算公式為：180n始終終終f附合導(dǎo)線坐標閉合差的計算附合導(dǎo)線坐標閉合差的計算計算公式為：計算公式為：）（）（始終測始終測yyfxxfyxyx第五節(jié)第五節(jié) 交會定點交會定點交會測量測角交會測邊交會其它交會前方交會側(cè)方交會后方交會前方交會前方交會 在至少兩個已知點上設(shè)站，測量水平角，在至少兩個已知點上設(shè)站，測量水平角，根據(jù)已知點坐標和觀測的水平角計算出未知點根據(jù)已知點坐標和觀測的水平角計算出未知點的坐標，這種測量方法叫做前方交會。如下圖的

16、坐標，這種測量方法叫做前方交會。如下圖所示：所示： 前方交會 前方交會計算前方交會計算前方交會計算計算公式（余切公式）：計算公式（余切公式）：cotcotcotcotcotcotcotcotBABAPABBAPxxyyyyyxxx使用余切公式應(yīng)注意：已知點A、B和待定點P 要按A、B、P 逆時針順序編號在A點觀測為角，在B點觀測為角，決不能對調(diào)或任意編號 。 側(cè)方交會側(cè)方交會側(cè)方交會 在一個已知點和一個未知點上設(shè)站，觀測在一個已知點和一個未知點上設(shè)站，觀測水平角，再根據(jù)已知點和觀測水平角計算出未水平角，再根據(jù)已知點和觀測水平角計算出未知點的坐標，這種交會測量叫側(cè)方交會。如下知點的坐標，這種交會

17、測量叫側(cè)方交會。如下圖所示：圖所示：側(cè)方交會計算側(cè)方交會計算 側(cè)方交會計算時，通常先按側(cè)方交會計算時，通常先按 求求出出B點的水平角點的水平角值，然后再根據(jù)值，然后再根據(jù)A、B兩點坐標兩點坐標和和、值，用前方交會方法計算值，用前方交會方法計算P點坐標。點坐標。 180后方交會后方交會 只在未知點上設(shè)站，觀測至少三個已知點只在未知點上設(shè)站，觀測至少三個已知點的水平角，從而根據(jù)已知點坐標計算出未知點的水平角，從而根據(jù)已知點坐標計算出未知點的坐標。如下圖所示：的坐標。如下圖所示： 后方交會 后方交會計算后方交會的計算后方交會的計算w如圖上圖所示，設(shè)如圖上圖所示，設(shè) ，則有：則有：w由正弦定律得：由正

18、弦定律得：w由上兩式可得：由上兩式可得：， BCPBAPCBA360sinsinsinsinBCBPABBPDDDDcoscotsinsinsincoscossinsinsinsinsinsinsinBCABDD后方交會計算（續(xù)前）后方交會計算（續(xù)前）w由上面運算得：由上面運算得：sinsinsincotcotBCABDDsinsinsincotcotBCABDDarcABAPABAPDDsin180sinAPAPAPAPAPAPDyyDxxsincos后方交會的危險問題后方交會的危險問題 w當待定點當待定點P正好位于通過正好位于通過3個已知點個已知點A、B、C的圓周的圓周上時，則無解上時，則

19、無解(或無窮多解或無窮多解)。因為因為P點處在圓周的任何位點處在圓周的任何位置上，其置上，其和和角均不變，角均不變，此時后方交會就無法解算。此時后方交會就無法解算。因此，我們把通過因此，我們把通過3個已知個已知點的圓稱為危險圓。在進點的圓稱為危險圓。在進行后方交會時，應(yīng)盡量避行后方交會時，應(yīng)盡量避免待定點位于危險圓上及免待定點位于危險圓上及其附近。其附近。 測邊交會測邊交會 如圖所示，如圖所示，A、B為已知點，為已知點，P為待定為待定點，測量點，測量AP及及BP的的邊長邊長D1及及D2，從而可，從而可計算出計算出P點的坐標。點的坐標。這種觀測待定點至兩這種觀測待定點至兩個已知點間的距離然個已知

20、點間的距離然后根據(jù)已知點坐標及后根據(jù)已知點坐標及觀測邊長，求出待定觀測邊長，求出待定點的坐標的方法稱為點的坐標的方法稱為測邊交會。測邊交會。測邊交會的計算測邊交會的計算 w已知點坐標反算。根據(jù)兩已知點的坐標，按已知點坐標反算。根據(jù)兩已知點的坐標，按坐標反算公式計算已知點之間的邊長坐標反算公式計算已知點之間的邊長DAB及及AB。w計算計算AP及及BP的方位角，按余弦定理，得的方位角，按余弦定理，得 ：2212222222122arccos2arccosDDDDDBDDDDDAABABABABBABABPABAP測邊交會的計算（續(xù)前）測邊交會的計算（續(xù)前）w待定點坐標計算待定點坐標計算 或或 AP

21、APAPAPAPAPDyyDxxsincosBPBPBPBPBPBPDyyDxxsincos第六節(jié)第六節(jié) GPS衛(wèi)星定位測量衛(wèi)星定位測量w概述概述 wGPS系統(tǒng)的組成系統(tǒng)的組成 wGPS定位的坐標系統(tǒng)定位的坐標系統(tǒng) wGPS衛(wèi)星信號衛(wèi)星信號 wGPS衛(wèi)星定位基本原理衛(wèi)星定位基本原理 wGPS接收機接收機 wGPS測量的作業(yè)模式測量的作業(yè)模式 wGPS測量的實施測量的實施 wGPS測量誤差測量誤差 概述概述 1973年年12月，美國國防部批準它的陸海空月，美國國防部批準它的陸?？杖娐?lián)合研制新的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)三軍聯(lián)合研制新的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)GPS，它是英，它是英文文“Global Positionin

22、g System的縮寫詞。其的縮寫詞。其意為意為“衛(wèi)星測時測距導(dǎo)航全球定位系統(tǒng)衛(wèi)星測時測距導(dǎo)航全球定位系統(tǒng)”，簡稱簡稱GPS系統(tǒng)。該系統(tǒng)是以衛(wèi)星為基礎(chǔ)的無線系統(tǒng)。該系統(tǒng)是以衛(wèi)星為基礎(chǔ)的無線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)，具有全能性電導(dǎo)航定位系統(tǒng)，具有全能性(陸地、海洋、航陸地、海洋、航空和航天空和航天)、全球性、全天候、連續(xù)性和實時性、全球性、全天候、連續(xù)性和實時性的導(dǎo)航、定位和定時的功能。能為各類用戶提的導(dǎo)航、定位和定時的功能。能為各類用戶提供精密的三維坐標、速度和時間。供精密的三維坐標、速度和時間。GPS應(yīng)用應(yīng)用 GPS精密定位技術(shù)已廣泛地滲透到經(jīng)精密定位技術(shù)已廣泛地滲透到經(jīng)濟建設(shè)和科學技術(shù)的許多領(lǐng)域，特

23、別是濟建設(shè)和科學技術(shù)的許多領(lǐng)域，特別是在大地測量及其相關(guān)學科領(lǐng)域，如地球在大地測量及其相關(guān)學科領(lǐng)域，如地球動力學、海洋大地測量學、地球物理勘動力學、海洋大地測量學、地球物理勘探、資源勘察、航空與衛(wèi)星遙感、工程探、資源勘察、航空與衛(wèi)星遙感、工程測量學等方面的廣泛應(yīng)用，充分地顯示測量學等方面的廣泛應(yīng)用，充分地顯示了這一衛(wèi)星定位技術(shù)的高精度和高效益了這一衛(wèi)星定位技術(shù)的高精度和高效益 。GPS的優(yōu)點的優(yōu)點1布網(wǎng)靈活。布網(wǎng)靈活。GPS點之間不要求相互通視，對點之間不要求相互通視，對GPS網(wǎng)的幾何圖形也網(wǎng)的幾何圖形也沒有嚴格要求，從而使沒有嚴格要求，從而使GPS點位的選擇更為靈活，可以自由布設(shè)。點位的選擇

24、更為靈活，可以自由布設(shè)。2定位精度高。定位精度高。目前采用載波相位進行相對定位，精度可達目前采用載波相位進行相對定位，精度可達1 ppm。3觀測速度快。觀測速度快。目前，利用靜態(tài)定位方法，完成一條基線的相對定目前，利用靜態(tài)定位方法，完成一條基線的相對定位所需要的觀測時間，根據(jù)要求的精度不同，一般約為位所需要的觀測時間，根據(jù)要求的精度不同，一般約為1-3h。如。如果采用快速靜態(tài)相對定位技術(shù)觀測時間可縮短至數(shù)分鐘。果采用快速靜態(tài)相對定位技術(shù)觀測時間可縮短至數(shù)分鐘。4功能齊全。功能齊全。GPS測量可同時測定測點的平面位置和高程。采用實測量可同時測定測點的平面位置和高程。采用實時動態(tài)測量還可進行施工放

25、樣。時動態(tài)測量還可進行施工放樣。5操作簡便。操作簡便。GPS測量的自動化程度很高，作業(yè)員在觀測中只需安測量的自動化程度很高，作業(yè)員在觀測中只需安置和開啟、關(guān)閉儀器、量取天線高度、監(jiān)視儀器的工作狀態(tài)及采置和開啟、關(guān)閉儀器、量取天線高度、監(jiān)視儀器的工作狀態(tài)及采集環(huán)境的氣象數(shù)據(jù)，而其它如捕獲、跟蹤觀測衛(wèi)星和記錄觀測數(shù)集環(huán)境的氣象數(shù)據(jù)，而其它如捕獲、跟蹤觀測衛(wèi)星和記錄觀測數(shù)據(jù)等據(jù)等系列測量工作均由儀器自動完成。系列測量工作均由儀器自動完成。6全天候、全球性作業(yè)。全天候、全球性作業(yè)。由于由于GPS衛(wèi)星有衛(wèi)星有24顆且分布合理，在地球顆且分布合理，在地球上任何地點、任何時刻均可連續(xù)同步觀測到上任何地點、任

26、何時刻均可連續(xù)同步觀測到4顆以上衛(wèi)星，因此在顆以上衛(wèi)星，因此在任何地點任何時間均可進行任何地點任何時間均可進行GPS測量。測量。GPS測量一般不受天氣狀測量一般不受天氣狀況的影響。況的影響。 GPS系統(tǒng)的組成系統(tǒng)的組成 GPS系統(tǒng)空間星座部分 地面監(jiān)控部分 用戶設(shè)備部分 GPS系統(tǒng)空間部分是指GPS的工作衛(wèi)星星座。GPS工作衛(wèi)星星座由24顆衛(wèi)星組成。其中21顆工作衛(wèi)星，3顆備用衛(wèi)星，均勻分布在6個軌道面上。 GPS系統(tǒng)的地面監(jiān)控部分目前由5個地面站組成，包括主控站、信息注入站和監(jiān)測站。主控站設(shè)在美國本土科羅拉多(Colorado Springs)的聯(lián)合空間執(zhí)行中心CSOC。 GPS用戶設(shè)備部分

27、由GPS接收機硬件和相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理軟件以及微處理機及其終端設(shè)備組成。GPS接收機硬件功能是接收GPS衛(wèi)星發(fā)射的信號。GPS軟件作用是對觀測數(shù)據(jù)進行加工以便獲得精密定位結(jié)果。GPS定位的坐標系統(tǒng)定位的坐標系統(tǒng) wWGS-84大地坐標系大地坐標系 ：GPS衛(wèi)星定位測量所采用的坐標衛(wèi)星定位測量所采用的坐標系是系是WGS-84(World Geodetic System 1984)協(xié)議地球坐協(xié)議地球坐標系，標系，WGS-84坐標系是協(xié)議地球坐標系是協(xié)議地球(心心)坐標系，是美國坐標系，是美國國防部研制建立的大地坐標系。國防部研制建立的大地坐標系。 w國家大地坐標系國家大地坐標系 ：我國目前采用的大地坐

28、標系為我國目前采用的大地坐標系為1980年國家大地坐標系年國家大地坐標系(簡稱簡稱C80)，亦稱西安坐標系。在此，亦稱西安坐標系。在此之前的采用之前的采用1954年北京坐標系年北京坐標系(簡稱簡稱P54)。這兩個大地。這兩個大地坐標系均屬于參心坐標系，所謂參心，是指參考橢球的坐標系均屬于參心坐標系，所謂參心，是指參考橢球的中心。由于參考橢球中心一般與地球質(zhì)心不中心。由于參考橢球中心一般與地球質(zhì)心不致，故參致，故參心坐標系又稱非地心坐標系。心坐標系又稱非地心坐標系。 GPS衛(wèi)星信號衛(wèi)星信號 wGPS衛(wèi)星所發(fā)送的信號包括載波信號、衛(wèi)星所發(fā)送的信號包括載波信號、P碼、碼、CA碼和數(shù)據(jù)碼碼和數(shù)據(jù)碼(或

29、稱或稱D碼碼)等多種信號分量，而等多種信號分量，而其中的其中的P碼、碼、CA碼統(tǒng)稱為測距碼。碼統(tǒng)稱為測距碼。GPS衛(wèi)星定位基本原理衛(wèi)星定位基本原理 GPS衛(wèi)星定位原理是空間距離交會法。根據(jù)衛(wèi)星定位原理是空間距離交會法。根據(jù)測距原理，其定位方法主要有偽距法定位、載測距原理，其定位方法主要有偽距法定位、載波相位測量定位和波相位測量定位和GPS差分定位。對于待定點差分定位。對于待定點位，根據(jù)其運動狀態(tài)可分為靜態(tài)定位和動態(tài)定位，根據(jù)其運動狀態(tài)可分為靜態(tài)定位和動態(tài)定位。靜態(tài)定位是指用位。靜態(tài)定位是指用GPS測定相對于地球不運測定相對于地球不運動的點位。動的點位。GPS接收機安置在該點上，接收數(shù)接收機安置

30、在該點上，接收數(shù)分鐘乃至更長時間，以確定其三維坐標，又稱分鐘乃至更長時間，以確定其三維坐標，又稱為絕對定位。動態(tài)定位是確定運動物體的三維為絕對定位。動態(tài)定位是確定運動物體的三維坐標。若將兩臺或兩臺以上坐標。若將兩臺或兩臺以上GPS接收機分別安接收機分別安置在固定不變的待定點上，通過同步接收衛(wèi)星置在固定不變的待定點上，通過同步接收衛(wèi)星信號，確定待測點之間的相對位置，稱為相對信號，確定待測點之間的相對位置，稱為相對定位。定位。 偽距觀測值及偽距單位定點偽距觀測值及偽距單位定點 偽距測量就是測定由衛(wèi)星發(fā)射的測距碼信偽距測量就是測定由衛(wèi)星發(fā)射的測距碼信號到達號到達GPS接收機的傳播時間乘以光速所得的接

31、收機的傳播時間乘以光速所得的距離。距離。 偽距法單點定位，就是利用偽距法單點定位，就是利用GPS接收機在接收機在某一時刻測定的四顆以上某一時刻測定的四顆以上GPS衛(wèi)星偽距及從衛(wèi)衛(wèi)星偽距及從衛(wèi)星導(dǎo)航電文中獲得的衛(wèi)星位置。采用距離交會星導(dǎo)航電文中獲得的衛(wèi)星位置。采用距離交會法求定天線所在的三維坐標。法求定天線所在的三維坐標。 由于大氣延遲、衛(wèi)星鐘差、接收機鐘差等由于大氣延遲、衛(wèi)星鐘差、接收機鐘差等誤差影響，偽距法單點定位精度不高。誤差影響，偽距法單點定位精度不高。 載波相位觀測值及觀測方程載波相位觀測值及觀測方程 載波相位觀測值載波相位觀測值及觀測方程載波相位觀測值及觀測方程 衛(wèi)星到接收機天線之間

32、用載波相位表達的距離觀測值為： 220NSR載波相位測量觀測方程： 0tan1NffRcfstT0tanNccRstTI載波相位測量相對定位載波相位測量相對定位 用載波相位測量進行相對定位一般用載波相位測量進行相對定位一般是用兩臺是用兩臺GPS接收機，分別安置在測線接收機，分別安置在測線兩端兩端(該測線稱為基線該測線稱為基線)，固定不動，同步，固定不動，同步接收接收GPS衛(wèi)星信號。利用相同衛(wèi)星的相衛(wèi)星信號。利用相同衛(wèi)星的相位觀測值進行解算，求定基線端點在位觀測值進行解算，求定基線端點在WGS-84坐標系中的相對位置或基線向量。坐標系中的相對位置或基線向量。當其中一個端點坐標己知，則可推算另當其

33、中一個端點坐標己知，則可推算另一個待定點的坐標。一個待定點的坐標。載波相位相對定位方法載波相位相對定位方法 載波相位相對定位普遍采用將相載波相位相對定位普遍采用將相位觀測值進行線性組合的方法。其位觀測值進行線性組合的方法。其具體方法有三種，即單差法、雙差具體方法有三種，即單差法、雙差法和三差法。法和三差法。觀測方程觀測方程1、單差觀測方程、單差觀測方程 iiTTIIiiiNNcfcffRRcft020121212tan1tan21122、雙差觀測方程、雙差觀測方程 jijjiijiijNNRRRRcft12122121121212ijijijjjiiNRcfNRRRRcf12121221213

34、、三差觀測方程、三差觀測方程 1111212121212tRtRcfttttijijijijij，GPS實時差分定位實時差分定位 GPS差分定位的原理是在已有精確地差分定位的原理是在已有精確地心坐標點安放心坐標點安放GPS接收機接收機(稱為基準站稱為基準站)，利用已知地心坐標和星歷計算利用已知地心坐標和星歷計算GPS觀測觀測值的校正值，并通過無線電通訊設(shè)備值的校正值，并通過無線電通訊設(shè)備(稱稱為數(shù)據(jù)鏈為數(shù)據(jù)鏈)將校正值發(fā)送給運動中的將校正值發(fā)送給運動中的GPS接收機接收機(稱為流動臺稱為流動臺)。流動臺利用校正值。流動臺利用校正值對自己的對自己的GPS觀測值進行修正，從而提觀測值進行修正，從而

35、提高實時定位精度。高實時定位精度。 GPS差分定位系統(tǒng)差分定位系統(tǒng) GPS差分定位系統(tǒng)由基準臺、流動臺和無差分定位系統(tǒng)由基準臺、流動臺和無線電通訊鏈三部分組成。線電通訊鏈三部分組成。 GPS差分定位GPS動態(tài)差分方法動態(tài)差分方法1位置差分：是將基準站位置差分：是將基準站GPS接收機偽距單點定接收機偽距單點定位得到的坐標值與已知坐標作差分，無線電傳位得到的坐標值與已知坐標作差分，無線電傳送的是坐標修正值，流動站用坐標修正值對其送的是坐標修正值，流動站用坐標修正值對其坐標進行修正。坐標進行修正。 2偽距差分偽距差分(RTD)：利用基準站已知坐標和衛(wèi)星：利用基準站已知坐標和衛(wèi)星星歷求衛(wèi)星到基準站的幾

36、何距離，作為距離精星歷求衛(wèi)星到基準站的幾何距離，作為距離精確值。將此值與基準站所測偽距值求差，作為確值。將此值與基準站所測偽距值求差，作為差分修正值，通過數(shù)據(jù)鏈傳給流動臺。流動臺差分修正值，通過數(shù)據(jù)鏈傳給流動臺。流動臺接收差分信號后，對所接收的每顆衛(wèi)星偽距觀接收差分信號后，對所接收的每顆衛(wèi)星偽距觀測值進行修正，然后再進行單點定位。測值進行修正，然后再進行單點定位。 GPS動態(tài)差分方法動態(tài)差分方法3載波相位實時差分載波相位實時差分(RTK)：由于載波相位觀測值精度：由于載波相位觀測值精度高，若通過數(shù)據(jù)鏈將基準站載波相位觀測值傳送到流動高，若通過數(shù)據(jù)鏈將基準站載波相位觀測值傳送到流動臺，在流動臺進

37、行實時載波相位數(shù)據(jù)處理，其定位精度臺，在流動臺進行實時載波相位數(shù)據(jù)處理，其定位精度可達到可達到1-2 cm。RTK差分距離不可太遠，目前最遠可到差分距離不可太遠，目前最遠可到30 km。此外，流動臺是否能進行。此外，流動臺是否能進行RTK差分，取決于數(shù)差分，取決于數(shù)據(jù)通訊的可靠性和流動臺載波相位觀測值是否失鎖。目據(jù)通訊的可靠性和流動臺載波相位觀測值是否失鎖。目前在城市測量中因受周圍環(huán)境影響，實時動態(tài)前在城市測量中因受周圍環(huán)境影響，實時動態(tài)RTK還很還很難使用，但在空曠地區(qū)、海上應(yīng)用較多。難使用，但在空曠地區(qū)、海上應(yīng)用較多。4廣域差分：廣域差分是利用大范圍內(nèi)建立的衛(wèi)星跟蹤廣域差分：廣域差分是利用

38、大范圍內(nèi)建立的衛(wèi)星跟蹤網(wǎng)跟蹤衛(wèi)星信號。利用跟蹤網(wǎng)已知坐標和原子鐘，求每網(wǎng)跟蹤衛(wèi)星信號。利用跟蹤網(wǎng)已知坐標和原子鐘，求每顆衛(wèi)星的星歷改正值、衛(wèi)星鐘改正值及電離層改正參數(shù)，顆衛(wèi)星的星歷改正值、衛(wèi)星鐘改正值及電離層改正參數(shù)，并通過無線電臺向用戶流動臺發(fā)送。流動臺接收這些修并通過無線電臺向用戶流動臺發(fā)送。流動臺接收這些修正信息后對觀測值進行修正。差分修正后的精度可達到正信息后對觀測值進行修正。差分修正后的精度可達到1-3m。差分范圍可達到。差分范圍可達到1000 km。 GPS接收機接收機 GPS接收機是用來接收、處接收機是用來接收、處理和測量理和測量GPS衛(wèi)星信號的專門衛(wèi)星信號的專門設(shè)備。設(shè)備。 G

39、PS接收機的基本工作原理接收機的基本工作原理 GPS接收機原理圖GPS接收機的分類接收機的分類 w根據(jù)接收機的工作原理分：可分為碼相關(guān)型接收機、根據(jù)接收機的工作原理分：可分為碼相關(guān)型接收機、平方型接收機、碼相位型接收機和混合型接收機四種。平方型接收機、碼相位型接收機和混合型接收機四種。 w根據(jù)接收機信號通道的類型分根據(jù)接收機信號通道的類型分 ：可分為貫序通道接收：可分為貫序通道接收機、多路復(fù)用通道接收機和多通道接收機機、多路復(fù)用通道接收機和多通道接收機 。w根據(jù)接收的衛(wèi)星信號頻率分根據(jù)接收的衛(wèi)星信號頻率分 ：可分為單頻接收機和雙：可分為單頻接收機和雙頻接收機兩種類型頻接收機兩種類型 。w根據(jù)接

40、收機的用途分根據(jù)接收機的用途分 ：可分為導(dǎo)航型、測量型和按時：可分為導(dǎo)航型、測量型和按時型三種類型。型三種類型。 GPS測量的作業(yè)模式測量的作業(yè)模式 GPS測量的作業(yè)模式，是指利用測量的作業(yè)模式，是指利用GPS定位定位技術(shù)確定觀測站之間相對位置所采用的作業(yè)方技術(shù)確定觀測站之間相對位置所采用的作業(yè)方式，它與式，它與GPS接收設(shè)備的硬件和軟件密切相關(guān)。接收設(shè)備的硬件和軟件密切相關(guān)。不同的作業(yè)模式，其作業(yè)方法、觀測時間及應(yīng)不同的作業(yè)模式，其作業(yè)方法、觀測時間及應(yīng)用范圍亦不同。用范圍亦不同。 近年來，由于近年來，由于GPS測量數(shù)據(jù)處理軟件系統(tǒng)測量數(shù)據(jù)處理軟件系統(tǒng)的發(fā)展。目前已有多種作業(yè)模式可供選擇。作

41、的發(fā)展。目前已有多種作業(yè)模式可供選擇。作業(yè)模式主要有靜態(tài)定位、快速靜態(tài)定位、準動業(yè)模式主要有靜態(tài)定位、快速靜態(tài)定位、準動態(tài)定位及動態(tài)定位等。態(tài)定位及動態(tài)定位等。靜態(tài)定位模式靜態(tài)定位模式 靜態(tài)定位模式是將靜態(tài)定位模式是將GPS接收機安置在基線接收機安置在基線端點上，觀測中保持固定不動，以便能通過重端點上，觀測中保持固定不動，以便能通過重復(fù)觀測取得足夠的多余觀測數(shù)據(jù)，以提高定位復(fù)觀測取得足夠的多余觀測數(shù)據(jù)，以提高定位的精度。的精度。 這種作業(yè)模式這種作業(yè)模式般是采用兩套或兩套以上般是采用兩套或兩套以上GPS接收設(shè)備，分別安置在一條或數(shù)條基線的接收設(shè)備，分別安置在一條或數(shù)條基線的端點上，同步觀測端點

42、上，同步觀測4顆以上衛(wèi)星。可觀測數(shù)個顆以上衛(wèi)星。可觀測數(shù)個時段，每時段長時段，每時段長1-3 h。靜態(tài)定位一般采用載波。靜態(tài)定位一般采用載波相位觀測量。相位觀測量。 靜態(tài)定位模式特點靜態(tài)定位模式特點 w靜態(tài)定位模式所觀測的基線邊，應(yīng)構(gòu)成某種閉合圖形。靜態(tài)定位模式所觀測的基線邊，應(yīng)構(gòu)成某種閉合圖形。這樣有利于觀測成果的檢核，增加網(wǎng)的強度，提高成果這樣有利于觀測成果的檢核，增加網(wǎng)的強度，提高成果的可靠性及平差后的精度。的可靠性及平差后的精度。w靜態(tài)定位測量一般需要有幾套接收設(shè)備進行同步觀測，靜態(tài)定位測量一般需要有幾套接收設(shè)備進行同步觀測，同步觀測所構(gòu)成的幾何圖形稱為同步環(huán)路。若有三套接同步觀測所構(gòu)

43、成的幾何圖形稱為同步環(huán)路。若有三套接收設(shè)備，同步環(huán)路可構(gòu)成三邊形；若有四套接收設(shè)備，收設(shè)備，同步環(huán)路可構(gòu)成三邊形；若有四套接收設(shè)備，則可構(gòu)成四邊形或中點三邊形。則可構(gòu)成四邊形或中點三邊形。GPS網(wǎng)即由若干個同步網(wǎng)即由若干個同步環(huán)路構(gòu)成。環(huán)路構(gòu)成。w靜態(tài)定位測量是當前靜態(tài)定位測量是當前GPS測量中精度最高的作業(yè)模式，測量中精度最高的作業(yè)模式，基線測量的精度可達基線測量的精度可達5mm+1PPmD，D為基線長度。為基線長度。因此，廣泛地應(yīng)用于大地測量、精密工程測量及其它精因此，廣泛地應(yīng)用于大地測量、精密工程測量及其它精密測量。密測量。 快速靜態(tài)定位模式快速靜態(tài)定位模式 w快速靜態(tài)定位模式是在測區(qū)的

44、中部選擇一個基快速靜態(tài)定位模式是在測區(qū)的中部選擇一個基準站。并安置一臺接收機，連續(xù)跟蹤所有可見準站。并安置一臺接收機，連續(xù)跟蹤所有可見衛(wèi)星；另衛(wèi)星；另臺接收機依次到各點流動設(shè)站，并臺接收機依次到各點流動設(shè)站，并且在每個流動站上靜止觀測數(shù)分鐘，以快速解且在每個流動站上靜止觀測數(shù)分鐘，以快速解算法解算整周未知數(shù)。算法解算整周未知數(shù)。w這種作業(yè)模式要求在觀測中必須至少跟蹤這種作業(yè)模式要求在觀測中必須至少跟蹤4顆顆衛(wèi)星，而且流動站距基準站衛(wèi)星，而且流動站距基準站般不垃超過般不垃超過15 km。 w這種作業(yè)模式觀測速度快，精度也較高，流動這種作業(yè)模式觀測速度快，精度也較高，流動站相對基準站的基線中誤差可

45、達站相對基準站的基線中誤差可達(5-10)mm+1ppmD。但由于直接觀測邊不構(gòu)成閉。但由于直接觀測邊不構(gòu)成閉合圖形，所以缺少檢核條件合圖形，所以缺少檢核條件 。準動態(tài)定位模式準動態(tài)定位模式 w在測區(qū)選擇一基準站，安置接收機連續(xù)跟蹤所有可見在測區(qū)選擇一基準站，安置接收機連續(xù)跟蹤所有可見衛(wèi)星；另一臺接收機為流動站的接收機，將其置于起衛(wèi)星；另一臺接收機為流動站的接收機，將其置于起始點始點1上，觀測數(shù)分鐘以便快速確定整周未知數(shù)。在上，觀測數(shù)分鐘以便快速確定整周未知數(shù)。在保持對所測衛(wèi)星連續(xù)跟蹤的情況下，流動的接收機依保持對所測衛(wèi)星連續(xù)跟蹤的情況下，流動的接收機依次遷到測點次遷到測點2、3、上各觀測數(shù)秒

46、鐘。上各觀測數(shù)秒鐘。w該作業(yè)模式在作業(yè)時必須至少有該作業(yè)模式在作業(yè)時必須至少有4顆以上衛(wèi)星可供觀測。顆以上衛(wèi)星可供觀測。在觀測過程中，流動接收機對所測衛(wèi)星信號不能失鎖，在觀測過程中，流動接收機對所測衛(wèi)星信號不能失鎖，如果發(fā)生失鎖現(xiàn)象。應(yīng)在失鎖后的流動點上，將觀測如果發(fā)生失鎖現(xiàn)象。應(yīng)在失鎖后的流動點上，將觀測時間延長至數(shù)分鐘。流動點與基準站距離不超過時間延長至數(shù)分鐘。流動點與基準站距離不超過15 km。w這種作業(yè)模式工作效率高。在作業(yè)過程小，雖然偶爾這種作業(yè)模式工作效率高。在作業(yè)過程小，雖然偶爾會發(fā)生失鎖，只要在失鎖的流動點上，延長數(shù)分鐘觀會發(fā)生失鎖，只要在失鎖的流動點上，延長數(shù)分鐘觀測時間，即

47、可向前繼續(xù)觀測。各流動點相對于基準點測時間，即可向前繼續(xù)觀測。各流動點相對于基準點的基線精度一般可達的基線精度一般可達(10-20)mm+1ppmD。 動態(tài)定位模式動態(tài)定位模式 w先建立一個基難站，并在其上安置接收機連續(xù)跟蹤觀先建立一個基難站，并在其上安置接收機連續(xù)跟蹤觀測所有可見衛(wèi)星。另一臺接收機安裝在運動的載體上，測所有可見衛(wèi)星。另一臺接收機安裝在運動的載體上，在出發(fā)點靜止觀測數(shù)分鐘，以便快速解算整周未知數(shù)。在出發(fā)點靜止觀測數(shù)分鐘，以便快速解算整周未知數(shù)。然后從出發(fā)點開始，載體按測量路線運動，其上的接然后從出發(fā)點開始，載體按測量路線運動，其上的接收機就按預(yù)定的采樣間隔自動進行觀測。收機就按

48、預(yù)定的采樣間隔自動進行觀測。w該作業(yè)模式要求在作業(yè)過程中，必須至少能同時跟蹤該作業(yè)模式要求在作業(yè)過程中，必須至少能同時跟蹤觀測到觀測到4顆衛(wèi)星以上，運動路線與基準站的距離不能超顆衛(wèi)星以上，運動路線與基準站的距離不能超過過15 km。w動態(tài)定位的觀測速度快，并可實現(xiàn)載體的連續(xù)實時定動態(tài)定位的觀測速度快，并可實現(xiàn)載體的連續(xù)實時定位。運動點相對基準站的基線精度一般可達位。運動點相對基準站的基線精度一般可達(10- 20)mm+1ppmD。適用于測定運動目標的軌跡、路線中。適用于測定運動目標的軌跡、路線中線測量、開闊地區(qū)的斷面測量及航道測量等。線測量、開闊地區(qū)的斷面測量及航道測量等。 RTK觀測觀測R

49、TK 野 外 測 量GPS測量的實施測量的實施 GPS測量按其性質(zhì)可分為外業(yè)和內(nèi)業(yè)兩部測量按其性質(zhì)可分為外業(yè)和內(nèi)業(yè)兩部分。外業(yè)工作主要包括選點、野外觀測工作以分。外業(yè)工作主要包括選點、野外觀測工作以及成果質(zhì)量檢核等；內(nèi)業(yè)工作主要包括及成果質(zhì)量檢核等；內(nèi)業(yè)工作主要包括GPS測測量的技術(shù)設(shè)計、測后數(shù)據(jù)處理以及技術(shù)總結(jié)等。量的技術(shù)設(shè)計、測后數(shù)據(jù)處理以及技術(shù)總結(jié)等。如果按照如果按照GPS測量實施的工作程序，則大體分測量實施的工作程序，則大體分為為GPS網(wǎng)的設(shè)計、選點與建立標志、外業(yè)觀測網(wǎng)的設(shè)計、選點與建立標志、外業(yè)觀測及成果檢核與處理等幾個階段。及成果檢核與處理等幾個階段。GPS網(wǎng)精度標準的確定網(wǎng)精度

50、標準的確定 對對GPS網(wǎng)的精度要求，主要取決于網(wǎng)的用網(wǎng)的精度要求，主要取決于網(wǎng)的用途。精度指標通常以網(wǎng)中相鄰點之間的距離誤途。精度指標通常以網(wǎng)中相鄰點之間的距離誤差表示，其形式為：差表示，其形式為：2020Dba 式中： 網(wǎng)中相鄰點間的距離誤差（mm）； a0 與GPS接收機有關(guān)的常量誤差（mm）； b0 比例誤差，( ppm或10-6) ； D 相鄰點間的距離（km）。 GPS網(wǎng)的圖形設(shè)計網(wǎng)的圖形設(shè)計 GPS網(wǎng)的圖形設(shè)計，主要取決于網(wǎng)的圖形設(shè)計，主要取決于網(wǎng)的用途，但是與經(jīng)費、時間和人網(wǎng)的用途，但是與經(jīng)費、時間和人力的消耗，以及接收設(shè)備的類型、力的消耗，以及接收設(shè)備的類型、數(shù)量和后勤保障等條

51、件也有很大關(guān)數(shù)量和后勤保障等條件也有很大關(guān)系。對此應(yīng)充分加以考慮，以期在系。對此應(yīng)充分加以考慮，以期在保證用途的條件下，盡可能減少消保證用途的條件下，盡可能減少消耗。耗。GPS網(wǎng)的圖形設(shè)計的一般原則網(wǎng)的圖形設(shè)計的一般原則 （1）GPS網(wǎng)一般應(yīng)布設(shè)成由獨立觀測邊構(gòu)成的閉合圖形，如三角形、網(wǎng)一般應(yīng)布設(shè)成由獨立觀測邊構(gòu)成的閉合圖形，如三角形、多邊形或附合路線，以增加檢核條件，提高網(wǎng)的可靠性。多邊形或附合路線，以增加檢核條件，提高網(wǎng)的可靠性。（2）網(wǎng)中相鄰點間基線向量的精度應(yīng)分布均勻。）網(wǎng)中相鄰點間基線向量的精度應(yīng)分布均勻。（3）GPS網(wǎng)點應(yīng)盡可能與原有地面控制網(wǎng)點相重合。重合點一般不網(wǎng)點應(yīng)盡可能與原

52、有地面控制網(wǎng)點相重合。重合點一般不應(yīng)少于應(yīng)少于3個，不足時應(yīng)進行聯(lián)測。而且重合點在網(wǎng)中的分布要均勻。個，不足時應(yīng)進行聯(lián)測。而且重合點在網(wǎng)中的分布要均勻。這是為了可靠地確定這是為了可靠地確定GPS網(wǎng)與地面網(wǎng)之間的坐標轉(zhuǎn)換參數(shù)。網(wǎng)與地面網(wǎng)之間的坐標轉(zhuǎn)換參數(shù)。（4）GPS網(wǎng)點應(yīng)考慮與水淮點相重合，對于不能重合的點，可根據(jù)網(wǎng)點應(yīng)考慮與水淮點相重合，對于不能重合的點，可根據(jù)精度要求，用水準測量方法或三角高程測量方法進行聯(lián)測，取得精度要求，用水準測量方法或三角高程測量方法進行聯(lián)測，取得大地高與正常高的轉(zhuǎn)換參數(shù)大地高與正常高的轉(zhuǎn)換參數(shù)(高程異常高程異常)。（5）為了便于）為了便于GPS測量的實施和水準聯(lián)測，

53、測量的實施和水準聯(lián)測，GPS網(wǎng)點一般應(yīng)設(shè)在視網(wǎng)點一般應(yīng)設(shè)在視野開闊和交通便利的地方。野開闊和交通便利的地方。（6）GPS測量不要求測量不要求GPS網(wǎng)點之間相互通視，但是為了便于以后用網(wǎng)點之間相互通視，但是為了便于以后用傳統(tǒng)測量方法進行聯(lián)測和擴展，可在傳統(tǒng)測量方法進行聯(lián)測和擴展，可在GPS網(wǎng)點附近布設(shè)通視良好網(wǎng)點附近布設(shè)通視良好的方位點，以建立聯(lián)測方向。方位點與其網(wǎng)點之間的距離，一般的方位點，以建立聯(lián)測方向。方位點與其網(wǎng)點之間的距離，一般應(yīng)不小于應(yīng)不小于300m。GPS網(wǎng)的基本圖形的選擇網(wǎng)的基本圖形的選擇 根據(jù)根據(jù)GPS測量的不同用途，測量的不同用途，GPS網(wǎng)的獨立觀測邊網(wǎng)的獨立觀測邊應(yīng)構(gòu)成一定

54、的幾何圖形。圖形的基本形式如下：應(yīng)構(gòu)成一定的幾何圖形。圖形的基本形式如下：（1）三角形網(wǎng)：這種圖形的幾何結(jié)構(gòu)強，具有良好的自）三角形網(wǎng)：這種圖形的幾何結(jié)構(gòu)強，具有良好的自檢能力，能夠有效地發(fā)現(xiàn)觀測成果的粗差，以保障網(wǎng)檢能力，能夠有效地發(fā)現(xiàn)觀測成果的粗差，以保障網(wǎng)的可靠性。同時，經(jīng)平差后精度分布均勻。但是，這的可靠性。同時，經(jīng)平差后精度分布均勻。但是，這種網(wǎng)形的觀測工作量大，通常只有當網(wǎng)的精度和可靠種網(wǎng)形的觀測工作量大，通常只有當網(wǎng)的精度和可靠性要求較高時，才單獨采用這種圖形。性要求較高時，才單獨采用這種圖形。 （2）環(huán)形網(wǎng)：環(huán)形網(wǎng)是由若干含有多條獨立觀測邊的閉）環(huán)形網(wǎng)：環(huán)形網(wǎng)是由若干含有多條獨

55、立觀測邊的閉合環(huán)組成，環(huán)形網(wǎng)觀測工作量較三角形網(wǎng)小，也具有合環(huán)組成，環(huán)形網(wǎng)觀測工作量較三角形網(wǎng)小，也具有較好的自檢能力和可靠性，網(wǎng)中精度分布不夠均勻。較好的自檢能力和可靠性，網(wǎng)中精度分布不夠均勻。（3）星型網(wǎng)：星型網(wǎng)的幾何圖形簡單，但其直接觀測邊）星型網(wǎng)：星型網(wǎng)的幾何圖形簡單，但其直接觀測邊之間，一般不構(gòu)成閉合圖形，所以檢核能力差。之間，一般不構(gòu)成閉合圖形，所以檢核能力差。GPS網(wǎng)網(wǎng)型網(wǎng)網(wǎng)型三角形網(wǎng) 環(huán)形網(wǎng) 星型網(wǎng)GPS網(wǎng)選點應(yīng)遵守的原則網(wǎng)選點應(yīng)遵守的原則 1觀測站觀測站(即接收天線安置點即接收天線安置點)應(yīng)遠離大功率的天線電發(fā)應(yīng)遠離大功率的天線電發(fā)射臺和高壓輸電線，以避免其周圍磁場對射臺和高

56、壓輸電線，以避免其周圍磁場對GPS衛(wèi)星信衛(wèi)星信號的干擾。接收機天線與其距離號的干擾。接收機天線與其距離般不得小于般不得小于200 m。2觀測站附近不應(yīng)有大面積的水域或?qū)﹄姶挪ǚ瓷浠蛭^測站附近不應(yīng)有大面積的水域或?qū)﹄姶挪ǚ瓷浠蛭諒娏业奈矬w，以減弱多路徑效應(yīng)的影響。收強烈的物體，以減弱多路徑效應(yīng)的影響。3觀測站應(yīng)設(shè)在易于安置接收設(shè)備的地方，并且視場要觀測站應(yīng)設(shè)在易于安置接收設(shè)備的地方，并且視場要開闊。在視場內(nèi)周圍障礙物的高度角，根據(jù)情況一般開闊。在視場內(nèi)周圍障礙物的高度角，根據(jù)情況一般應(yīng)小于應(yīng)小于10- 15。4觀測站應(yīng)選定交通方便的地方，并且便于用其它測量觀測站應(yīng)選定交通方便的地方，并且便于

57、用其它測量手段聯(lián)測和擴展。手段聯(lián)測和擴展。5對于基線較長的對于基線較長的GPS網(wǎng)網(wǎng),還應(yīng)考慮觀測站附近應(yīng)具有良還應(yīng)考慮觀測站附近應(yīng)具有良好的通訊設(shè)施和電力供應(yīng)，以供觀測站之間的聯(lián)絡(luò)和好的通訊設(shè)施和電力供應(yīng)，以供觀測站之間的聯(lián)絡(luò)和設(shè)備用電。設(shè)備用電。GPS測量的觀測工作測量的觀測工作 GPS測量的觀測工作主要包括天測量的觀測工作主要包括天線安置、觀測作業(yè)、觀測記錄及觀線安置、觀測作業(yè)、觀測記錄及觀測數(shù)據(jù)的質(zhì)量判定等。測數(shù)據(jù)的質(zhì)量判定等。 天線安置的要求天線安置的要求（1）靜態(tài)相對定位時，天線安置應(yīng)盡可能利用三腳架，）靜態(tài)相對定位時，天線安置應(yīng)盡可能利用三腳架，并安置在標志中心的上方直接對中觀測。

58、在特殊情況并安置在標志中心的上方直接對中觀測。在特殊情況下，方可進行偏心觀測，但歸心元素應(yīng)精密測定。下，方可進行偏心觀測，但歸心元素應(yīng)精密測定。（2）天線底板上的圓水準器氣泡必須嚴格居中。）天線底板上的圓水準器氣泡必須嚴格居中。（3）天線的定向標志線應(yīng)指向正北并顧及當?shù)卮牌牵┨炀€的定向標志線應(yīng)指向正北并顧及當?shù)卮牌堑挠绊?，以減弱相位中心偏差的影響。定向的誤差依的影響，以減弱相位中心偏差的影響。定向的誤差依定位的精度要求不同而異，一般不應(yīng)超過定位的精度要求不同而異，一般不應(yīng)超過3- 5。（4）雷雨天氣安置天線時，應(yīng)注意將其底盤接地，以防）雷雨天氣安置天線時，應(yīng)注意將其底盤接地，以防止雷擊。止

59、雷擊。 天線安置后，應(yīng)在各觀測時段的前后，各量取天天線安置后，應(yīng)在各觀測時段的前后，各量取天線高一次線高一次 量測的方法按儀器的操作說明進行。兩次量量測的方法按儀器的操作說明進行。兩次量測結(jié)果之差不應(yīng)超過測結(jié)果之差不應(yīng)超過3 mm，并取其平均值。，并取其平均值。外業(yè)觀測工作中注意事項：外業(yè)觀測工作中注意事項： （1）當確認外接電源電纜及天線等各項聯(lián)結(jié)無誤后，方可接通電源，）當確認外接電源電纜及天線等各項聯(lián)結(jié)無誤后，方可接通電源，啟動接收機；啟動接收機；（2）開機后接收機的有關(guān)指示和儀表數(shù)據(jù)顯示正常時，方可進行）開機后接收機的有關(guān)指示和儀表數(shù)據(jù)顯示正常時，方可進行自測試和輸入有關(guān)測站和時段控制信

60、息；自測試和輸入有關(guān)測站和時段控制信息；（3）接收機在開始記錄數(shù)據(jù)后，用戶應(yīng)注意查看有關(guān)觀測衛(wèi)星數(shù)據(jù)、）接收機在開始記錄數(shù)據(jù)后，用戶應(yīng)注意查看有關(guān)觀測衛(wèi)星數(shù)據(jù)、衛(wèi)星號、相位測量殘差、實時定位結(jié)果及其變化、存儲介質(zhì)記錄衛(wèi)星號、相位測量殘差、實時定位結(jié)果及其變化、存儲介質(zhì)記錄等情況。等情況。（4）在觀測過程中，接收機不得關(guān)閉并重新啟動；不準改變衛(wèi)星高）在觀測過程中，接收機不得關(guān)閉并重新啟動；不準改變衛(wèi)星高度角的限值；不準改變天線高。度角的限值；不準改變天線高。（5）每一觀測時段中，氣象資料應(yīng)在時段始末及中間各觀測記錄一）每一觀測時段中，氣象資料應(yīng)在時段始末及中間各觀測記錄一次。當時段較長如超過次。