2024年-GPS控制網(wǎng)布設(shè)演示幻燈片

工程控制測(cè)量學(xué)(EngineeringControlSurveying)測(cè)量工程與裝備系范百興第十九講

GPS控制網(wǎng)布設(shè)原理與方法Principles&MethodofGPSControlNetworkLayout1本次課程內(nèi)容

一、GPS控制網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計(jì)二、GPS控制網(wǎng)的網(wǎng)形設(shè)計(jì)三、GPS控制網(wǎng)布設(shè)四、GPS控制網(wǎng)測(cè)量五、GPS觀測(cè)成果檢核六、GPS控制網(wǎng)平差七、GPS測(cè)量技術(shù)總結(jié)八、GPS平面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換九、GPS高程擬合2一、GPS控制網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計(jì)1、工程GPS控制網(wǎng)測(cè)量規(guī)范《全球定位系統(tǒng)（GPS）測(cè)量規(guī)范》國(guó)家測(cè)繪局《全球定位系統(tǒng)城市測(cè)量規(guī)范》國(guó)家建設(shè)部總參測(cè)繪局各個(gè)部委制定的GPS測(cè)量規(guī)程與細(xì)則

2、GPS控制網(wǎng)測(cè)量精度GPS控制網(wǎng)按照測(cè)量精度分為AA、A、B、C、D、E六級(jí)，相鄰點(diǎn)間的基線長(zhǎng)度精度計(jì)算公式為：其中：

--相鄰點(diǎn)間距離中誤差

a—固定誤差（mm）b—比例誤差（ppm）

D—相鄰點(diǎn)間的距離（km）

3級(jí)別固定誤差amm比例誤差bppm相鄰點(diǎn)間平均距離DkmAA30.011000A50.1300B8170C10510~15D10105~10E10200.2~5GPS各級(jí)控制網(wǎng)精度指標(biāo)一、GPS控制網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計(jì)4級(jí)別用途AA全球性的地球動(dòng)力學(xué)研究、地殼形變測(cè)量、精密定軌A區(qū)域性的地球動(dòng)力學(xué)研究、地殼變形測(cè)量B局部變形監(jiān)測(cè)、各種精密工程測(cè)量C大中城市及工程測(cè)量的基本控制網(wǎng)D中小城市、城鎮(zhèn)及測(cè)圖、地籍、土地信息、房產(chǎn)、物探、勘察、建筑施工等的控制測(cè)量EGPS各級(jí)控制網(wǎng)用途一、GPS控制網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計(jì)53、GPS控制網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計(jì)原因

GPS測(cè)量得到WGS84坐標(biāo)系下的基線向量，而通常采用的是國(guó)家坐標(biāo)系或獨(dú)立坐標(biāo)系，應(yīng)該首先確定GPS成果所采用的坐標(biāo)系統(tǒng)合起算數(shù)據(jù)，即GPS網(wǎng)基準(zhǔn)設(shè)計(jì)。

GPS網(wǎng)基準(zhǔn)分類位置基準(zhǔn)根據(jù)給定的起算點(diǎn)坐標(biāo)確定方位基準(zhǔn)常根據(jù)給定的起算方位或GPS基線向量確定長(zhǎng)度基準(zhǔn)根據(jù)起算點(diǎn)反算邊長(zhǎng)、EDM測(cè)距邊長(zhǎng)或GPS邊長(zhǎng)一、GPS控制網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計(jì)63、GPS控制網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

若GPS測(cè)量成果需要進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，應(yīng)該選擇或聯(lián)測(cè)足夠多的兩坐標(biāo)系的公共點(diǎn)，一般大于3，以保證坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換參數(shù)的精度和可靠性；

起算點(diǎn)數(shù)目越多，GPS網(wǎng)和原有網(wǎng)的吻合越好，但會(huì)損失現(xiàn)有GPS網(wǎng)的測(cè)量精度，起算點(diǎn)為3~5個(gè)時(shí)，既能保證兩坐標(biāo)系的一致，又可保證GPS網(wǎng)的測(cè)量精度；

起算點(diǎn)在GPS網(wǎng)中應(yīng)該均勻分布，避免分布在網(wǎng)中的一側(cè)；

EDM測(cè)距邊作為起算邊長(zhǎng)時(shí)，數(shù)量在3~5條為宜，但是EDM邊的兩端點(diǎn)高差不應(yīng)過大；一、GPS控制網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計(jì)73、GPS控制網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

起算方位不宜過多，可以布設(shè)在網(wǎng)中的任意位置GPS網(wǎng)得到大地高，聯(lián)測(cè)水準(zhǔn)高程后才能將高程轉(zhuǎn)換為正常高，聯(lián)測(cè)規(guī)定為：

AA、A級(jí)網(wǎng)應(yīng)按照二等水準(zhǔn)聯(lián)測(cè)高程

B級(jí)網(wǎng)應(yīng)按照三等水準(zhǔn)每隔2~3點(diǎn)聯(lián)測(cè)高程

C級(jí)網(wǎng)應(yīng)按照三等水準(zhǔn)每隔3~6點(diǎn)聯(lián)測(cè)高程

D、E級(jí)網(wǎng)應(yīng)按照四等水準(zhǔn)聯(lián)測(cè)高程

水準(zhǔn)聯(lián)測(cè)點(diǎn)應(yīng)均勻分布整個(gè)測(cè)區(qū)，未知點(diǎn)正常高程的求解因采用內(nèi)插的方法一、GPS控制網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計(jì)8二、GPS控制網(wǎng)的網(wǎng)形設(shè)計(jì)1、GPS網(wǎng)形設(shè)計(jì)特點(diǎn)

由于點(diǎn)間不需要通視，且點(diǎn)位精度主要取決于衛(wèi)星與測(cè)站間的幾何網(wǎng)形、觀測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量和數(shù)據(jù)處理方法，因此GPS網(wǎng)的設(shè)計(jì)主要取決于用戶的要求和用途。2、GPS測(cè)量的基本概念觀測(cè)時(shí)段測(cè)站上開始接收衛(wèi)星信號(hào)到停止接收，連續(xù)觀測(cè)的時(shí)間間隔同步觀測(cè)兩臺(tái)以上的接收機(jī)同時(shí)對(duì)同一組衛(wèi)星進(jìn)行的觀測(cè)92、GPS測(cè)量的基本概念同步觀測(cè)環(huán)三臺(tái)或三臺(tái)以上接收機(jī)同步觀測(cè)所獲得的基線向量所構(gòu)成的閉合環(huán)。同步環(huán)各邊的坐標(biāo)差分量分量之和即為同步環(huán)閉合差。獨(dú)立基線

GPS控制網(wǎng)中相互之間不能構(gòu)成檢核條件的邊，稱為獨(dú)立基線。N臺(tái)GPS同步觀測(cè)可得到基線邊條數(shù)J為：

J=N(N-1)/2獨(dú)立基線為：

DJ=N-1二、GPS控制網(wǎng)的網(wǎng)形設(shè)計(jì)10獨(dú)立基線N=2,J=1N=3,J=3N=4,J=6N=5,J=10N=2,DJ=1N=3,DJ=2N=4,DJ=3二、GPS控制網(wǎng)的網(wǎng)形設(shè)計(jì)11獨(dú)立觀測(cè)環(huán)（異步環(huán)）由非同步觀測(cè)獲得的獨(dú)立基線向量構(gòu)成的閉合環(huán)。AA、A、B級(jí)GPS網(wǎng)中每點(diǎn)的連接點(diǎn)數(shù)不少于3，C、D、E級(jí)GPS網(wǎng)應(yīng)布設(shè)成多邊形或復(fù)合路線。級(jí)別ABCDE獨(dú)立環(huán)或附和路線的邊數(shù)566810重復(fù)基線同一條GPS邊觀測(cè)多個(gè)時(shí)段，可得到多個(gè)基線結(jié)果。二、GPS控制網(wǎng)的網(wǎng)形設(shè)計(jì)12三、GPS控制網(wǎng)布設(shè)1、跟蹤站式將數(shù)臺(tái)GPS接收機(jī)長(zhǎng)期固定在不同測(cè)站上，進(jìn)行不間斷連續(xù)觀測(cè)。特點(diǎn)觀測(cè)時(shí)間長(zhǎng)、數(shù)據(jù)量大、多余觀測(cè)較多、精度高、框架基準(zhǔn)特性好。但成本較高，多用于AA級(jí)網(wǎng)。2、會(huì)站式多臺(tái)GPS接收機(jī)在同一批點(diǎn)上多天長(zhǎng)時(shí)間同步觀測(cè)，然后再遷移到另外一批點(diǎn)上進(jìn)行同樣觀測(cè)，直至全部觀測(cè)完成。具有精度較高（尺度精度特高）等優(yōu)點(diǎn)，多用于A、B級(jí)網(wǎng)。133、同步圖形擴(kuò)展式GPS網(wǎng)以同步圖形的形式連接擴(kuò)展，構(gòu)成具有一定數(shù)量獨(dú)立環(huán)的布網(wǎng)形式，不同的同步圖形間有若干公共點(diǎn)連接，具有測(cè)量速度快、方法簡(jiǎn)單、圖形強(qiáng)度較好等優(yōu)點(diǎn)，是主要的GPS布網(wǎng)形式。可以分為點(diǎn)連式、邊連式、網(wǎng)連式和混連式。點(diǎn)連式

相鄰兩個(gè)同步圖形只通過一個(gè)公共點(diǎn)連接，但圖形強(qiáng)度較低，易有連環(huán)影響，一般不單獨(dú)使用。B11A1C1A2B22B3C33B4A44三、GPS控制網(wǎng)布設(shè)14邊連式

相鄰兩個(gè)同步圖形只通過一條邊連接，具有較多的重復(fù)基線和獨(dú)立環(huán)，圖形條件較強(qiáng)，作業(yè)效率較高，被廣泛采用。B11A1C123452三、GPS控制網(wǎng)布設(shè)15網(wǎng)連式

相鄰兩個(gè)同步圖形通過三個(gè)以上的公共點(diǎn)連接，至少需要4臺(tái)GPS接收機(jī)，圖形條件很強(qiáng)，成本較高，多用于高精度的控制網(wǎng)。三、GPS控制網(wǎng)布設(shè)16混連式

相鄰兩個(gè)同步圖形可能通過點(diǎn)、邊、網(wǎng)等形式連接，自檢性和可靠性較好，能有效發(fā)現(xiàn)粗差，在GPS工程控制網(wǎng)中廣采用。常見的有三角形和環(huán)形網(wǎng)等布網(wǎng)形式。三、GPS控制網(wǎng)布設(shè)17三角形網(wǎng)優(yōu)點(diǎn)：

圖形幾何結(jié)構(gòu)強(qiáng)，具有較多的檢核條件，平差后網(wǎng)中相鄰點(diǎn)間基線向量的精度比較均勻。缺點(diǎn)：

觀測(cè)工作量大。一般只有在網(wǎng)的精度和可靠性要求比較高時(shí)，才單獨(dú)采用這種圖形。三、GPS控制網(wǎng)布設(shè)18環(huán)形網(wǎng)優(yōu)點(diǎn)：

觀測(cè)工作量較小，且具有較好的自檢性和可靠性。缺點(diǎn)：

非直接觀測(cè)基線邊(或間接邊)精度較直接觀測(cè)邊低，相鄰點(diǎn)間的基線精度分布不均勻。是大地測(cè)量和精密工程測(cè)量中普遍采用的圖形，通常采用上述兩種圖形的混合圖形。三、GPS控制網(wǎng)布設(shè)19星形網(wǎng)優(yōu)點(diǎn)：

觀測(cè)中只需要兩臺(tái)GPS接收機(jī)，作業(yè)簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：

幾何圖形簡(jiǎn)單，檢驗(yàn)和發(fā)現(xiàn)粗差能力差。廣泛用于工程測(cè)量、邊界測(cè)量、地籍測(cè)量和碎部測(cè)量等。三、GPS控制網(wǎng)布設(shè)20四、GPS控制網(wǎng)測(cè)量1、外業(yè)測(cè)量準(zhǔn)備測(cè)區(qū)踏勘

資料收集技術(shù)設(shè)計(jì)書的編寫項(xiàng)目、測(cè)區(qū)和測(cè)量概述作業(yè)依據(jù)技術(shù)要求、布網(wǎng)方案測(cè)區(qū)資料、選點(diǎn)埋石、數(shù)據(jù)處理、保證措施設(shè)備的準(zhǔn)備與人員安排觀測(cè)計(jì)劃的擬定

GPS儀器的選擇與檢驗(yàn)212、選點(diǎn)要求點(diǎn)位周圍+15o以上天空無障礙物

避免周圍有強(qiáng)烈反射無線電信號(hào)的物體，如玻璃幕墻、水面、大型建筑等遠(yuǎn)離電臺(tái)、發(fā)射塔等大功率無線電發(fā)射源，距離應(yīng)大于200米，離高壓線、變電所等的距離應(yīng)大于50米；交通方便，有利于其他測(cè)量和聯(lián)測(cè)地面基礎(chǔ)條件穩(wěn)定，便于點(diǎn)的保存選點(diǎn)埋石完成后應(yīng)提交:點(diǎn)之記,GPS網(wǎng)選點(diǎn)圖,選點(diǎn)工作總結(jié)四、GPS控制網(wǎng)測(cè)量223、GPS觀測(cè)的技術(shù)規(guī)定項(xiàng)目級(jí)別AAABCDE衛(wèi)星截至高度角10o10o10o10o10o10o同時(shí)觀測(cè)有效衛(wèi)星數(shù)444444有效觀測(cè)衛(wèi)星總數(shù)20209644觀測(cè)時(shí)段數(shù)106421.61.6時(shí)段長(zhǎng)度靜態(tài)720540240604540快速靜態(tài)雙頻+P碼1052雙頻全波151010單頻3020

15采樣間隔靜態(tài)30303010~3010~3010~30快速靜態(tài)5~155~155~15時(shí)段中任一衛(wèi)星的有效觀測(cè)時(shí)間靜態(tài)151515151515快速靜態(tài)雙頻+P碼111雙頻全波333單頻555四、GPS控制網(wǎng)測(cè)量234、GPS觀測(cè)過程天線安置

在控制測(cè)量中，天線應(yīng)該用三角架或強(qiáng)制對(duì)中裝置直接安裝在標(biāo)石中心垂直上方，對(duì)中誤差小于3mm，特殊情況進(jìn)行偏心觀測(cè)，需要精確測(cè)定歸心元素；在覘標(biāo)頂部安置天線進(jìn)行測(cè)量時(shí)，卸掉覘標(biāo)頂，按照投影點(diǎn)安置天線，投影示誤三角形邊長(zhǎng)小于5mm;有尋常標(biāo)的控制點(diǎn)安置天線前，應(yīng)先放到尋常標(biāo)；天線指北定向誤差小于3o~5o，以消除相位中心偏差；圓水準(zhǔn)氣泡應(yīng)該居中；天線高

1.5m，在三個(gè)不同方向上量高誤差小于3mm，時(shí)段測(cè)量前后分別量取,取平均結(jié)果作為天線高；四、GPS控制網(wǎng)測(cè)量24觀測(cè)作業(yè)觀測(cè)小組嚴(yán)格嚴(yán)格按照調(diào)度指令，按照規(guī)定時(shí)間進(jìn)行作業(yè)；檢查接收機(jī)和主機(jī)連接無誤后，方可開機(jī)測(cè)量測(cè)量過程應(yīng)該嚴(yán)格填寫測(cè)量手??；開始測(cè)量后和測(cè)量過程中，測(cè)量人員不得離開測(cè)站，并且應(yīng)該隨時(shí)檢查接收衛(wèi)星狀態(tài)和測(cè)量信息；各時(shí)段開始和結(jié)束時(shí)，應(yīng)記錄觀測(cè)衛(wèi)星號(hào)、天氣、PDOP等；測(cè)量過程中，應(yīng)嚴(yán)防被接收機(jī)碰撞、信號(hào)遮擋等事情發(fā)生；觀測(cè)過程中，50m內(nèi)不準(zhǔn)使用電臺(tái)，10米內(nèi)不準(zhǔn)使用對(duì)講機(jī)；接收機(jī)的防熱很困難，但應(yīng)該防止電子手薄和主機(jī)直接被太陽(yáng)照射；四、GPS控制網(wǎng)測(cè)量255、GPS作業(yè)模式靜態(tài)相對(duì)定位作業(yè)方法

將兩臺(tái)或多臺(tái)GPS接收機(jī)安置在基線的兩端，同步觀測(cè)4顆以上衛(wèi)星，觀測(cè)時(shí)間在45min以上。精度

基線相對(duì)定位精度可達(dá)5mm+1ppmD。特點(diǎn)

觀測(cè)精度和可靠性較高，主要用于國(guó)家級(jí)大地控制網(wǎng)的建立、地殼運(yùn)動(dòng)或工程變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)、精密工程控制網(wǎng)。四、GPS控制網(wǎng)測(cè)量26快速靜態(tài)定位作業(yè)方法在測(cè)區(qū)中央的某一基準(zhǔn)站上，安置接收機(jī)連續(xù)跟蹤所有可見衛(wèi)星，另一臺(tái)接收機(jī)依次到各站進(jìn)行測(cè)量。觀測(cè)時(shí)間

雙頻接收機(jī)同步觀測(cè)5~10min，單頻觀測(cè)15min,接近靜態(tài)相對(duì)定位測(cè)量模式的精度。特點(diǎn)

具有速度快、精度高、能耗低等特點(diǎn)，但構(gòu)不成閉合環(huán)，可靠性底，主要用于一般控制網(wǎng)的建立和加密、工程測(cè)量、地籍測(cè)量和碎步測(cè)量。四、GPS控制網(wǎng)測(cè)量27準(zhǔn)動(dòng)態(tài)定位作業(yè)方法在測(cè)區(qū)中央的某一基準(zhǔn)站上，安置接收機(jī)連續(xù)跟蹤所有可見衛(wèi)星，另一臺(tái)接收機(jī)首先到第一點(diǎn)觀測(cè)2min，然后在不失鎖的情況下到其他站觀測(cè)幾秒鐘即可。精度

基線解算精度為1~2cm。應(yīng)用主要用開闊地區(qū)的一般控制網(wǎng)測(cè)量、工程測(cè)量、地籍測(cè)量和碎步測(cè)量等。四、GPS控制網(wǎng)測(cè)量28動(dòng)態(tài)定位作業(yè)方法在測(cè)區(qū)中央的某一基準(zhǔn)站上，安置接收機(jī)連續(xù)跟蹤所有可見衛(wèi)星，另一臺(tái)接收機(jī)安裝在運(yùn)動(dòng)載體上，出發(fā)前先觀測(cè)幾分鐘，然后隨著載體的運(yùn)動(dòng)按照指定時(shí)間間隔進(jìn)行測(cè)量即可。精度

相對(duì)于基準(zhǔn)點(diǎn)的精度為1~2cm。應(yīng)用主要用軌跡測(cè)量、剖面測(cè)量、航道測(cè)量和路線中線測(cè)量等。距離小于20km，同步觀測(cè)五顆以上衛(wèi)星。四、GPS控制網(wǎng)測(cè)量29實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位（RealTimeKinematic,RTK）作業(yè)方法在某一基準(zhǔn)站上，安置接收機(jī)連續(xù)跟蹤所有可見衛(wèi)星，另一臺(tái)接收機(jī)接收基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)顯示和計(jì)算流動(dòng)站坐標(biāo)。應(yīng)用主要用導(dǎo)航測(cè)量、航空測(cè)量、航道測(cè)量和路線中線測(cè)量等。距離小于20km。四、GPS控制網(wǎng)測(cè)量30五、GPS觀測(cè)成果檢核同一時(shí)段觀測(cè)數(shù)據(jù)的剔除

應(yīng)該剔除觀測(cè)時(shí)間過短、信噪比過大的觀測(cè)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)剔除率小于10%。同步環(huán)檢測(cè)同步環(huán)各邊的坐標(biāo)差分量之和應(yīng)滿足：其中：為由儀器標(biāo)稱精度得到的基線距離中誤差。31異步環(huán)檢測(cè)異步環(huán)各邊的坐標(biāo)差分量之和應(yīng)滿足：其中：為由儀器標(biāo)稱精度得到的基線距離中誤差。五、GPS觀測(cè)成果檢核32重復(fù)基線檢測(cè)B級(jí)網(wǎng)以下各級(jí)GPS網(wǎng)，同一條邊任意兩時(shí)段的邊長(zhǎng)之差

d應(yīng)滿足：其中：為由儀器標(biāo)稱精度得到的基線距離中誤差。成果檢核不合格者，應(yīng)該根據(jù)情況重測(cè)一條基線邊或一個(gè)網(wǎng)五、GPS觀測(cè)成果檢核33數(shù)據(jù)采集GPS網(wǎng)與地面網(wǎng)聯(lián)合處理數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)實(shí)時(shí)定位基線解算數(shù)據(jù)預(yù)處理數(shù)據(jù)粗加工GPS數(shù)據(jù)處理基本流程六、GPS控制網(wǎng)平差341、GPS測(cè)量數(shù)據(jù)粗加工數(shù)據(jù)傳輸

將存儲(chǔ)在接收機(jī)內(nèi)存或數(shù)據(jù)卡上的數(shù)據(jù)通過電纜線或讀卡器，傳輸?shù)接?jì)算機(jī)上。數(shù)據(jù)分流

將觀測(cè)數(shù)據(jù)按照類別歸入不同的數(shù)據(jù)文件中，主要有以下四種文件：

觀測(cè)值文件包含觀測(cè)歷元、C/A碼偽距、載波相位、積分多普勒計(jì)數(shù)、信噪比等信息。六、GPS控制網(wǎng)平差35

星歷參數(shù)文件包含被測(cè)衛(wèi)星的軌道信息，據(jù)此可以計(jì)算任意觀測(cè)時(shí)刻的衛(wèi)星軌道位置信息。電離層參數(shù)和UTC參數(shù)文件電離層參數(shù)可用于改正觀測(cè)值的電離層影響，UTC參數(shù)文件將GPS時(shí)間轉(zhuǎn)換為UTC時(shí)間；測(cè)站信息文件包含測(cè)站信息和觀測(cè)信息，如測(cè)站名、概略坐標(biāo)、天線高、觀測(cè)起止時(shí)間等信息。六、GPS控制網(wǎng)平差362、GPS測(cè)量數(shù)據(jù)的預(yù)處理目的

對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑濾波檢驗(yàn)，剔除粗差刪除無效無用數(shù)據(jù)；

統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式，將不同接收機(jī)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為彼此兼容的數(shù)據(jù)格式；

GPS衛(wèi)星軌道方程的標(biāo)準(zhǔn)化，用多項(xiàng)式擬合星歷數(shù)據(jù)；探測(cè)并修復(fù)周跳；對(duì)觀測(cè)值進(jìn)行各種模型改正，如電離層改正等；六、GPS控制網(wǎng)平差372、GPS測(cè)量數(shù)據(jù)的預(yù)處理內(nèi)容

GPS衛(wèi)星軌道方程的標(biāo)準(zhǔn)化衛(wèi)星時(shí)鐘多項(xiàng)式的擬合和標(biāo)準(zhǔn)化初始整周模糊度的預(yù)計(jì)和整周跳變的發(fā)現(xiàn)與修復(fù)觀測(cè)值文件的標(biāo)準(zhǔn)化記錄格式、記錄類型、記錄項(xiàng)目的標(biāo)準(zhǔn)化采樣密度標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)單位標(biāo)準(zhǔn)化目前，GPS觀測(cè)文件標(biāo)準(zhǔn)化尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，不同處理軟件提供不同技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。六、GPS控制網(wǎng)平差383、基線向量解算和網(wǎng)平差將載波相位觀測(cè)值進(jìn)行線性組合，以雙差值作為觀測(cè)值，組成誤差方程根據(jù)誤差方程求出法方程，進(jìn)行基線平差解算；解算以基線的坐標(biāo)差為未知參數(shù)進(jìn)行解算；將解算得到的WGS84坐標(biāo)，通過公共點(diǎn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，歸算到國(guó)家或地方坐標(biāo)系內(nèi)。六、GPS控制網(wǎng)平差39七、GPS測(cè)量技術(shù)總結(jié)1、技術(shù)總結(jié)

項(xiàng)目名稱、測(cè)量目的、施測(cè)單位、作業(yè)時(shí)間和人員情況測(cè)區(qū)范圍、位置、地理和人文條件、交通、氣象等測(cè)區(qū)已有測(cè)量資料的檢核、使用情況坐標(biāo)系統(tǒng)與起算數(shù)據(jù)的選定，作業(yè)依據(jù)和測(cè)量精度要求

GPS接收機(jī)的類型、數(shù)量和技術(shù)參數(shù)、儀器檢驗(yàn)情況選點(diǎn)埋石的情況、點(diǎn)之記等觀測(cè)情況、補(bǔ)測(cè)和重測(cè)情況觀測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量分析和野外檢核數(shù)據(jù)處理方法、平差軟件和精度分析成果相關(guān)問題說明和附表402、成果驗(yàn)收

測(cè)量方案是否符合規(guī)定和技術(shù)設(shè)計(jì)要求補(bǔ)測(cè)、重測(cè)和數(shù)據(jù)剔除是否合理數(shù)據(jù)處理軟件是否符合要求，處理項(xiàng)目是否齊全，起算數(shù)據(jù)是否正確；各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)是否達(dá)到要求驗(yàn)收?qǐng)?bào)告的質(zhì)量評(píng)定七、GPS測(cè)量技術(shù)總結(jié)413、上交資料

測(cè)量任務(wù)書和技術(shù)設(shè)計(jì)

GPS網(wǎng)展點(diǎn)圖

GPS控制點(diǎn)的點(diǎn)之記、測(cè)站環(huán)視圖衛(wèi)星可見性圖、預(yù)報(bào)表和觀測(cè)計(jì)劃原始數(shù)據(jù)文件、觀測(cè)手薄和相關(guān)記錄外業(yè)觀測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量評(píng)價(jià)和外業(yè)檢核資料數(shù)據(jù)處理資料和成果表技術(shù)總結(jié)和成果驗(yàn)收?qǐng)?bào)告七、GPS測(cè)量技術(shù)總結(jié)42八、GPS平面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換1、GPS定位成果至國(guó)家/地方參考橢球的二維轉(zhuǎn)換GPS定位成果是三維的基線向量，它又構(gòu)成GPS基線網(wǎng)。二維轉(zhuǎn)換的目的將三維GPS基線向量網(wǎng)投影到國(guó)家大地坐標(biāo)系或地方獨(dú)立坐標(biāo)系，使二者之間相互兼容。二維轉(zhuǎn)換的要點(diǎn)使兩個(gè)坐標(biāo)系之間的原點(diǎn)重合，起始方位一致，通過尺度的縮放使邊長(zhǎng)和坐標(biāo)一致。簡(jiǎn)單的講，就是七參數(shù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換：三個(gè)平移參數(shù)、三個(gè)旋轉(zhuǎn)參數(shù)和一個(gè)尺度因子。431、GPS定位成果至國(guó)家/地方參考橢球的二維轉(zhuǎn)換

GPS三維基線向量網(wǎng)的平移變換設(shè)原點(diǎn)在國(guó)家大地坐標(biāo)系和WGS84下的坐標(biāo)為(X0,Y0,Z0)和(X'0,Y'0,Z'0),則兩個(gè)坐標(biāo)系之間的平移參數(shù):

X=X0-

X'0

Y=Y0-

Y'0

Z=Z0-

Z'0然后根據(jù)三個(gè)平移量將兩個(gè)坐標(biāo)系原點(diǎn)平移到重合位置.八、GPS平面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換44

GPS網(wǎng)在國(guó)家大地坐標(biāo)系內(nèi)的二維投影變換利用克里斯托夫第一類微分方程可得:由于dB0=0,dL0=0并忽略尺度差異(dS/S=0),則方位角差異:

dA0=A0-A'0則克里斯托夫第一類微分方程可簡(jiǎn)化為:八、GPS平面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換45

GPS網(wǎng)投影變換到地方獨(dú)立坐標(biāo)系地方參考橢球可以認(rèn)為與國(guó)家橢球只存在長(zhǎng)半徑的差異,則引入測(cè)區(qū)平均高程面帶來的大地經(jīng)緯度微小變化:其中為國(guó)家參考橢球長(zhǎng)半徑,e為第一偏心率:則GPS點(diǎn)在地方參考橢球上的坐標(biāo):八、GPS平面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換461、GPS定位成果至國(guó)家/地方參考橢球的三維轉(zhuǎn)換

三維轉(zhuǎn)換就是使GPS網(wǎng)在原點(diǎn)和空間起始方位上完全重合,其平移變換和二維網(wǎng)平移變換一致.GPS網(wǎng)的旋轉(zhuǎn)和變換三維轉(zhuǎn)換公式為:其中:八、GPS平面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換47GPS網(wǎng)的旋轉(zhuǎn)和變換其中:其中、分別為兩個(gè)坐標(biāo)系下起始方向上的方位角和高度角。八、GPS平面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換48（一）高程系統(tǒng)

九、GPS高程擬合1、大地高系統(tǒng)大地高系統(tǒng)是以參考橢球面為基準(zhǔn)面的高程系統(tǒng)。某點(diǎn)的大地高是該點(diǎn)到通過該點(diǎn)的參考橢球的法線與參考橢球面的交點(diǎn)間的距離。大地高也稱為橢球高，大地高一般用符號(hào)H表示。大地高是一個(gè)純幾何量，不具有物理意義，同一個(gè)點(diǎn)，在不同的基準(zhǔn)下，具有不同的大地高。49（一）高程系統(tǒng)

2、

正高系統(tǒng)正高系統(tǒng)是以大地水準(zhǔn)面為基準(zhǔn)面的高程系統(tǒng)。某點(diǎn)的正高是該點(diǎn)到通過該點(diǎn)的鉛垂線與大地水準(zhǔn)面的交點(diǎn)之間的距離，正高用符號(hào)Hg表示。

3、

正常高正常高系統(tǒng)是以似大地水準(zhǔn)面為基準(zhǔn)的高程系統(tǒng)。某點(diǎn)的正常高是該點(diǎn)到通過該點(diǎn)的鉛垂線與似大地水準(zhǔn)面的交點(diǎn)之間的距離，正常高用Hr表示。

九、GPS高程擬合50大地水準(zhǔn)面到參考橢球面的距離，稱為大地水準(zhǔn)面差距，記為hg。似大地水準(zhǔn)面到參考橢球面的距離，稱為高程異常，記為

。大地高與正高之間的關(guān)系可以表示為：大地高與正常高之間的關(guān)系可以表示為：

4、

高程系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系

九、GPS高程擬合51（二）GPS高程轉(zhuǎn)換1、地球重力場(chǎng)模型直接求高程異常高程異常的求取

根據(jù)重力場(chǎng)長(zhǎng)波分量、已知點(diǎn)大地?cái)?shù)準(zhǔn)面高差、球諧函數(shù)表達(dá)式、地面重力測(cè)量結(jié)果。高程異常的精度

取決于重力場(chǎng)的精度、重力測(cè)量的密度和精度、內(nèi)插求重力的高程精度。應(yīng)用

對(duì)于水準(zhǔn)測(cè)量困難地區(qū)重力測(cè)量方法比較可靠，可以達(dá)到厘米級(jí)的精度，但其對(duì)重力測(cè)量要求較高，一般無法滿足工程要求。九、GPS高程擬合522、數(shù)學(xué)模型擬合法基本原理

通過水準(zhǔn)聯(lián)測(cè)求得若干GPS點(diǎn)的正常高高程，則可以得到這些點(diǎn)的高程異常，然后通過數(shù)學(xué)內(nèi)插的方法求出GPS網(wǎng)中任意一點(diǎn)的高程異常，從而求出GPS點(diǎn)的正常高。