GPS定位技术教案分析.ppt

GPS定位技术 西华师范大学 国土资源学院GIS教研室 2.GPS定位技术的特点 观测站之间无须通视 可节省大量的造标费用。由于无需点间通视，点位位置可根据需要，可稀可密，使选点工作甚为灵活，也可省去经典大地网中的传算点、过渡点的测量工作。 定位精度高 GPS相对定位精度在50km以内可达10-6 ，100-500km可达10-7 ，1000km可达10-9 。在300-1500m工程精密定位中，1小时以上观测的解其平面其平面位置误差小于1mm。 全天候作业 GPS观测可在一天24小时内的任何时间进行。 观测时间短 20KM以内快速静态相对定位，仅需15-20分钟；RTK测量时，当每个流动站与参考站相距在15KM以内时，流动站观测时间只需1-2分钟。 提供三维坐标GPS可同时精确测定测站点的三维坐标(平面+大地高)。通过局部大地水准面精化，GPS水准可满足四等水准测量的精度。 操作简便 功能多、应用广 可用于测量、导航，精密工程的变形监测，还可用于测速、测时。 双差观测方程的误差方程式模型 1 双差观测方程的误差方程式模型2 双差观测方程的误差方程式模型3 伪距差分 提供单颗卫星距离改正数 无需坐标变换 用两站公共误差的抵消来提高定位精度 流动站与基站的距离影响定位精度 单基站差分GPS(SRDGPS) 基准站------无线电数据通讯链-----用户站 前提：用户站误差和基准站误差具有较强相关性 优点：结构和算法简单 缺点： 由单个基准站提 供改正信息，其 精度和可靠性较差 解决办法： 设置监控站对 改正信号进行检核 多基站局部区域差分GPS（LADGPS） 有多个改正信息，精度和可靠性增强 不同误差综合改正影响定位精度 用户站离基站较远才有好精度 基站必须有一定密度（小于30kmkm）和均匀度 多基站广域差分GPS（WADGPS） 误差按来源分别处理 星历误差 大气延时误差 卫星钟差误差 系统 主站----监测站----数据通讯链----用户设备 特点： 站间距增大 设站数少 区域里精度高并且均匀 覆盖区域更广 维护成本高 GPS点位选埋 外业观测 数据传输 数据预处理 观测成果外业检核 野外返工 GPS网平差处理 （1）选点 要求测站上空应尽可能的开阔,保证各站最少有4颗同步卫星 在测站周围约200m的范围内不能有强电磁波干扰源，如大功率无线电发射设施、高压输电线等 避免或减少多路径效应的发生 （2）标志埋设 埋设有中心标志的标石 点之记 GPS网的选点网图 土地占用批准文件与测量标志委托保管书 选点与埋石工作技术总结 测量任务书与技术设计书 点之记、、环视图、测量标志委托管理书、选点资料、埋石资料 仪器检验资料 外业观测记录、测量手薄及其他记录 数据处理中生成的文件、资料和成果表以及GPS网点图 技术总结和成果验收报告 基线解算的分类 （1）单基线解算 ① 定义 用m台GPS接收机进行了一个时段的同步观测，每两台接收机之间就可以形成一条基线向量，共有 条同步观测基线，其中可以选出相互独立的 条同步观测基线。选择独立基线时，要保证所选的 条独立基线不构成闭合环就可以了。 单基线解算：在基线解算时不顾及同步观测基线间的误差相关性，对每条基线单独进行解算。 ② 特点 单基线解算的算法简单； 由于其解算结果无法反映同步基线间的误差相关的特性，不利于后面的网平差处理； 一般只用在较低级别GPS网的测量中。 7.6 GPS外业观测 （2）多基线解算 ① 定义 多基线解算顾及了同步观测基线间的误差相关性，在基线解算时对所有同步观测的独立基线一并解算。 ② 特点 多基线解算在理论上是严密的。 7.6 GPS外业观测 基线解算的分类 基线解算的质量控制（即观测成果外业检核） （1）质量控制指标 ① 单位权方差因子 其中： 为观测值的残差； 为观测值的权； 为观测值的总数。 ② 实质 单位权方差因子又称为参考因子。 7.6 GPS外业观测 （2）数据删除率 ① 定义 在基线解算时，如果观测值的改正数大于某一个阈值时，则认为该观测值含有粗差，则需要将其删除。被删除观测值的数量与观测值的总数的比值，就是所谓的数据删除率。 ② 实质 数据删除率从某一方面反映出了GPS原始观测值的质量。数据删除率越高，说明观测值的质量越差。 7.6 GPS外业观测 基线解算的质量控制 （3） RATIO值 ① 定义 ②