《GPS定位原理第八章.docVIP

第1节 GPS测量的技术设计 8.1.1GPS网技术设计的依据 1.GPS测量规范（规程） （1）《全球定位系统（GPS）测量规范》 （2）《全球定位系统城市测量技术规程》 （3）各行业部门的其他GPS测量规程或细则 2．测量任务书 8.1.2GPS网的精度, 密度设计 1．GPS测量精度标准及分类 （1）GPS测量精度分类 对于各类GPS网的精度设计主要取决于网的用途。用于地壳形变及国家基本大地测量的GPS控制网可按表8-1分级。 表8-1?? GPS测量精度分级（一） ? 级别 主要用途 固定误差a（mm） 比例误差b（mm） A 地壳形变测量或国家高精度GPS网建立 ≤5 ≤0.1 B 国家基本控制测 量 ≤8 ≤1 用于城市或工程的GPS控制网可按表8-2分级。 表8-2?? GPS测量精度分级（二） ? 等级 平均距离（km） a（mm） b（mm） 最弱边相对中误差 二 9 ≤10 ≤2 1/12万 三 5 ≤10 ≤5 1/8万 四 2 ≤10 ≤10 1/4.5万 一级 1 ≤10 ≤10 1/2万 二级 1 ≤15 ≤20 1/1万 （2）GPS测量的精度标准 GPS测量的精度标准通常用网中相邻点之间的距离中误差表示，其形式为： 式中：σ——距离中误差（毫米）； ɑ——固定误差（mm）； b——比例误差系数（ppm）； d——相邻点之间的距离（km）。 实际生产中，应根据测区大小、GPS网的用途，来设计网的等级和精度标准。 2．GPS点的密度标准 制定GPS网的密度标准，主要考虑任务要求和服务对象。密度可参照表8-3的规定执行。 表8-3?? GPS网中相邻点间距离?? (单位：km) ? ???? 级别 项目 A B C D E 相邻点最小距 100 15 5 2 1 相邻点最大距 2000 250 40 15 10 相邻点平均距 300 70 15～10 10～5 5～2 8.1.3GPS网的基准设计 1．基准设计的定义： 在GPS网的技术设计中，必须明确GPS网的成果所采用的 坐标系统和起算数据的工作，称为GPS网的基准设计。GPS网的基准包括位置基准、方位基准和尺度基准。 2．基准设计应考虑的几个问题： ?? （1）应在地面坐标系中选定起算数据和联测原有地方控制点若干个，用以转换坐标。 ?? （2）对GPS网内重合的高等级国家点或原城市等级控制点，除未知点连结图形观测外，对它们也要适当地构成长边图形。 ?? （3）联测的高程点需均匀分布于网中，对丘陵或山区联测高程点应按高程拟合曲面的要求进行布设。 ?????????????????????? （4）新建GPS网的坐标应尽可能与测区过去采用的坐标一致。 8．1.4 GPS网构成的几个基本概念及网特征条件 1．GPS网图形构成的几个基本概念 观测时断：测站上开始接收卫星信号到观测停止，连续工作的时间段，简称时段。 同步观测：两台或两台以上接收机同时对同一组卫星进行的观测。 同步观测环：三台或三台以上接收机同步观测获得的基线向量所构成的闭合环，简称同步环。 独立观测环：由独立观测所获得的基线向量构成的闭合环，简称独立环。 异步观测环：在构成多边形环路的所有基线向量中，只要有非同步观测基线向量，则该多边形环路叫异步观测环，简称异步环。 独立基线：对于N台GPS接收机的同步观测环，有J条同步观测基线，其中独立基线数为N-1。 非独立基线：除独立基线外的其它基线叫非独立基线，总基线数与独立基线之差即为非独立基线数。 2．GPS网特征条件的计算 3．GPS网同步图形构成及独立边的选择 根据（8-3）式， 对于由N台GPS接收机构成的同步图形中一个时断包含的GPS基线数为： 但其中仅有N-1条是独立的GPS边，其余为非独立边。当接收机数N=2～5时所构成的同步图形见图8-1。 对应于图8-1的独立GPS边可以有如图8-2所示的不同选择。 当同步观测的GPS接收机数N≥3时，同步闭合环的最少数应为： N与J、T的关系见下表： 表8-4?? N与J、T的关系表 ? N 2 3 4 5 6 J 1 3 6 10 15 T 0 1 3 6 10 8．1.5 GPS网的图形设计 1．GPS网的图形设计 ?? 根据对所布设的GPS网的精度要求和其它方面的要求，设计出独立的GPS边构成的多边形网，称为GPS网的图形设计。 2．GPS网的图形 （1）点连式：如图8-3，相邻同步图形之间仅有一个公共点的连接。 ? （2）边连式：如图8-4，同步图形之间由一条公共基线连接。 ? （3）网连式：指相邻同步图形之间有两个以上公共点相连接。 （4）边点混合连接式 ：如图8-5，把点连式与边连式有机地结合起来，组成GPS网的方式。 ?