GPS概论-第八章-GPS测量设计与数据处理.pptVIP

武汉大学 全球定位系统概论 资源与环境学院 林承达 linchengda@mail.hzau.edu.cn 第八章 GPS测量设计与数据处理 GPS测量分为外业和内业 外业包括：选点（观测站址的选择）、建立测站标志、野外观测作业以及成果质量检核 内业包括：GPS测量的技术设计、测后数据处理以及技术总结 8.1 概述 GPS测量是一项技术复杂、要求严格、耗费较大的工作，实施这项工作总的原则是：在满足用户对测量精度和可靠性等要求的情况下，尽可能地减少经费、时间和人力的消耗。 GPS测量实施程序 GPS测量实施的工作程序有 1. 网的优化设计 2. 选点与建立标志 3. 外业观测 4. 成果检核与处理 GPS测量的工作步骤（一） 1. 测前工作（以基线向量网为例） 工程项目的提出 测区位置及其范围 提交成果的内容 用途和精度等级 点位分布及点的数量 时限要求 投资经费 技术设计 测绘资料的搜集与整理 仪器的检验 踏勘、选点埋石 GPS测量的工作步骤（二） 2. 测量实施 实地了解测区情况 卫星状况预报 确定作业方案 外业观测 数据传输与转储 基线处理与质量评估 重复“确定作业方案”、“外业观测”、“数据传输转储”及“基线处理与质量评估”四步，直至完成所有GPS观测工作 GPS测量的工作步骤（三） 3. 测后工作 结果分析（网平差处理与质量评估） 技术总结 成果验收 8.2 GPS控制网的设计 美国联邦大地测量分管委员会（Federal Geodetic Control Subcommittee-FGCS）在1988年公布的GPS相对定位的精度标准中有一个AA级的等级，其要求固定误差≤3mm，比例误差≤0.01ppm，此等级的网一般为全球性的坐标框架和地球动力学测量。 GPS基线向量网基本概念 观测时段 同步观测 同步观测环 独立观测环 异步观测环 GPS基线向量网的设计指标 效率指标 可靠性指标 精度指标 费用指标 1. 效率指标 Smin：最少观测时段数； R：最少重复观测期数； n：点数； m：仪器数。 2. 可靠性指标 lr：多余独立观测基线数； lt：总独立观测基线数。 3. 精度指标 相邻点距离中误差。 采用协因数矩阵Q或与其有关的一些指标来衡量。 8.3 GPS外业观测 1 GPS外业观测的作业方式 点连式 边连式 网连式 混连式 1. 点连式 形式：相邻的同步图形间只通过一个公共点相连。 优点：作业效率高，图形扩展迅速。 缺点：图形强度低，如果连接点发生问题，将影响到后面的同步图形。 2. 边连式 形式：相邻的同步图形间有一条边（即两个公共点）相连。 优点：作业效率较高，图形强度较强。 3. 网连式 形式：相邻的同步图形间有3个（含3个）以上的公共点相连。 优点：图形强度最强。 缺点：作业效率低。 4. 混连式 形式：相邻的同步图形间有3个（含3个）以上的公共点相连。 优点：图形强度最强。 缺点：作业效率低。 2 外业GPS调度与观测记录 （2）外业调度 对需测GPS点分布的情况，交通路线等因素加以综合考虑，顾及星历预报，制定合理的外业调度计划。 （3）观测作业 各测站的观测员应按计划规定的时间作业，确保同步观测。 确保接收机存储器有足够存储空间。 开始观测后，正确输入高度角，天线高及天线高量取方式。 观测过程中应注意查看测站信息、接收到的卫星数量、卫星号、各通道信噪比、相位测量残差、实时定位的结果及其变化和存储介质记录等情况。。 同一观测时段中，接收机不得关闭或重启；将每测段信息如实记录在GPS测量手簿上。 进行长距离高等级GPS测量时，要将气象元素，空气湿度等如实记录，每隔一小时或两小时记录一次。 8.4 GPS数据处理 GPS数据处理基本流程 8.4.1 数据预处理 GPS数据预处理的目的： 对数据进行平滑滤波检验，剔除粗差；统一数据文件格式并将各类数据文件加工成标准化文件，找出整周跳变点并修复观测值；对观测值进行各种模型改正。 8.4.1 数据预处理 基本内容： 数据传输 数据分流 统一数据文件格式 卫星轨道标准化 探测周跳、修复载波相位观测值 对观测值进行必要改正 8.4.2 基线解算 基线解算的分类 基线解算的分类 （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。 GPS定位的坐标转换 GPS定位结果的表示方法 （1）单点绝对定位 常用利用三维直角坐标（X，Y，Z）表示或者大地坐标（B，L，H）表示 （2）相对定位 点间相对位置用直角坐标差（⊿X， ⊿Y， ⊿Z）或者大地坐标差（⊿B， ⊿L， ⊿H） GP