GPS测量原理及应用

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GPS差分测量技术的原理与应用

GPS差分测量技术的原理与应用

GPS差分测量技术的原理与应用近年来,全球定位系统(GPS)在各个领域中得到了广泛的应用。

GPS差分测量技术是其中重要的一种技术手段,它通过对GPS信号的接收和处理,实现精确的位置测量。

本文将介绍GPS差分测量技术的基本原理和应用。

一、GPS差分测量技术的基本原理GPS差分测量技术的原理主要基于卫星与接收器之间的距离测量。

GPS系统中的卫星通过向地面发射射频信号,并携带着自己的精确的位置和时间信息。

接收器接收到卫星发射的信号后,通过计算从卫星到接收器的信号传播时间,便可得到卫星与接收器之间的几何距离。

然而,由于信号在传播过程中受到大气、电离层等因素的影响,导致测量的误差较大。

差分测量技术的基本思想是利用同一时刻接收到的信号来消除测量误差。

在差分测量中,一台接收器处于已知位置的基准站点,将其接收到的信号与真实的位置坐标信息进行比较,得到该位置处的接收器误差。

然后,将该误差信息通过无线电或者网络传输给其他未知位置的接收器,其他接收器便可以通过该误差信息对自身测量结果进行修正。

二、差分测量技术的应用领域1. 测量和地理信息系统(GIS)差分测量技术在测量领域中得到了广泛的应用。

例如,测绘和土地测量需要高精度的位置信息,差分测量技术可以提供米级或者亚米级的位置精度,满足精确测量的需求。

地理信息系统(GIS)则需要大量的地理位置数据,差分测量技术可以提供高质量的地理位置数据作为支撑,提高GIS的精度和效率。

2. 船舶定位和导航在航海领域,精确的船舶定位和导航是确保船只安全航行的重要前提。

差分测量技术可以提供亚米级的位置精度,帮助船舶准确确定自身位置、航向和速度,确保船只安全航行。

3. 农业与农村发展差分测量技术在农业领域的应用也十分广泛。

农业生产需要精确的土地和农田边界信息、作物生长和灌溉信息等。

利用差分测量技术,农民可以获取到高质量的地理位置数据,帮助他们进行种植管理、精确施肥或灌溉,提高农业生产的效益。

GPS测量原理及应用

GPS测量原理及应用

GPS测量原理及应用GPS是全球定位系统的简称,是一种利用卫星进行位置测量的技术。

GPS测量原理基于三角测量原理,通过接收来自卫星的信号以及计算接收信号的时间差,可以确定接收器所在的位置。

下面将详细介绍GPS测量原理及应用。

首先,GPS系统由一组卫星组成,这些卫星以特定的轨道随着地球旋转,不断发射信号。

这些信号会被接收器接收到,并通过计算信号的时间差来确定接收器与卫星之间的距离。

接下来,接收器会同时接收到多颗卫星的信号,通过测量信号的到达时间差,可以获取到接收器与每颗卫星之间的距离。

然后,根据接收器与每颗卫星之间的距离,可以通过三角测量的原理来确定接收器的位置。

最后,通过接收器与至少三颗卫星之间的距离计算,可以确定接收器所在的三维位置(经度、纬度和海拔),同时可以测量接收器的速度和方向。

GPS系统的应用十分广泛,主要包括导航定位、地图制作、车辆监控等方面。

首先,GPS的最主要应用是导航定位。

我们常用的汽车导航系统就是利用GPS进行定位,通过接收卫星信号,可以确定汽车的位置,并根据地图数据提供导航指引。

此外,GPS也广泛应用于航海、航空和军事导航等领域。

其次,GPS在地图制作中也具有重要作用。

通过对地球表面的点进行GPS测量,可以确定这些点的坐标,并绘制出高精度的地图。

这对于用于安排基础设施建设、城市规划以及资源调查等具有重要意义。

另外,GPS还广泛应用于车辆监控及运输管理。

一些车辆管理系统通过安装在车辆上的GPS设备,可以实时追踪车辆的位置、行驶速度和行驶路线等信息,从而实现对车辆的监控和管理。

此外,GPS还被应用于时间同步、气候观测、地震监测、测量绘图以及室外运动等领域。

例如,GPS可以用来同步各个设备的时间,确保精确的时间标准;GPS还可以用来测量地震的震源和震级,以及监测大气中的水汽含量和温度等。

总之,GPS测量原理基于卫星信号的三角测量,能够实现精确的位置测量和导航定位。

它在导航、地图制作、车辆监控以及其他应用领域都具有重要作用,为人们的生活和各种行业提供了很大的便利。

gps的测量原理及应用

gps的测量原理及应用

GPS的测量原理及应用1. GPS的测量原理GPS(全球定位系统)是一种利用卫星信号进行位置测量的技术。

其测量原理基于三角测量法和时间测量法。

1.1 三角测量法GPS接收器接收到来自至少四颗卫星的信号,通过测量这些卫星信号的传播时间和位置,利用三角测量法计算出接收器的位置。

具体步骤如下:1.接收器接收到卫星发出的信号,并记录下每颗卫星信号的传播时间。

2.GPS接收器通过与卫星之间的信号传播时间差推算出卫星与接收器之间的距离。

3.GPS接收器通过多个卫星之间的距离,使用三角测量法计算出接收器的位置。

1.2 时间测量法除了三角测量法,GPS还利用时间测量法来测量位置。

具体步骤如下:1.GPS卫星通过精确的原子钟来保持时间的一致性。

2.GPS接收器接收到卫星发射的信号,并记录下信号的时间。

3.GPS接收器通过比较信号接收时间与卫星发射时间的差值,计算出信号传播的时间。

4.通过多颗卫星信号的传播时间,GPS接收器可以计算出自身的位置。

2. GPS的应用GPS技术在现代社会中有广泛的应用,涵盖了许多领域。

2.1 车辆导航GPS技术在车辆导航系统中被广泛应用。

通过将GPS接收器与导航软件结合,车辆可以实时获取自身的位置,并根据用户输入的目的地,提供最佳的导航路线和指示。

这种技术使得驾驶者无需担心迷路,更加方便地到达目的地。

2.2 航空和航海导航航空和航海领域也广泛使用GPS技术来进行导航。

通过在飞行器或船舶上安装GPS接收器,飞行员或船长可以准确地确定其位置、航向和速度。

这对于飞行器或船舶在大范围领域内进行定位和导航至关重要,提高了安全性和效率。

2.3 地图制作和地理信息系统GPS技术被用于制作地图和地理信息系统(GIS)。

通过在地图上标记GPS测量的点,可以准确地绘制地理要素的位置和形状。

这对于制作精确的地图、进行地理空间分析和规划非常重要。

2.4 灾难救援和紧急定位在灾难救援和紧急情况中,GPS技术可以提供准确的位置信息,帮助救援人员快速找到被困者。

GPS测量方法介绍

GPS测量方法介绍

GPS测量方法介绍GPS是全球定位系统的简称,它是一种基于卫星和地面设备的定位技术。

GPS 的广泛应用在现代社会中无处不在,从导航系统到地图应用,都使用了GPS测量方法来提供准确的位置信息。

本文将介绍GPS测量方法的原理、应用和发展。

一、GPS测量方法的原理GPS测量方法的基本原理是通过测量地球上接收到的卫星信号的时间差来计算位置。

GPS系统由一系列卫星组成,它们围绕地球轨道运行并发射精确的时钟信号。

地面上的接收器接收到来自多颗卫星的信号,并测量信号传播时间差。

根据信号传播的速度(光速),可以计算出接收器与卫星之间的距离。

为了更准确地测量位置,GPS接收器需要同时接收到多颗卫星的信号。

通过三个或以上的卫星信号交叉测量,可以计算出接收器的具体位置坐标。

这种测量方法被称为三角测量或多边测量。

二、GPS测量方法的应用1.导航系统GPS测量方法在导航系统中得到广泛应用。

无论是汽车导航系统还是航空导航系统,都依赖于GPS技术来提供精确的位置信息。

通过接收到的卫星信号,导航系统可以计算出车辆或航空器的准确位置,并提供导航指示。

2.地图应用GPS测量方法在地图应用中扮演着重要角色。

地图应用可以基于GPS测量结果来显示用户的位置,并提供相关的地理信息。

这对于旅游者来说非常有用,他们可以通过地图应用找到附近的餐馆、景点等。

3.地质勘探GPS测量方法在地质勘探中也起着重要的作用。

科学家可以使用GPS接收器来测量地壳运动、板块漂移等地质现象。

通过多年的测量,可以观察到地球的变化,并为地质研究提供重要的数据。

4.气象预测GPS测量方法对气象预测也有着重要的贡献。

当水汽通过大气层时,它会对GPS信号产生影响。

通过测量这种影响,可以获得关于大气湿度和降水等气象数据。

这对于气象预测和天气研究非常有帮助。

三、GPS测量方法的发展随着技术的发展,GPS测量方法也在不断演变和改进。

一些新的技术和方法被引入,以提高测量的精度和可靠性。

GPS测量技术

GPS测量技术

GPS测量技术GPS测量技术是一种现代化的测量技术,它是利用全球卫星定位系统(GPS)的卫星信号,通过计算卫星信号到达地面接收机的时间差以及之前已知的卫星位置,进而推算出地面接收机位置的一种测量技术。

GPS测量技术的优点是测量速度快、精度高、覆盖范围广等特点,广泛应用于测绘与地理信息、地形测量、陆地监测等领域。

一、GPS测量技术的基本原理GPS系统利用卫星发射出的信号,地面接收机接收到信号后,通过计算信号到达地面接收机的时间差以及之前已知的卫星位置,推算出地面接收机的位置。

GPS测量技术的基本原理就是通过计算GPS卫星信号的时间差,从而推算出地面接收机的空间位置,而GPS卫星信号的时间差是通过测量卫星信号的传播延迟实现的。

二、GPS测量技术的基本组成部分GPS测量系统主要由卫星、地面接收机、数据处理软件等组成,其中地面接收机也包括天线、接收机等组成部分。

卫星部分:GPS卫星是GPS系统的核心部分,GPS系统由一系列卫星组成。

目前主要有美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧洲伽利略、中国北斗、日本QZSS等卫星系统。

卫星发射出的信号中包含了时间、位置和卫星状态等信息。

GPS信号的传播速度是光速,速度恒定,具有高精度的特点。

地面接收机部分:地面接收机是接收卫星信号的设备,主要由天线、接收机等组成。

天线主要用于接收卫星信号,接收机则主要用于信号的解码和数据的处理。

接收机的主要功能是解码卫星信号中包含的时间信息和卫星状态信息,以及计算信号的传播时间差和地面接收机的空间位置等。

数据处理软件部分:数据处理软件是对接收到的GPS信号进行处理,主要将接收机从卫星处接收到的时间、位置、偏差等数据进行整合和分析,形成测量数据记录,以及精度分析。

三、GPS测量技术的基本测量方法GPS测量技术的基本测量方法主要包括单点测量、相对测量、静态测量、动态测量等。

1.单点测量单点测量是指利用GPS测量系统实现对某一点的测量,一般用于实现大地测量基准点的测量。

gps的原理及其应用

gps的原理及其应用

GPS的原理及其应用1. GPS的原理GPS(全球定位系统)是一种通过卫星定位来确定地球上任意位置的系统。

其原理基于距离测量和三角定位。

1.1 距离测量GPS系统中有24颗卫星,它们围绕地球运行并向地面发送精确的时间信号。

用户接收到来自多颗卫星的信号后,通过测量信号的传播时间来计算用户与卫星之间的距离。

1.2 三角定位GPS系统至少需要接收到三颗卫星的信号以确定用户的位置。

通过在三个卫星上的已知位置和与这些卫星之间的距离,可以通过三角计算方法来定位用户的位置。

更多的卫星信号可以提高定位的准确性。

2. GPS的应用2.1 航海和航空GPS在航海和航空领域具有广泛的应用。

航海员和飞行员可以通过GPS确定他们的位置、航向和速度,以便更好地导航和控制航行路径。

2.2 汽车导航现代汽车导航系统几乎都使用了GPS技术。

通过GPS定位,汽车导航系统可以提供实时的导航指引,包括行驶方向、转向提示和道路交通情况等信息,帮助驾驶员更安全、高效地到达目的地。

2.3 手持设备定位手机、平板电脑和手持式GPS设备都可以利用GPS技术来定位。

这使得用户可以随时随地获得自己的地理位置信息,并在地图上查找周边设施、规划路线等。

2.4 建筑和测量在建筑领域和土地测量中,GPS可以提供准确的位置信息。

这对于工程测量、土地勘测和建筑设计等方面非常重要。

2.5 军事应用军事部门是GPS技术最早应用的领域之一。

GPS系统为军队提供了高精度的导航、目标定位和时间同步等功能,对于军事行动的成功至关重要。

2.6 太空探索在太空探索中,GPS系统被用于监测和导航航天器。

它可以提供准确的时间参考和航向信息,帮助航天器在太空中定位和导航。

2.7 天气预报GPS系统中的卫星可以通过测量大气中水蒸汽的含量来提供天气预报所需的数据。

这些数据对于预测天气模式、监测气候变化非常有帮助。

3. 总结GPS通过距离测量和三角定位原理,可以提供准确的地理位置信息。

它在航海、航空、汽车导航、建筑测量等诸多领域有重要应用。

GPS测量原理及应用第十章GPS高程

GPS测量原理及应用第十章GPS高程

GPS测量原理及应用第十章GPS高程GPS(全球定位系统)高程测量是指使用GPS技术来测量地球表面上的高程信息。

GPS高程测量利用卫星信号的接收时间差来计算接收者和卫星之间的距离,进而计算出接收者的高程。

GPS高程测量原理:GPS系统由24颗卫星组成,它们处于不同的轨道上,每颗卫星都带有众多的测量仪器。

GPS接收器接收到卫星发射的信号后,通过计算信号的传播时间差来计算距离。

然而,由于GPS信号传播时受到大气条件和地球表面的影响,导致测量结果不够准确。

为了提高准确性,GPS测量中引入了大气改正和差分定位技术。

GPS高程测量应用:1.地形测量:GPS高程测量可以用于测绘地形,包括山区、平原、湖泊等地形的高程信息。

这些数据对农业、水文、地质等领域的研究和规划非常重要。

2.工程测量:GPS高程测量广泛应用于工程测量中,如建筑工程、道路工程和水利工程等。

通过GPS测量得到的高程信息可以用来设计和施工,确保工程的精度和安全性。

3.气象预测:GPS高程测量可以用于大气廓线测量,提供大气湿度、温度等气象数据。

这些数据对天气预报、气候研究和灾害预防等领域具有重要意义。

4.地震监测:GPS高程测量可以用于监测地壳的变形,包括地震活动、地质构造变化等。

这些数据可以帮助科学家研究地球的运动和地震活动机制。

5.海洋研究:GPS高程测量可以用于测量海平面的变化,包括海洋水位的上升、潮汐等。

这些数据对海洋科学研究和海洋生态保护具有重要意义。

总之,GPS高程测量通过使用GPS技术提供了一种精确测量地球表面高程的方法。

它在地理、工程、气象、地震监测和海洋研究等领域都有广泛的应用。

随着GPS技术的不断发展和改进,GPS高程测量的准确性和应用范围将进一步扩大。

GPS的测量原理及其应用

GPS的测量原理及其应用

GPS的测量原理及其应用1. GPS的测量原理介绍1.1 GPS的概述全球定位系统(GPS)是由美国国防部研发的一种卫星导航系统,可以提供全球范围内的定位、导航和时间服务。

GPS由一组卫星、地面控制站和接收设备组成,通过接收卫星发出的信号并进行计算,可以准确确定地球上的位置。

1.2 GPS的测量原理GPS的测量原理基于三角测量的原理。

GPS接收器接收到至少三颗卫星的信号后,通过测量这些信号的传播时间差,进而计算出接收器与卫星之间的距离。

通过多个卫星的测距结果,可以确定接收器的位置。

具体的测量原理如下:1.接收卫星信号:GPS接收器接收到至少三颗卫星的信号,每颗卫星的信号包含发送时间和卫星位置的信息。

2.计算传播时间:GPS接收器通过测量从卫星发出的信号到接收器接收到的信号的传播时间,可以得到信号传播的时间差。

3.三角测量计算距离:GPS接收器知道信号的传播速度,并且具备卫星的位置信息,因此可以通过信号传播时间差计算出接收器与卫星之间的距离。

通过至少三颗卫星的测距结果,可以利用三角测量的原理计算出接收器的具体位置。

1.3 GPS的测量误差GPS的测量误差主要包括以下几个方面:•大气延迟:GPS信号在穿过大气层时会受到大气延迟的影响,造成测距误差。

•多路径效应:GPS信号在传播过程中可能会受到地面反射产生的多路径效应影响,导致测距结果不准确。

•接收器误差:GPS接收器本身存在一定的误差,包括时钟误差、信号处理误差等。

•卫星几何因素:如果接收器所接收的卫星都在同一方向,测距结果将会不准确。

因此,接收到的卫星位置越分散,测距结果越准确。

2. GPS的应用2.1 定位和导航GPS最主要的应用就是进行定位和导航。

通过接收卫星的信号,GPS接收器可以计算出自身的位置,并提供导航指引。

这在航空、航海、军事、交通等领域有着广泛的应用。

2.2 时间同步GPS的卫星上带有高精度的原子钟,可以提供精确的时间信息。

这使得GPS在进行时间同步方面有着重要的应用,例如在金融交易、科学研究等领域需要准确的时间同步。

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《GPS测量原理及应用》学习指导一、控制网执行的技术标准1、全球定位系统(GPS)测量规范(GB/T 18314—2001),中华人民共和国国家标准;2、《国家三、四等水准测量规范》(GB12898-1991),中华人民共和国国家标准;3、技术设计书。

二、使用仪器测量采用的GPS接收机型号及其标称精度。

三、布网方案1、布网要求GPS网相邻点间基线中误差按下式计算:式中(mm)为固定误差;(ppm)为比例误差系数;(km)为相邻点间的距离。

GPS-E级网的主要技术要求应符合表1规定。

相邻点最小距离应为平均距离的1/2~1/3;最大距离应为平均距离的2~3倍。

(mm) (1×10-6)注:当边长小于200m时,边长中误差应小于20mm。

2、布网原则与网形设计(1)GPS网应根据测区实际需要和交通状况进行设计。

GPS网的点与点间不要求每点(4)为求定GPS点在54北京坐标系中的坐标,应与当地54北京坐标系中的原有控制点联测,联测总点数不得少于3个。

(5)为了求得GPS网点正常高,应进行水准测量的高程联测,高程联测采用等级水准测量方法进行,联测的GPS-E级控制点且应均匀分布于网中。

四、选点与标石埋设1、选点在了解任务、目的、要求和测区自然地理条件的基础上,进行现场踏勘,最后进行选点。

选点应符合下列要求:(1)点位的选择应符合技术设计要求,并有利于其它测量手段进行扩展与联测;(2)点位的基础应坚实稳定,易于长期保存,并应有利于安全作业;(3)点位应便于安置接收设备和操作,视野应开阔,视场内周围障碍物的高度角一般应小于15°;(4)点位应远离大功率无线电发射源(如电视台、微波站等),其距离不得小于200m,并应远离高压输电线其距离不得小于50m,以避免周围磁场对卫星信号的干扰;(5)点位附近不应有对电磁波反射(或吸收)强烈的物体,以减少多路径效应的影响;(6)交通应便于作业,以提高作业效率;(7)应充分利用符合上述要求原有的控制点及其标石,但利用旧点时应检查旧点的稳定性、完好性,符合要求方可利用;(8)选好点后应按合理的方法给GPS点编号。

此外,有时还需考虑测区内的通讯设施、电力供应等情况,以便于各点之间的联络和设备用电或充电。

综上所述,结合测区的实际情况, GPS控制点宜布设在较高的永久性建筑物、山顶及其它符合要求的地方,或已成型的较宽的城市主干道、路口或其它较开阔而又稳固的建(构)筑物上。

2、标石埋设(1)E级GPS点的标石及标志规格参见附录D,标石的中心标志用铜材料制作,标志中心应刻有清晰、精细的十字丝;(2)地面E级GPS点标石可用混凝土预先制作,然后运往各点埋设,埋设时坑底填以沙石,捣固夯实或浇灌混凝土底层,楼顶E级GPS点标石应现场浇灌,浇灌前应将楼面磨出新层、打毛,钉上3~4颗钢钉,再套模浇灌;(3)埋石结束后应填写GPS点之记;(4)待标石埋设稳定,没有下沉,或现场浇灌的标石凝固后2~3天方可观测。

五、作业要求1、基本技术要求为保证GPS测量精度,采用载波相位静态相对定位作业模式,E级GPS测量作业的基注:1、观测时段长度应视点位周围障碍物情况、基线长短而作调整,2、可不观测气象要素,但应记录雨、晴、阴、云等天气状况。

2、GPS卫星预报和观测调度计划(1)保证GPS作业观测工作顺利进行,保障观测成果达到预定的精度,提高作业工效,在进行GPS外业观测之前,应事先编制GPS卫星可见性预报表。

预报表应包括可见卫星号、卫星高度角和方位角、最佳观测卫星组、最佳观测时间、点位图形几何强度因子等内容。

(2)编制预报表所用概略位置应采用测区中心位置的经、纬度。

(3)作业组在观测前应根据参加作业的GPS接收机台数、网形及卫星预报表编制作业调度表,其内容应包括观测时间、测站号、测站名称以及接收机号等项内容。

3、观测准备(1)每天出发工作前应检查电池容量是否充足,仪器及其附件是否携带齐全。

(2)作业前应检查接收机内存是否充足。

(3)天线安置应符合下列要求:①作业员到测站后应先安置好接收机使其处于静置状态,然后再安置天线;②天线可用脚架直接安置在测量标志中心的铅垂线方向上,对中误差应小于3mm。

天线应整平,天线基座上的圆水准所泡应居中;③天线定向标志应指向正北,定向误差不宜超过±5°。

4、观测作业要求(1)观测组应严格按调度表规定的时间进行作业,以保证同步观测同一卫星组。

当情况有变化需修改调度计划时,应经作业队负责人同意,观测组不得擅自更改计划。

(2)接收机电源电缆和天线应连接无误,接收机预置状态应正确,然后方可启动接收机进行观测。

(3)各观测时段的前后各量取天线高一次,两次量高之差不大于3mm。

取平均值作为最后天线高,记录在手簿。

若互差超限,应查明原因,提出处理意见记入手簿备注栏中。

天线高是指观测时天线平均相位中心至测站中心标志面的高度,分为上、下两段:上段是指相位中心至天线底面的高度,这是常数hc,由厂家给出;下段是从天线底面至测站中心标志面的高度,由观测员在现场采用倾斜测量方法直接量取。

具体方法是:从三脚架三个空档(互成120°)测量天线底盘下表面至测站中心标志面的距离,互差应小于3mm,取平均值为L,天线底盘半径为R,再利用厂家提供的hc,按天线高求出。

(4)接收机开始记录数据后,作业人员可使用专用功能键选择菜单,查看测站信息、接收卫星数、卫星号、各通道信噪比、实时定位结果及存贮介质记录情况等。

(5)仪器工作正常后,作业员及时(每隔15min)逐项填写测量手簿中各项内容。

(6)一个时段观测过程中不得进行以下操作:关闭接收机以重新启动;进行自测试(发现故障除外);改变卫星截止高度角;改变数据采样间隔;改变天线位置;按动关闭文件和删除文件等功能。

(7)观测员在作业期间不得擅自离开测站,并防止仪器受震动和被移动,防止人和其它物体靠近天线,遮挡卫星信号。

(8)接收机在观测过程中不应在接收机近旁使用对讲机和手机等通讯设备;雷雨过境时应关机停测,并卸下天线以防雷击。

(9)观测中应保证接收机工作正常,数据记录正确,每日观测结束后,应及时将数据下载到计算机硬、软盘上,确保观测数据不丢失。

5、外业观测记录(1)录项目应包括下列内容:①测站名、测站号;②观测月、日/年积日、天气状况、时段号;③观测时间应包括开始与结束记录时间,宜采用协调世界时UTC,填写至时、分;④接收机设备应包括接收机类型及号码,天线号码;⑤近似位置应包括测站的近似经、纬度和近似高程,经、纬度应取至1′,高程应取至0.1m;⑥天线高应包括测前、测后量得的高度及其平均值,均取至0.001m;⑦观测状况应包括电池电压、接收卫星号及其信噪比(SNR)、故障情况等。

(2)记录应符合下列要求①原始观测值和记事项目应按规格现场记录,字迹要清楚、整齐、美观,不得涂改、转抄;②外业观测记录各时段结束后,应及时将每天外业观测记录结果录入计算机硬、软盘;③接收机内存数据文件在下载到存贮介质上时,不得进行任何剔除与删改,不得调用任何对数据实施重新加工组合的操作指令。

六、数据处理方案1、基线解算及其质量检验(1)基线解算以双差固定解作为最终结果,双差固定解的可靠性由以下两项指标来判别,即固定解的单位权中误差(Rms)和整周模糊度检验倍率(Ratio),其检验值见表4。

(3)重复基线边检验重复基线的长度较差不宜超过下式的规定:式中:为E级GPS控制网规定的精度(按实际平均边长计算)(4)独立环闭合差检验无论采用单基线模式或多基线模式解算基线,都应在整个GPS网中选取的独立基线构成独立环,各独立环的坐标分量闭合差和全长闭合差应符合下式的规定:式中: :为闭合环边数;:为E级GPS控制网规定的精度(按实际平均边长计算)=2、补测与重测(1)无论何种原因造成一个控制点不能与两条合格的独立基线相连接,则在该点上应补测或重测不得少于一条独立基线。

(2)可以舍弃在重复基线较差、同步环闭合差、独立环闭合差中超限的基线,但应保证舍弃基线后的独立环所含基线数不超过表2的规定,否则应重测该基线或者有关的同步图形。

(3)由于点位不符合GPS测量要求而造成一个测站多次重测仍不能满足各项技术规定时,可按技术设计要求另增选新点进行重测。

3、GPS网平差(1)起算数据与坐标系统首先要了解测区中央子午线经度,起算数据的带号,采用的坐标系等。

如岳麓山校区的起算数据为3度带的1954北京坐标,则中央子午线经度为114°,故采用1954北京坐标系,取中央子午线经度L0=114°的3°带高斯投影。

即有:参考椭球为克拉索夫斯基椭球,长半径a=6378245m,扁率α=1/298.3;中央子午线经度L0=114°00′00″。

高程系统采用1985国家高程基准。

(2)三维无约束平差当GPS基线各项质量检验符合要求时,应以所有独立基线组成闭合图形,以三维基线向量及其协方差阵作为观测信息,以一个点的WGS-84系三维坐标作为起算依据,进行GPS网的三维无约束平差。

以提供各GPS控制点在WGS-84坐标系下的三维坐标,各基线向量三个坐标差观测值的改正数,基线边长以及点位和边长的精度信息,并生成GPS高程拟合的数据文件。

在三维无约束平差中,基线向量的改正数(Vδx、Vδy、Vδz)绝对值应满足下式要求:Vδx≤3Vδy≤3Vδz≤3式中:为E级GPS控制网规定的基线的精度。

当超限时,可认为该基线或其附近存在粗差基线,应采用软件提供的方法或人工方法剔除粗差基线,直至符合上式要求。

(3)二维约束平差在无约束平差确定的有效观测量基础上,以起算数据中提供的已知点作为强制约束的固定值,进行二维约束平差。

平差结果就输出各GPS控制点在前述的坐标系统中的二维平面坐标,基线向量改正数,基线边长、方位以及坐标、基线边长、方位的精度信息,转换参数及其精度信息。

约束平差中,应将已知坐标点组合成不同的约束条件,以发现作为约束的已知坐标与GPS网不兼容(即约束平差结果严重扭曲GPS无约束平差结果的精度)。

4、水准联测为满足GPS控制网高程拟合的需要, GPS-E级控制点应联测一定比例的四等水准。

联测水准的GPS点均匀分布在测区,水准路线连接成水准网。

5、GPS点高程拟合计算要精确计算各GPS点的正常高,目前主要有GPS水准高程、GPS重力高程和GPS 三角高程等方法。

其中GPS水准高程是目前GPS作业中是常用的方法。

用于GPS高程拟合计算的方法主要是曲面拟合法(包括平面拟合法、多项式曲面拟合法、多面函数拟合法、曲面样条拟合法、非参数回归曲面拟合法和移动曲面法)。

七、提交成果GPS控制网的外业工作和数据处理工作结束后,应及时编写技术总结报告,并上交资料。

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