GNSS原理与应用(第九周)

一、GPS控制网技术设计主要包括哪些内容
1.GPS测量的技术设计依据：GPS测量规范、规程等，等级要求
2.GPS控制网的精度、密度设计：指标及分类
3.GPS控制网的基准设计：方位基准，尺度基准，位置基准
4.GPS控制网图形设计：几个概念，特征条件，同步网及独立边选择

二、熟练掌握GPS控制网特征条件计算
对于由N台GPS接收机构成的同步图形中一个时段包含
J=N*(N-1)/2
其中独立边：N-1，其余为非独立边
观测时段数计算公式：C=nm/N
C为观测时段数，n为网点数，m为每点平均设站次数，N为接收机数
在GPS网中，确定出具体GPS网图形结构的主要特征
总基线数：J总=CN. (N-1) /2
必要基线数：J必=n-1
独立基线数：J独=C*(N-1)
多余基线数：J多=C*(N-1)-(n-1)

三、GPS控制网技术设计书应包括哪些主要内容
（一）明确任务
（二）测区勘测及收集数据

主要了解测区以下情况
①　交通情况
②　水系分布情况
③　植被情况
④　控制点分布情况
⑤　居民点分布情况
⑥　当地风俗民情

收集以下资料
1．各类图件
2．各类控制点成果以及各种参数。
3．测区有关的地质、气象、交通、通讯
4．城市及乡、村行政区划表

（三）技术设计
①　GPS控制网的精度和密度的设计
②　控制网的基准设计
③　控制网的图形设计
④　控制网的精度预计
（四）器材准备及人员组织
①　筹备仪器、计算机及配套设备
②　筹备机动设什及通讯设备
③　筹备施工器材，计划油料、材料的消耗
④　组建施工队伍.拟定施工人员名单及岗位
⑤　进行详细的投资预算
（五）选点及埋设
（六）外业观测计划的拟定
依据
①　GPS网规模的大小
②　点位精度及密度的要求
③　GPS卫星星座分布的几何图形强度
④　参加作业的GPS接收机类型数量
⑤　测区交通、通讯及后勤保障
主要内容
①　编制GPS卫星的可见性预报图
②　卫星的几何图形强度
③　选择最佳的观测时段
④　观测区域设计与划分
⑤　编排作业调度表
（七）外业观测
①　天线安置
②　开机观测
③　气象参数测定
④　观测记录
（八）数据预处理
①　数据传输
②　数据分流
③　统一数据文件格式
④　卫星轨道标准化
⑤　探测周跳、修复载波相位观测值
⑥　对观测值进行必要改正
（九）观测成果的外业检核
①　重复观测边的检核
②　环线闭合差的检核
③　同步闭合环的检核
④　异步环闭合差的检核
（十）技术总结
①　外业技术总结
②　内业技术总结

四、GPS作业模式及使用范围
（一）经典静态定位模式
作业方式：采用两台（或两台以上）接收设备，分别安置在一条或数条基线的两个端点，同步观测4颗以上卫星，每时段长45分钟至2个小时或更多
精度：基线的相对定位精度可达5mm+1ppm-D，D为基线长度（km）
适用范围：建立全球性或国家级大地控制网，建立地壳运动监测网、建立长距离检校基线、进行岛屿与大陆联测、钻井定位及精密工程控制网建立等
注意事项：所有已观测基线应组成一系列封闭图形，以利于外业检核，提高成果可靠度。并且可以通过平差，有助于进一步提高定位精度

（二）快速静态定位
作业方法：在测区中部选择一个基准站，并安置一台接收设备连续跟踪所有可见卫星；另一台接收机依次到各点流动设站，每点观测数分钟
精度：流动站相对于基准站的基线中误差为5mm±1ppm-D
应用范围：控制网的建立及其加密、工程测量、地籍测量、大批相距百米左右的点位定位
注意事项：在测量时段内应确保有5颗以上卫星可供观测；流动点与基准点相距应不超过20km；流动站上的接收机在转移时，不必保持对所测卫星连续跟踪，可关闭电源以降低能耗
优缺点：
优点：作业速度快、精度高、能耗低
缺点：二台接收机工作时，构不成闭合图形

（三）准动态定位
作业方法：在测区选择一 个基准点，安置接收机工连续跟踪所有可见卫星，将另一台流动接收机先置于1号站(如图8-12)观测；在保持对所测卫星连续跟踪而不失锁的情况下，将流动接收机分别在2, 3, 4……各点观测数秒钟
精度：基线的中误差约为1-2cm
应用范围：开阔地区的加密控制测量、工程测量及碎部测量及线路测量等
注意事项：应确保在观测时断上有5颗以上卫星可供观测；流动点与基准点距离不超过20 km；观测过程中流动接收机不能失锁，否则应在失锁的流动点上延长观测时间1-2min

（四）往返式重复设站
作业方法：建立一个基准点安置接收机连续跟踪所有可见卫星；流动接收机依次到每点观测1~2min；1h后逆序返测各流动点1-2min
精度：相对于基准点的基线中误差为5mm+1ppm.D
应用范围：控制测量及控制网加密、取代导线测量及三角测量、工程测量机地籍测量
注意事项：流动点与基准点距离不超过15km；基准点上空开阔，能正常跟踪3颗及以上卫星

（五）动态定位
作业方法：建立一个基准点安置接收机连续跟踪所有可见卫星，流动接收机先在出发点上静态观测数分钟，然后流动接收机从出发点开始连续运动，按指定的时间间隔自动运动载体的实时位置
精度：相对于基准点的瞬时点位精度1-2cm
应用范围：精密测定运动目标的轨迹、测定道路的中心线、剖面测量、航道测量等
注意事项：需同步观测5颗卫星，其中至少4颗卫星要连续跟踪;流动点与基准点距离不超过20 km