GNS测量与数据处理第九周第七次作业

一、GPS控制网技术设计主要包括哪些内容。
1、GPS网技术设计的依据
GPS网技术设计的主要依据是GPS测量规范(规程)和测量任务书。
2、GPS网的精度、密度设计
GPS测量精度标准及分类
GPS点的密度标准
3、GPS网的基准设计
CPS网的基准包括位置基准、方位基准和尺度基准
4、GPS网构成的几个基本概念及网特征条件
GPS网图形构成的几个基本概念
GPS网特征条件的计算
GPS网同步图形构成及独立边的选择
5、GPS网的图形设计
GPS网的图形布设通常有点连式、边连式、网连式及边点混合 连接四种基本方式。也有布设成星形连接、附合导线连接、三角锁形连接等。

二、熟练掌握GPS控制网特征条件计算。
按R▪Asany提出的观测时段数计算公式: C=n·m/N
（C为观测时段数;n为网点数;m为每点设站次数;N为接收机数）
总基线数: J总=C·N·(N-1)/2
必要基线数: J必=n-1
独立基线数: J致=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。
1、项目概要
1)任务由来
2)设计内容
3)设计依据
2、GPS网点布设
1)GPS控制网
(1)GPS控制网的作用
(2)GPS 控制网点位布设
(3)GPS控制网的选点
(4)GPS控制网点观测墩的建造
2)GPS基准网
(1)GPS基准网的作用
(2)GPS基准网点位布设
(3)GPS基准网的选点
3、数据采集(外业观测)
1)GPS控制网
(1)对仪器设备的要求
A. GPS接收机
B.气象仪器
(2)外业观测纲要
2)GPS基准网
(1)对GPS接收机的要求
(2)外业观测纲要
4、数据处理
1)CPS控制网
(1)数据处理纲要
(2)基线解算质量检核
(3)预期精度
2)GPS基准网.
(1)数据处理纲要
(2)基线解算质量检核
(3)预期精度
5、技术总结
编写技术总结报告,其内容包括:
1)测区范围与位置,自然地理条件,气候特点,交通及电信、电源等情况;
2)任务来源,测区已有测量情况,项目名称,施测目的和基本精度要求;
3)施测单位,施测起讫时间,技术依据，作业人员情况;
4)接收设备类型与数量以及检验情况;
5)选点所遇障碍物和环境影响的评价,埋石与重合点情况;
6)观测方法要点与补测、重测情况,以及野外作业发生与存在的问题的说明;
7)野外数据检核,起算数据情况和数据预处理内容、方法及软件情况;
8)工作量、工作日及定额计算;
9)方案实施与规范执行情况;
10)上交成果尚存问题和需说明的其他问题;
11)各种附表与附图。
6、上交资料
上交资料包括:
(1)数据采集的安排、组织、调度计划。
(2)外业原始记录(包括GPS手簿、气象参数手簿)。.
(3)参加作业的GPS接收机及气象仪器的检测报告。
(4)各CPS控制点、GPS基准点的基本信息(各控制点、基准点的点名及编号、代码等)。
(5)观测值的数量、数据剔除率等统计信息。
(6)联测的国家大地控制点资料。
(7)解算的同步基线向量(三维)、边长及精度。
(8)GPS控制网和各GPS基准网的平差结果(包括:各基线向量改正;基线相对中误差;各点的三维空间直角坐标及精度;各点在WGS-84坐标系的大地坐标及精度;各点在1954年北京坐标系和1980年西安坐标系中的大地坐标、平面坐标及精度;各点误差椭圆参数等)。
(9)观测及数据处理的技术总结。

四、GPS作业模式及使用范围。
1、经典静态定位模式
①作业方法:采用两台(或两台以上)接收设备,分别安置在- -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45min至2h或更多。
②精度:基线的定位精度可达5mm +1x10e-6·D为基线长度(km)。
③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。
④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。

2、快速静态定位
①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。
②精度:流动站相对于基准站的基线中误差为5mm+1x10e-6·D
③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。
④注意事项:在观测时段内应确保有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。
⑤优缺点:优点:作业速度快、精度高、能耗低;缺点:两台接收机工作时,构不成闭合图形,可靠性较差。

3、准动态定位
①作业方法:在测区选择一个基准点,安置接收机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。
②精度:基线的中误差约为1 ~ 2cm。
③应用范围:开阔地区的加密控制测量、工程定位及碎部测量、剖面测量及线路测量等。
④注意事项:应确保在观测时段上有5颗以上卫星可供观测;流动点与基准点距离不超过20km;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。

4、往返式重复设站
①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。
②精度:相对于基准点的基线中误差为5mm+1 x10~6·D
③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、工程测量及地籍测量等。
④注意事项:流动点与基准点相距不超过20km;基准点上空开阔,能正常跟踪3颗以上的卫星。

5、动态定位
①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测定运动载体的实时位置。
②精度:相对于基准点的瞬时点位精度1 ~ 2cm。
③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。
④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;流动点与基准点相距不超过20km。

6、实时动态测量的作业模式与应用
1.实时动态(RTK)定位技术
根据用户的要求,目前实时动态测量采用的作业模式,主要有:
(1)快速静态测量
采用这种测量模式,要求GPS接收机在每一-用户站上,静止地进行观测。在观测过程中，连同接收到的基准站的同步观测数据,实时地解算整周未知数和用户站的三维坐标。如果解算结果的变化趋于稳定,且其精度已满足设计要求,便可适时的结束观测。
采用这种模式作业时,用户站的接收机在流动过程中,可以不必保持对GPS卫星的连续跟踪,其定位精度可达1 ~2cm。这种方法可应用于城市、矿山等区域性的控制测量、工程测量和地籍测量等。
(2)准动态测量
同一般的准动态测量–样,这种测量模式,通常要求流动的接收机在观测工作开始之前，首先在某–起始点上静止地进行观测,以便采用快速解算整周未知数的方法实时地进行初始化工作。初始化后,流动的接收机在每–观测站上,只需静止观测数历元,并连同基准站的同步观测数据,实时地解算流动站的三维坐标。目前,其定位的精度可达厘米级。
该方法要求接收机在观测过程中,保持对所测卫星的连续跟踪。一旦发生失锁,便需重新进行初始化的工作。
准动态实时测量模式,通常主要应用于地籍测量、碎部测量、路线测量和工程放样等。
(3)动态测量
动态测量模式,一-般需首先在某一起始点上,静止地观测数分钟，以便进行初始化工作。之后,运动的接收机按预定的采样时间间隔自动地进行观测，并连同基准站的同步观测数据,实时地确定采样点的空间位置。目前,其定位的精度可达厘米级。
这种测量模式,仍要求在观测过程中,保持对观测卫星的连续跟踪。一旦发生失锁,则需重新进行初始化。这时,对陆上的运动目标来说,可以在卫星失锁的观测点上,静止地观测数分钟,以便重新初始化,或者利用动态初始化(AROF)技术,重新初始化,而对海.上和空中的运动目标来说,则只有应用AROF技术,重新完成初始化的工作。
实时动态测量模式,主要应用于航空摄影测量和航空物探中采样点的实时定位,航道测量,道路中线测量,以及运动目标的精密导航等。
目前,实时动态测量系统,已在约20km的范围内,得到了成功的应用。相信随着数据传输设备性能和可靠性的不断完善和提高,数据处理软件功能的增强,它的应用范围将会不断地扩大。