GNSS原理与应用(第八周作业)

GPS控制网技术设计主要包括哪些内容？
(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

熟练掌握GPS控制网特征条件计算

GPS控制网技术设计书应包括哪些主要内容？
1任务来源及工作量
2测区概况
3布网方案
4选点与埋标
5观测
6数据处理
7完成任务的措施外业技术总结
(1)测区及其位置，自然地理条件，交通，通讯及供电情况。
(2)任务来源，项目名称，测区已有测量成果情况，本次施测的目的及基本精度要求。
(3)施工单位，施测时间，技术依据，作业人员的数量及技术状况等。
(4)作业仪器类型、精度、检验及使用状况。
(5)点位观测质量的评价，埋石与重合点情况。
(6)联测方法，完成各级点数量，补测与重测情况以及作业中存在问题的说明。
(7)外业观测数据质量分析与野外数据检核情况。
内业技术总结
(1)数据处理方案，所采用的软件，所采用的星历，起算数据，坐标系统以及无约束，约束平差情况
(2)误差检验及相关参数与平差结果的精度估计等
(3)上交成果中存在的问题和需要说明的其他问题，建议或改进意见
(4)综合附表与附图

GPS作业模式及使用范围？
1.经典静态定位模式
(1)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。作业布置如图8-10所示。
(2)精度: 基线的相对定位精度可达5mm+1ppm·D，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（如图8-10），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。作业布置如图8-11所示。
(2)精度: 流动站相对于基准站的基线中误差为5mm±1ppm·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。
(5)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（如图8-11），可靠性差。
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。
(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、工程测量及碎部测量及线路测量等。
(4)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。
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。设站布置如图8-13所示。
(2)精度: 相对于基准点的基线中误差为5mm+1ppm.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、工程测量机地籍测量。
(4)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。
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运动载体的实时位置。作业布置如图8-14所示
(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；流动点与基准点距离不超过20 km。
6.实时动态测量的作业模式与应用
(1)实时动态（RTK）定位技术简介
实时动态（Real Time Kinematic-RTB）测量技术，是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS （RTD GPS）测量技术，它是GPS测量技术发展中的一个新突破。
实时动态测量的基本思想是：在基线上安置一台GPS接收机，对所有可见GPS卫星进行连续地测量，并将其观测数据，通过无线电传输设备，实时地发送给用户观测站。在用户站上，GPS接收机在接收GPS卫星信号的同时，通过无线电接收设备，接收基准站传输的观测数据，然后根据相对定位的原理，实时地计算并显示用户站的三维坐标及其精度。
(2)RTK作业模式与应用
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，实时地解算整周末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，同一般的准动测量一样，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，首先在某一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，流动的接收杨在每一观测站，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，实时的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的工作。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AROP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，航空测量，道路中线测量，以及运动目标的精度导航等。