GPS 测量与数据处理
-
Upload
kirby-fletcher -
Category
Documents
-
view
64 -
download
2
description
Transcript of GPS 测量与数据处理
![Page 1: GPS 测量与数据处理](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022020714/56812d3c550346895d9240c1/html5/thumbnails/1.jpg)
1©2005~2012. 黄劲松 武汉大学 测绘学院
GPS测量与数据处理
黄劲松武汉大学 测绘学院
![Page 2: GPS 测量与数据处理](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022020714/56812d3c550346895d9240c1/html5/thumbnails/2.jpg)
2©2005~2012. 黄劲松 武汉大学 测绘学院
第一章 绪论
![Page 3: GPS 测量与数据处理](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022020714/56812d3c550346895d9240c1/html5/thumbnails/3.jpg)
3
本章内容• 引子• GPS 原理回顾• GPS 测量概要• 课程内容• 课程目标
![Page 4: GPS 测量与数据处理](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022020714/56812d3c550346895d9240c1/html5/thumbnails/4.jpg)
4©2005~2012. 黄劲松 武汉大学 测绘学院
引子
![Page 5: GPS 测量与数据处理](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022020714/56812d3c550346895d9240c1/html5/thumbnails/5.jpg)
5
GPS 工程项目• 区域– 武汉大学 1~3校区及国际软件学院
• 功能– 测图控制网( 20点)
• 等级– D级( GB2009)
• 成果– 北京 54系– 中央子午线: 114
3区
国软
1区
2区
![Page 6: GPS 测量与数据处理](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022020714/56812d3c550346895d9240c1/html5/thumbnails/6.jpg)
6
待解决的问题• 项目开展–流程–所需条件、技术
• 所需经费• 时间周期
![Page 7: GPS 测量与数据处理](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022020714/56812d3c550346895d9240c1/html5/thumbnails/7.jpg)
7©2005~2012. 黄劲松 武汉大学 测绘学院
1. GPS 原理回顾
![Page 8: GPS 测量与数据处理](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022020714/56812d3c550346895d9240c1/html5/thumbnails/8.jpg)
8
几个问题• 什么是 GPS , GPS 的基本功能有哪些?• GPS 如何工作?• GPS 的观测值有哪些?• GPS 测量定位的精度受哪些因素的影响?• 什么是相对定位,其结果是什么?• GPS 在测量中有哪些应用?• GPS 在测量中有哪些作业模式?• 什么是 GPS 网,其作用是什么?• GPS 网的建立过程是怎样的?• 如何衡量 GPS 测量成果的质量?• 如何保证及改善 GPS 测量成果的质量?• …
![Page 9: GPS 测量与数据处理](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022020714/56812d3c550346895d9240c1/html5/thumbnails/9.jpg)
9
空间部分
地面监控部分 用户部分GPSGPS
GPS 系统及其构成• 拥有者– 美国
• 系统构成– 空间部分、地面控制部分、用户部分
• 作用– 定位、测速、授(守)时
• 信号– 载波、测距码、导航电文
![Page 10: GPS 测量与数据处理](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022020714/56812d3c550346895d9240c1/html5/thumbnails/10.jpg)
10
GPS 定位的基本原理• 距离交会
![Page 11: GPS 测量与数据处理](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022020714/56812d3c550346895d9240c1/html5/thumbnails/11.jpg)
11
GPS 观测值• 码伪距– C1, P1, P2
• 载波相位– L1, L2
• 多普勒– D1, D2
S
R
( )tR
( )tS
接 收 机 根 据 自 身的 钟 在 时 刻 复制 信 号 的 相 位
tR
接 收 机 根 据 自 身的 钟 在 时 刻 所接 收 到 卫 星 在时 刻 所 发 送 信 号的 相 位
tRtS
tR tS
![Page 12: GPS 测量与数据处理](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022020714/56812d3c550346895d9240c1/html5/thumbnails/12.jpg)
12
影响 GPS 测量的因素• 与卫星有关的因素– 卫星钟差、卫星星历误差、相对论效应、 SA
• 与传播途径有关的因素– 大气折射(电离层折射、对流层折射)、多路径效应、其他电磁波干扰
• 与接收设备有关的因素– 天线相位中心偏移及变化、接收机钟差、接收机噪声
• 其他因素
![Page 13: GPS 测量与数据处理](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022020714/56812d3c550346895d9240c1/html5/thumbnails/13.jpg)
13
GPS 定位原理中的若干基本概念• 伪距测量• 载波相位测量–整周计数–整周模糊度–周跳
N0
F r0
N 0
I nt (
)i
Fr i
t 0
t i
载波相位测量
![Page 14: GPS 测量与数据处理](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022020714/56812d3c550346895d9240c1/html5/thumbnails/14.jpg)
14单差 双差 三差
GPS 定位原理中的若干基本概念• 差分观测值–零差(非差)、单差、双差、三差
• 载波相位观测值的线性组合–宽巷、窄巷、无电离层折射影响和无几何关系组合
![Page 15: GPS 测量与数据处理](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022020714/56812d3c550346895d9240c1/html5/thumbnails/15.jpg)
15
GPS 的定位模式• 根据运动状态–动态定位、静态定位
• 根据时效–实时定位、事后定位
• 根据定位模式–绝对定位、相对定位、差分定位
![Page 16: GPS 测量与数据处理](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022020714/56812d3c550346895d9240c1/html5/thumbnails/16.jpg)
16©2005~2012. 黄劲松 武汉大学 测绘学院
2. GPS 测量概要
![Page 17: GPS 测量与数据处理](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022020714/56812d3c550346895d9240c1/html5/thumbnails/17.jpg)
17
GPS 在测量中的应用• 控制• 形变监测• 点位测量• 放样
![Page 18: GPS 测量与数据处理](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022020714/56812d3c550346895d9240c1/html5/thumbnails/18.jpg)
18
GPS 测量仪器设备
Trimble R3 Leica 1230 Topcon Hiper Plus
![Page 19: GPS 测量与数据处理](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022020714/56812d3c550346895d9240c1/html5/thumbnails/19.jpg)
19
常用 GPS 测量模式• 单点定位–通常需采用精密单点定位( PPP)的方法–还未广泛应用
• 相对定位(后处理)–最为常用
• RTK–常用于点位测量与放样
注:本课程主要讲授与相对定位(后处理)有关的内容。
![Page 20: GPS 测量与数据处理](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022020714/56812d3c550346895d9240c1/html5/thumbnails/20.jpg)
20
相对定位• 定义–利用两台以上接收机进行同步观测,获取接收机间相对位置(基线向量)的测量方法。
• 特点–精度高(通过差分消除或削弱了相关误差的影响)
–作业复杂(需进行多台接收机的同步观测)–需要从外部引入位置基准( GPS基线向量缺少绝对位置基准)
![Page 21: GPS 测量与数据处理](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022020714/56812d3c550346895d9240c1/html5/thumbnails/21.jpg)
21
位置基准的传递方式• 单基线方式–效率高,可靠性低
• 导线方式–效率高,可靠性低
• 网络方式–效率低,可靠性高
单基线方式
导线方式 网络方式
![Page 22: GPS 测量与数据处理](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022020714/56812d3c550346895d9240c1/html5/thumbnails/22.jpg)
22
GPS 基线向量网• 定义–由 GPS点和 GPS基线向量所构成–简称 GPS网
• 特点–易进行质量控制– GPS网的布设工作在所有 GPS测量方式中最复杂
![Page 23: GPS 测量与数据处理](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022020714/56812d3c550346895d9240c1/html5/thumbnails/23.jpg)
23
测量成果质量的内涵
质量 精度
质量=精度+可靠性 +应用目标符合度
GPS 测量产品质量的内涵
![Page 24: GPS 测量与数据处理](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022020714/56812d3c550346895d9240c1/html5/thumbnails/24.jpg)
24
质量控制及其内容• 质量控制的定义–一种用来确保生产出的产品保持合乎规定水平的系统
• GPS 测量产品质量控制的内容–质量评价(评定质量的指标)–质量改善(提高质量的方法)
![Page 25: GPS 测量与数据处理](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022020714/56812d3c550346895d9240c1/html5/thumbnails/25.jpg)
25
影响 GPS 网质量的因素
• 基线的质量• 网的结构–基线数量及配置–起算数据的类型、数量及分布
• 网平差处理的方法
1
2
3
4
5
6
7
8
GPS 网
![Page 26: GPS 测量与数据处理](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022020714/56812d3c550346895d9240c1/html5/thumbnails/26.jpg)
26
GPS 测量的依据• 标准及规范• 任务书、合同书• 设计书
![Page 27: GPS 测量与数据处理](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022020714/56812d3c550346895d9240c1/html5/thumbnails/27.jpg)
27
GPS 测量的作业流程• 设计与计划(测前)• 仪器设备的检定与检验(测前)• 施测(测中)• 数据处理及成果整理(测后)
![Page 28: GPS 测量与数据处理](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022020714/56812d3c550346895d9240c1/html5/thumbnails/28.jpg)
28
GPS 测量的作业流程• 测前–项目立项–方案设计–施工设计–测绘资料收集整理–仪器检验、检定–踏勘、选点、埋石
![Page 29: GPS 测量与数据处理](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022020714/56812d3c550346895d9240c1/html5/thumbnails/29.jpg)
29
GPS 测量的作业流程• 测中–作业队进驻–卫星状态预报–观测计划制定–作业调度及外业观测–数据传输、转储、备份–基线解算及质量控制
![Page 30: GPS 测量与数据处理](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022020714/56812d3c550346895d9240c1/html5/thumbnails/30.jpg)
30
GPS 测量的作业流程• 测后–网平差(数据处理、分析)及质量控制–整理成果、技术总结–项目验收
![Page 31: GPS 测量与数据处理](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022020714/56812d3c550346895d9240c1/html5/thumbnails/31.jpg)
31
GPS 测量的成果资料• 方案设计书• 施工设计书• 点之记• 技术总结• 成果资料汇总• 原始观测记录(包括数
据、计算结果文件,观测记录手簿)
![Page 32: GPS 测量与数据处理](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022020714/56812d3c550346895d9240c1/html5/thumbnails/32.jpg)
32
GPS 测量成果的质量• 精度• 可靠性• 可用性–点位设施–密度–分布
![Page 33: GPS 测量与数据处理](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022020714/56812d3c550346895d9240c1/html5/thumbnails/33.jpg)
33©2005~2012. 黄劲松 武汉大学 测绘学院
3. 课程内容及目标
![Page 34: GPS 测量与数据处理](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022020714/56812d3c550346895d9240c1/html5/thumbnails/34.jpg)
34
课程内容• 第一章 绪论• 第二章 GPS网及其建立(教材第 7章)• 第三章 GPS 测量的技术设计(教材第 8
章) • 第四章 GPS 测量的外业(教材第 9 章) • 第五章 GPS 测量中的数据格式(教材第 1
0 章) • 第六章 GPS 基线解算(教材第 11 章)• 第七章 GPS 网平差(教材第 12 章)
![Page 35: GPS 测量与数据处理](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022020714/56812d3c550346895d9240c1/html5/thumbnails/35.jpg)
35
课程目标• 掌握– 开展 GPS测量工程的流程– GPS工程技术设计的内容和报告的撰写– GPS网的设计及布设方法– GPS外业观测的方法及注意事项– GPS测量的质量控制方法– GPS测量数据处理基本原理– GPS测量数据处理方法