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07 第7讲 GPS技术设计数据采集与处理.pptx

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本课件讲解GPS测量数据采集与处理,先给出各级GPS网的等级用途、精度指标与点位密度指标,再说明图上设计、选点埋石、作业计划与外业观测技术规定,最后介绍基线解算、网平差与常用的GPS数据处理软件。

GPS测量数据采集及处理章节封面,标示技术设计、外业采集与数据处理三大内容
设计内容导览页,列出GPS测量的等级及用途、精度指标与点的密度指标三项设计内容
等级与用途表,列出AA至E各级GPS网的应用场合与典型实例
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第1页:GPS测量数据采集及处理封面

GPS测量数据采集及处理:本章讲解GPS网的技术设计、外业数据采集与内业数据处理。

第2页:GPS网的精度和密度设计

一、GPS网的精度和密度设计

  • GPS测量的等级及用途
  • 各级GPS测量的精度指标
  • 各级GPS点的密度指标

第3页:GPS测量的等级及用途

1、GPS测量的等级及用途:我国GPS测量规范所规定的等级如下。

GPS测量等级、用途与实例
等级用途实例
AA级全球性的地球动力学研究、地壳形变、建立全球性参考框架IGS跟踪站
A级区域性的地球动力学研究和地壳形变、建立国家参考框架国家A级网
B级局部形变监测和各种精密工业测量国家B级网
C级大中城市及工程测量的基本控制网—
D、E级中小城市、城镇测图、地籍、土地信息、房产、物探、勘测、建筑施工等—

第4页:各级GPS点的密度指标

2、点的密度指标:GPS网中相邻点间的平均距离(km)。

各级GPS网相邻点平均距离
级别平均距离(km)
AA1000
A300
B70
C10~15
D5~10
E0.2~5

第5页:各级网的固定误差和比例误差

各级GPS网的固定误差和比例误差:

GPS网精度指标
级别固定误差(mm)比例误差(ppm)
AA≤3≤0.01
A≤5≤0.1
B≤8≤1
C≤10≤5
D≤10≤10
E≤10≤20

第6页:基线长度标准差的计算

基线长度标准差:σ = √(a2 + (b·d)2),其中σ为标准差(mm),a为固定误差(mm),b为比例误差系数(ppm),d为相邻点距离(mm)。

C、D、E级的固定误差均为≤10mm,比例误差分别≤5、≤10、≤20ppm。

第7页:数据采集的主要环节

二、数据采集:

  • 选点与埋石
  • GPS接收机的选用与检验
  • 外业观测(数据采集)
  • 成果验收和上交资料

第8页:图上设计

1、图上设计

作用
确定点位的分布、数量;确定联测的高等级控制点
设计目标
满足应用要求;易于保存;交通方便

第9页:选点的基本要求

2、选点——对测站的基本要求:

  • 视野开阔,对空通视好,15°以上不宜有成片障碍物
  • 15°以上不宜有金属导体
  • 便于仪器安置及观测作业
  • 远离可能的干扰源
  • 远离易引起多路径的环境
  • 地质条件良好、点位稳定、易于保存,交通便利
  • 充分利用符合要求的现有观测设施
  • 尽量选择测站小环境与周围大环境一致

第10页:拟定作业计划与观测时段

1、拟定作业计划:

  • 分区观测,逐步扩展
  • 观测时段的选择
  • 调度命令:安排作业时段、分配观测任务、突发情况的处理

观测时段:从测站上开始接收卫星信号起至停止接收卫星信号间的连续工作的时间段。

第11页:外业观测基本技术规定

3、观测——基本技术规定:

各级GPS测量基本技术规定
项目AAABCDE
卫星截止高度角(°)101015151515
同时观测有效卫星数≥4≥4≥4≥4≥4≥4
有效观测卫星总数≥20≥20≥9≥6≥4≥4
观测时段数≥10≥6≥4≥2≥1.6≥1.6
静态时段长度(min)≥720≥540≥240≥60≥45≥40
双频+P码快速静态(min)———≥10≥5≥2
双频全波长(min)———≥15≥10≥10
单频或双频全波长(min)———≥30≥20≥15

同步观测时段超过1小时的静态定位基线精度可达5mm+1ppm;快速静态为5~10mm+1ppm;准动态为10~20mm+1ppm;动态为1~2cm+1ppm;RTK由基站、数据传输设备与流动站组成。

第12页:采样间隔与有效观测时间

观测基本技术规定(续):

采样间隔与有效观测时间规定
项目AAABCDE
静态采样间隔(s)30303010~3010~3010~30
静态时段中任一卫星有效时间(min)≥15≥15≥15≥15≥15≥15
双频+P码快速静态(min)———≥1≥1≥1
双频全波长(min)———≥3≥3≥3
单频或双频全波长(min)———≥5≥5≥5

第13页:外业观测作业流程

作业流程:

  • 对中、整平
  • 天线定向
  • 量仪器高
  • 检查电缆连接是否正确
  • 开机,设置有关参数
  • 记录数据
  • 量仪器高
  • 关机、填写测量手簿

第14页:

第15页:GPS数据处理导览

三、GPS数据处理

  • GPS网与基线
  • 基线解算与网平差

第16页:GPS网与基线的构成

GPS网与基线:GPS网由已知平面控制点、水准点与待定未知点通过同步观测基线连接而成。

第17页:各级网的平均观测时段数

网等级与平均观测时段数:

各级GPS网平均观测时段数
网等级平均观测时段数
AA10
A6
B4
C2
D1.6
E1.6

第18页:基线解算与网平差

基线解算与网平差:

  • 单基线解与多基线解
  • 网平差

第19页:TGO数据处理软件

常用GPS处理软件——1、TGO(Trimble Geomatics Office):天宝公司配套的GPS数据处理软件,用于基线解算与网平差。

第20页:南方测绘GPS处理软件

2、南方测绘GPS处理软件:国产GPS基线解算与网平差软件,适配南方系列接收机数据。

第21页:GrafNav处理软件

3、GrafNav(Waypoint GPS):Waypoint公司的GPS数据处理软件,常用于动态与精密定位数据解算。

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