GPS测量的设计与实施 GPS课件

测量的设计与实施GPS测量的基本原理GPS卫星定位时间同步12利用卫星发射的无线电信号，接收机通过接收卫星信号，获确定接收机在空间中的位置取准确的时间信息距离测量3通过测量接收机与卫星之间的距离，确定接收机的位置系统概述GPS卫星接收机应用GPS GPS GPS全球定位系统由一组围绕地球运行接收机通过接收这些信号，并利用三被广泛应用于导航、测绘、地质勘GPS GPSGPS的卫星组成，这些卫星不断向地面发送信角测量原理，计算出接收机的位置和时间探、农业、交通运输、灾害救援等领域号，用于定位和计时信息卫星系统组成GPS控制段空间段负责监控和管理整个系统，由颗卫星组成，运行在GPS31GPS6包括卫星的运行状态和信号传个轨道面上，为全球用户提供定输位服务用户段包括各种接收机，用于接收卫星信号并进行数据处理，最终获得用GPS户的地理位置信息接收机的工作原理GPS信号接收1接收来自卫星的信号GPS时间测量2测量信号到达接收机的时间位置计算3根据时间和卫星位置，计算接收机位置数据采集GPS选择合适的接收机根据测量精度要求、观测环境和预算选择合适的GPS接收机设置观测参数包括观测时间、采样率、卫星数、数据格式等参数设置进行实地观测将接收机放置在测站点，确保接收机稳定，并进行观测数据存储与传输将观测数据存储到接收机内部或外部存储设备，并通过网络或其他方式进行传输数据预处理GPS观测值筛选1去除错误数据坐标转换2统一坐标系时间同步3校准时间误差精确定位模式基线解算坐标系转换误差校正利用两个或多个接收机观测同一颗卫将基线解算得到的距离转换成相应的坐考虑大气延迟、多径效应等误差源，通星，通过对卫星信号到达不同接收机的标系，从而获得目标点的精确坐标过相应的模型进行校正，提高定位精时间差进行精确测量，从而计算出两个度接收机之间的距离相对定位模式基准站坐标已知测量距离三角形定位测量点坐标未知计算出测量点与基准站之间的距离利用基准站坐标和距离，确定测量点的坐标动态定位模式实时跟踪连续更新12动态定位模式用于跟踪移动目接收机不断接收卫星信号并计标的位置，例如车辆、飞机或算位置，提供实时的位置信船舶息速度和方向3除了位置信息，动态定位模式还可以提供移动目标的速度和方向信息测量精度分析GPS1-55-10厘米级米级10-50100+米级米级测量精度受多种因素影响，包括卫星数量、观测时间、大气延迟等一GPS般来说，静止测量精度可达厘米级，动态测量精度可达米级或更低测量系统误差分析GPS卫星轨道误差大气延迟误差接收机误差多径效应其他误差测量网设计GPS目的1确保测量精度和可靠性，并满足工程需求原则2均匀分布、合理密度、控制点间良好几何关系类型3平面控制网、高程控制网、三维控制网设计步骤4确定控制点数量、分布、精度要求，并进行网形优化实地测量步骤GPS准备阶段数据处理阶段检查设备、规划路线、熟悉操作流程数据预处理、坐标转换、精度评定1234观测阶段成果应用阶段设置测站、进行观测、记录数据成果整理、报告编写、项目验收数据处理方法GPS数据预处理坐标转换精度评估包括数据剔除、平滑、滤波等将坐标转换为大地坐标系计算测量结果的精度指标GPS数据处理软件GPS数据处理数据分析成果输出数据处理软件负责将原始观测数据软件还提供数据分析功能，包括误差分最终结果可以输出为各种格式，如文本GPS转换为地理坐标和高程信息析、精度评估和坐标转换等文件、图形文件或数据库测量坐标转换GPS坐标系WGS84GPS接收机默认使用WGS84坐标系，它是一个全球性的坐标系当地坐标系工程测量通常使用当地坐标系，例如北京54坐标系或西安80坐标系坐标转换将GPS测量结果从WGS84坐标系转换到当地坐标系，需要进行坐标转换转换方法常用的坐标转换方法包括七参数法、四参数法和投影转换法数据质量控制GPS数据完整性数据一致性检查所有观测数据是否完整，是验证不同观测数据之间的一致否存在缺失或错误数据性，例如不同接收机观测结果的比较数据精度评估数据精度，分析误差来源，并进行误差修正测量成果应用GPS地形图绘制建筑工程测量数据可用于创建精确的地形测量在建筑施工中用于定位、测GPSGPS图，提供详细的地理信息量和控制，确保工程的精度和质量道路建设测量技术在道路设计、施工和维GPS护中发挥重要作用，提高道路的安全性测量的误差来源GPS卫星轨道误差卫星钟差电离层和对流层延迟多径效应多径效应的影响影响描述伪距误差接收机接收到的信号来自多个路径，导致测量距离偏差定位精度降低多径效应导致定位结果出现偏移，影响精度数据处理难度增加需要进行多径效应的识别和消除，增加数据处理的复杂性大气延迟效应的影响1520延迟变化信号在大气中传播速度会减慢，大气层中的气压、温度和湿度会不断GPS导致定位误差变化，导致延迟不稳定30影响大气延迟效应会造成厘米级甚至米级的定位误差测量精度提高措施GPS观测时间观测次数延长观测时间可以减小随机误差的影响，提高测量精度增加观测次数，可以提高观测数据的可靠性，减少随机误差基线长度观测环境选择较长的基线长度可以提高相对定位的精度选择较好的观测环境可以减少多径效应和大气延迟等误差的影响基准站设置原则位置选择环境稳定便于维护123基准站应选择位置稳定、视野开周围环境应尽量避免高压线、无线基准站应方便人员维护和管理，并阔、不受遮挡的地区，确保信号接电发射塔等干扰源，确保观测数据配备必要的电源、通信等设施收不受干扰的准确性测站选择与布设测站位置测站间距测站标识选择视野开阔、信号良好、易于操作的位根据精度要求和地形特征确定合适的测站每个测站需标注清晰的标识，以便识别和置间距定位观测方案设计GPS测站布设1根据测量任务和精度要求，合理规划测站数量和位置观测时间2确定观测时长和观测频率，以确保足够的观测数据精度观测模式3选择合适的观测模式，如静态观测、快速静态观测或实时动态观测观测方案设计是确保测量精度和效率的关键环节，需要充分考虑测量任务的具体要求GPS数据采集与传输数据采集1接收卫星信号数据存储2记录观测数据数据传输3将数据传至处理中心数据处理与成果输出数据校正1消除观测数据中的误差，提高精度坐标转换2将坐标转换为地理坐标GPS成果输出3生成各种格式的测量成果数据处理是将原始数据转化为可利用的测量成果的关键步骤该步骤包括数据校正、坐标转换和成果输出数据校正消除观测数据中的误差，提高测量精度坐标转换将坐标转换为地理坐标成果输出生成各种格式的测量成果，如坐标文件、图形文件、报告GPS等测量应用案例GPS测量在各个领域都有广泛的应用，例如GPS•测绘精确测量地理位置，绘制地图和地形图•工程建设用于建筑物、桥梁、隧道等大型工程的定位和测量•农业精准农业，提高农作物产量和质量•资源勘探寻找矿产资源，进行地质勘探•交通运输导航、车辆跟踪、交通管理结论测量技术已经成为现代测绘领域不可或缺的一部分，其应用范围不断拓GPS展。