《北斗GPS静态测量技术培训》课件

课程概述掌握北斗GPS静态测量技术包括GNSS基础知识、静态测的基本原理、操作流程和数量原理、静态测量设备、外据处理方法，并能熟练运用业观测操作、数据处理与分相关设备和软件进行实际测析、质量控制、应用案例、量工作注意事项与技巧、新技术与发展趋势、总结与展望等内容第一部分基础知识GNSSGNSS（Global NavigationSatellite System）是指全球卫星导GNSS技术已广泛应用于各个领域，如导航定位、测绘、通信航系统，目前世界上主要有四个运行的GNSS系统，分别是美、交通、农业、林业、海洋、气象等北斗系统作为中国自国GPS、俄罗斯GLONASS、欧洲Galileo和中国北斗主研发的全球卫星导航系统，近年来发展迅速，其性能不断提升，应用范围不断扩展系统简介GNSSGPS美国全球定位系统，是第一个全球卫星导航系统，拥有完善的系统架构和丰富的应用经验GLONASS俄罗斯全球导航卫星系统，是第二个全球卫星导航系统，其特点是信号覆盖范围广，抗干扰能力强Galileo欧洲伽利略卫星导航系统，是第三个全球卫星导航系统，其特点是精度高，安全性好北斗中国北斗卫星导航系统，是第四个全球卫星导航系统，其特点是自主可控，性能优异北斗卫星导航系统1994年1北斗一号系统建成，开始提供区域服务2012年2北斗二号系统建成，开始提供全球服务2020年3北斗三号系统建成，正式投入运营北斗卫星导航系统是中国自主研发的全球卫星导航系统，它由空间段、地面段和用户段组成空间段包括35颗卫星，地面段包括主控站、注入站、监测站等，用户段包括各种接收机和终端北斗系统的优势高精度定位短报文通信区域增强服务北斗系统采用先进的北斗系统除了提供定北斗系统可以提供区技术，可以提供高精位服务外，还可以提域增强服务，提高定度的定位服务，精度供短报文通信服务，位精度和可靠性，尤可达厘米级可用于信息传递和应其适用于特殊地区和急救援行业应用信号结构GNSS载波卫星发射的无线电波，频率固定，用于携带其他信息伪随机码用于识别不同的卫星，每个卫星都有唯一的伪随机码导航电文包含卫星的轨道参数、时间信息、系统状态等信息测量原理GNSS伪距测量通过测量接收机到卫星的信号传播时间，计算出接收机到卫星的距离，即伪距载波相位测量通过测量接收机到卫星的信号相位差，计算出接收机到卫星的距离变化误差源分析GNSS电离层误差2电离层对信号的延迟会导致定位误差卫星轨道误差1卫星轨道的不准确性会导致定位误差对流层误差对流层对信号的延迟也会导致定位误3差第二部分静态测量原理静态测量是指接收机在固定位置进行长时间的连续观测，获静态测量适用于高精度定位需求的场景，例如大地控制网测取大量的卫星信号数据，通过后处理计算得到精确的坐标结量、变形监测、精密工程测量等果静态测量概述定义特点应用场景静态测量是指在固定位置进行长时高精度、可靠性强、适用于长基线大地控制网测量、变形监测、精密间的连续观测，获取大量卫星信号测量工程测量等数据，通过后处理计算得到精确坐标结果静态测量的基本原理相对定位通过测量两个接收机到同一颗卫星的信号传播时间或相位差，计算出两个接收机之间的距离基线解算利用多个卫星的观测数据，通过解算方程组，求解出两个接收机之间的三维坐标静态测量的优势静态测量可以获得更高的精静态测量具有较高的可靠性度，因为长时间观测可以积，因为长时间观测可以消除累更多的观测数据，减少误部分偶然误差的影响，提高差的影响观测数据的精度静态测量适用于长基线测量，因为长基线测量需要更多的观测数据和更长的观测时间静态测量的局限性时间消耗后处理需求环境要求静态测量需要长时间静态测量数据需要进静态测量对观测环境观测，一般需要几个行后处理计算，才能有一定要求，需要开小时甚至更长时间得到精确的坐标结果阔视野，避免电磁干扰静态测量网设计控制点布设原则1合理布设控制点，确保测量网的几何强度和精度，并能满足实际应用需求观测方案设计2根据测量精度要求，选择合适的观测方案，例如观测时间、卫星数量、观测方式等静态测量精度影响因素观测时间长度2观测时间越长，积累的观测数据越多，测量精度越高卫星几何构型1卫星的分布情况对测量精度有很大影响，良好的几何构型可以提高精度基线长度基线长度越长，测量精度要求越高，3需要更长时间观测和更精确的设备第三部分静态测量设备静态测量设备主要包括GNSS接收机、辅助设备、数据采集终辅助设备包括三脚架、对中杆、测高尺等，用于固定接收机端等GNSS接收机是静态测量的核心设备，它接收卫星信号和进行测量辅助操作数据采集终端用于记录观测数据，并，进行数据处理和计算可进行部分数据处理和分析接收机GNSS多系统兼容接收机可以接收多个GNSS系统（GPS、GLONASS、Galileo、北斗）的信号，提高定位精度和可靠性高精度天线天线是接收卫星信号的关键部件，高精度天线可以提高信号接收质量，降低误差辅助设备三脚架对中杆测高尺用于固定接收机，保用于将接收机天线对用于测量接收机天线证接收机稳定，提高准测量点，确保测量高，用于计算测量点观测精度点坐标准确坐标数据采集终端手簿1用于记录观测数据，并可进行部分数据处理和分析软件功能2数据采集、数据存储、数据查看、部分数据处理、数据传输等功能设备选型考虑因素精度需求根据测量精度要求，选择合适的设备，例如精度等级、信号接收能力等作业环境根据作业环境选择合适的设备，例如抗干扰能力、环境适应性等成本效益综合考虑设备的性能、价格、维护成本等因素，选择性价比高的设备设备日常维护定期进行校准，确保设备的定期进行保养，保持设备清精度和可靠性洁，延长设备的使用寿命及时排除设备故障，确保设备正常运行第四部分外业观测操作外业观测操作是静态测量的核心环节，它直接影响着测量数进行外业观测操作时，要注意选择合适的观测环境，避免电据的精度和可靠性外业观测操作主要包括外业准备工作、磁干扰，做好仪器架设和接收机设置工作，并准确记录观测仪器架设、接收机设置、观测记录等数据外业准备工作踏勘选点卫星预报根据测量任务要求，选择合适查询卫星运行轨迹和时间，确的控制点位置，并做好点位标定最佳观测时间和卫星数量识作业计划制定根据测量任务要求和观测环境，制定详细的作业计划，包括观测时间、观测方式、人员分工等仪器架设三脚架安置将三脚架安置在坚固平稳的地面上，确保接收机稳定，并做好三脚架水平调整对中整平将接收机天线对准测量点，并使用水平仪进行整平，确保天线垂直于地面天线高量测使用测高尺测量接收机天线高，用于计算测量点坐标接收机设置卫星截止高度角设置接收机接收卫星的最低高度角，提高观测数据质量，减少误差采样间隔设置接收机采集数据的频率，根据精度要求选择合适的采样间隔观测时长设定根据测量精度要求和观测环境，设定合适的观测时间，确保采集足够的数据观测记录使用外业手簿记录观测数据采集数字照片，记录观测点，包括观测时间、卫星数量位置、周围环境、仪器设置、信号强度、天线高、环境等信息信息等记录异常情况，例如信号遮挡、多路径效应、设备故障等，以便后期分析和处理多期施测要求重复观测闭合环检核1在不同的时间段对同一个控制点进对于闭合环的控制点，可以进行闭行重复观测，可以验证测量结果的2合环检核，验证测量结果的精度稳定性常见问题及解决方法信号遮挡多路径效应选择开阔视野的观测点，避免选择平坦的地面，避免反射信高层建筑、树木等遮挡卫星信号的影响，使用多路径消除技号术设备故障处理检查设备是否正常运行，及时排除故障，必要时更换设备第五部分数据处理与分析数据处理与分析是静态测量的关键步骤，它将外业观测获得数据处理与分析主要包括数据预处理、基线解算、网平差、的数据进行处理和分析，最终得到精确的坐标结果坐标转换、精度评定、成果输出等步骤数据预处理数据下载1从GNSS接收机中下载观测数据，并进行备份保存格式转换2将数据转换成统一的格式，例如RINEX格式质量检查3检查数据的完整性、一致性和可靠性，剔除异常数据基线解算软件选择选择合适的基线解算软件，例如GAMIT、Bernese、GIPS等参数设置根据观测数据和精度要求，设置解算软件的参数，例如卫星轨道参数、电离层模型、对流层模型等解算策略选择合适的解算策略，例如单点定位、相对定位、网平差等网平差自由网平差根据观测数据，解算出控制点的坐标，并进行精度评定约束网平差利用已知控制点的信息，对控制点坐标进行约束，提高精度和可靠性坐标转换大地坐标系转换将观测数据从WGS84坐标系转换到当地坐标系，例如北京54坐标系、西安80坐标系等投影变换根据需要，将坐标进行投影变换，例如从大地坐标系转换到平面坐标系精度评定进行内部精度评定，评价控制点坐标的精度，例如中误进行外部精度检核，将测量结果与其他测量方法或已知差、标准差等控制点进行比对，验证测量结果的可靠性成果输出坐标列表精度报告图形成果输出控制点的坐标信输出测量结果的精度根据需要，绘制控制息，包括经度、纬度信息，包括中误差、点分布图、测量网图、高程等标准差等等第六部分质量控制质量控制是保证静态测量结果精度和可靠性的关键环节，它通过严格的质量控制，可以有效地识别和消除测量误差，提包括观测环境质量控制、观测过程质量控制、数据处理质量高测量结果的精度和可靠性控制、成果检核方法等观测环境质量控制选点要求环境电磁干扰排查选择开阔视野、地面平坦、地基稳定的观测点，避免电使用电磁干扰探测仪，对观测环境进行电磁干扰排查，磁干扰避免干扰信号的影响观测过程质量控制仪器状态监控1定期检查仪器的工作状态，例如电源电压、信号强度、温度等，及时发现和处理问题卫星状态监测2监测卫星信号的质量，例如信号强度、多路径效应、周跳等，确保观测数据质量数据处理质量控制粗差探测利用统计方法探测数据中的粗差，例如残差分析、卡方检验等，剔除异常数据精度指标分析分析精度指标，例如中误差、标准差等，评价测量结果的精度成果检核方法重复观测比对，通过对同一已知点检核，利用已知控制个控制点进行重复观测，比点坐标，检验测量结果的精较两次观测结果，验证结果度和可靠性的一致性其他测量方法验证，使用其他测量方法，例如水准测量、全站仪测量等，验证测量结果的准确性第七部分应用案例北斗GPS静态测量技术在测绘、工程、地籍等领域有着广泛以下是一些常见的应用案例的应用，它可以提高测量精度，提高工作效率，为各个行业提供更加精确可靠的测量数据大地控制网测量精度分析观测方案对测量结果进行精度分析，评价控制网网形设计根据控制网设计，制定合理的观测方案的精度和可靠性根据测量精度要求和区域特点，设计合，例如观测时间、卫星数量、观测方式理的控制网，例如三角网、多边形网等等变形监测周期观测定期对监测网进行观测，获取控制点2坐标变化信息，用于分析目标的形变监测网布设情况1根据监测目标，设计合理的监测网，布设控制点，用于监测目标的形形变分析变变化对监测数据进行分析，确定目标的形3变趋势和大小，为工程安全提供依据工程放样控制点布设根据工程设计图纸，在工程现场布设控制点，用于控制工程的施工精度放样技术使用GNSS接收机进行放样，将设计图纸上的坐标信息转换成实际的工程位置精度保证措施采取措施确保放样精度，例如使用高精度设备、进行重复观测等地籍测量测量土地界址点坐标，用于进行土地面积计算，为土地确定土地的位置、面积和权登记和管理提供依据属制作土地权属图，用于展示土地的范围和边界第八部分注意事项与技巧进行北斗GPS静态测量时，要注意一些事项，并掌握一些技以下是一些常见的注意事项和技巧巧，可以提高工作效率，减少误差，提高测量结果的精度和可靠性观测环境选择开阔视野避免电磁干扰稳定地基选择开阔视野的观测点，避免高层选择远离电磁干扰源的观测点，例选择坚固平稳的地面，避免地面振建筑、树木等遮挡卫星信号，提高如远离高压线、广播发射塔等，减动影响接收机稳定，提高观测精度卫星信号的接收质量少电磁干扰的影响观测时间优化卫星观测窗口1选择卫星数量多、几何构型好的观测时间窗口，提高观测效率和精度PDOP值考虑2PDOP值反映卫星几何构型的优劣，PDOP值越小，卫星几何构型越好，观测精度越高长短基线观测策略3对于长基线，需要更长时间观测，对于短基线，可以缩短观测时间多基准站布设技巧冗余观测设计布设多个基准站，进行冗余观测，提高测量结果的可靠性基线交叉设计将基准站布置成交叉形式，可以提高测量精度，并能检测测量误差异常数据处理使用周跳探测和修复软件，识别和修复观测数据中的周跳，提高数据质量使用系统偏差校正方法，消除不同GNSS系统之间存在的系统偏差，提高测量精度多系统数据融合GPS/北斗联合解算系统间偏差处理1将GPS和北斗的观测数据进行联合解在联合解算时，需要考虑不同系统算，可以提高定位精度，并能增强2之间的偏差，进行系统间偏差校正系统抗干扰能力第九部分新技术与发展趋势北斗卫星导航系统发展迅速，其性能不断提升，应用范围不以下是一些常见的北斗GPS静态测量新技术和发展趋势断扩展，并出现了许多新技术，为测量领域带来了新的发展机遇北斗三号全球系统系统特点北斗三号系统采用全新的设计理念，具有更高的精度、更强的可靠性、更广的覆盖范围、更丰富的服务功能应用前景北斗三号系统的应用前景十分广阔，它将在测绘、导航、通信、交通、农业等领域发挥更大的作用高精度定位服务网络系统CORS1CORS系统是连续运行参考站系统，它由多个高精度GNSS接收机组成，可以提供高精度的定位服务网络技术RTK2网络RTK技术利用CORS系统提供的参考数据，可以实现实时高精度定位，应用于工程放样、变形监测等领域多传感器集成组合GNSS/INS将GNSS接收机与惯性导航系统（INS）组合，可以提高定位精度，并能实现自主导航融合GNSS/LiDAR将GNSS接收机与激光雷达（LiDAR）融合，可以实现三维空间的精确测量，应用于地形测绘、城市规划等领域智能化测量技术自动化数据采集，利用自动化设备进行数据采集，提高人工智能辅助处理，利用人工智能技术辅助数据处理和工作效率，减少人工操作误差分析，提高处理效率和精度第十部分总结与展望本课程系统讲解了北斗GPS静态测量技术，并介绍了相关设随着北斗卫星导航系统的发展，北斗GPS静态测量技术将会备、操作方法、数据处理流程和应用案例通过学习本课程得到更加广泛的应用，为各个行业提供更加精确可靠的测量，学员能够掌握北斗GPS静态测量技术，并具备实际应用能数据力课程回顾关键知识点总结回顾课程中的关键知识点，包括GNSS基础知识、静态测量原理、静态测量设备、外业观测操作、数据处理与分析、质量控制等内容技能要求回顾回顾课程中涉及的技能要求，例如仪器操作、数据处理、成果分析等，巩固学习成果结语北斗GPS静态测量技术是测建议学员继续学习相关知识绘领域的重要技术，它将随和技能，不断提升自身专业着北斗卫星导航系统的发展能力，为测绘事业的发展贡而不断进步，应用范围将会献力量更加广泛欢迎大家提出问题，我们将竭诚为您解答！。