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RTK测量

2021-01-09 来源:意榕旅游网
第七章 GPS测量第一节 GPS相对测量作业模式 的外业实施 第二节 GPS控制点的选择 目的、要求: 1、GPS相对测量作业模式 2、GPS控制点的选择 学时:2学时 教学内容概述: 一、GPS相对测量作业模式 目前,在GPS接收系统硬件和软件的支持下,较为普遍采用的作业模式主要有静态相对定位、快速静态相对定位、准动态相对定位和动态相对定位等。下面就这些作业模式的特点及其适用范围简要介绍如下: 1 静态测量模式 1.1作业方法: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小时或更多。 1.2精度:基线的定位精度可达5mm+1(10-6?D,D为基线长度(km)。 1.3特点:基线构成几何图形,检核条件充分。提高成果可靠性。并且可以通过平差,进一步提高定位精度。 1.4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、建立长距离捡校基线、进行岛屿与大陆联测、钻井定位及精密工程控制网建立等。 1.5 注意事项:所有已观测基线应组成一系列封闭图形(如图8-1),以利于外业检核。 2 快速静态测量模式 2.1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,同步观测 2.2精度:流动站相对于基准站的基线中误差为5mm+1×106D 。 2.3特点:作业速度快、精度高;流动接收机不需连续跟踪卫星,能耗低;两台接收机工作时,基线不适宜构成几何图形(如图8-2),检核条件不充分,可靠性较差。 2.4适用范围: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。 2.5 注意事项:在观测时段内应确保有5颗以上卫星可供观测;流动点与基准点间距离应不超过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。 3 准动态测量模式 3.1作业方法: (1)设置基准站:在测区选择一个基准点,安置接收机连续跟踪观测 ( 5颗可视卫星; (2)初始化:将另一台流动接收机先置于起始点初始化观测(如图8-3)观测3~5min; (3)流动观测:在保持对所测卫星连续跟踪而不失锁的情况下,将流动接收机依次置于待定点同步观测 ( 5颗卫星数秒钟。) 3.2精度:基线的中误差约为l~2cm。 3.3特点: (1)流动接收机需连续跟踪( 5颗可视卫星; (2)观测过程中流动接收机失锁,仍能延时(1~2min )观测 (3)基线不适宜构成几何图形(如图8-3),检核条件不充分,可靠性较差。 3.4应用范围:开阔地区的加密控制测量、工程定位及碎部测量、剖面测量及线路测量等。 《GPS测量技术与应用》电子教案

3.5注意事项:应确保在观测时段上有5颗以上卫星可供观测;流动点与基准点距离不超过20km;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 动态定位测量模式 4.1作业方法: (1) 设置基准站: 建立一个基准点安置接收机连续跟踪所有可见卫星(如图8—4所示); (2) 设置流动站: 在运动平台上设置接收机, 指定自动定位的时间间隔; (3) 初始化: 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测定运动载体的实时位置。 (4) 流动观测:初始化后,在保持对卫星连续跟踪观测状态,接收机依预定时间间隔自动同步观测 ( 5颗卫星,一般釆样率<1秒。 4.2精度: 相对于基准点的瞬时点位精度1~2cm。 4.3特点: (1) 运动载体连续自动定位 (2) 定位作业速度快 (3) 基线不适宜构成几何图形,检核条件不充分 4.4应用范围: 精密测定运动目标的轨迹、测定道路的中心线、勘界、剖面测量、航道测量、海洋测绘等。 4.5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;流动接收机连续跟踪卫星失锁需重新初始化1~2min;流动点与基准点相距不超过20km。 5 实时动态定位测量模式(Real Time Kinematic ,简称RTK) 5.1作业方法: (1)自由RTK (2)自动RTK 5.2精度: 相对于基准点的瞬时点位精度1~2cm。 5.3特点:实时动态测量技术,是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS测量技术,它是目前应用最广泛的GPS测量技术。 5.4应用范围:开阔地区的加密控制测量、地形测图、地籍测量、工程定位及碎部测量、剖面测量及线路测量、航空摄影测量和航空物探中采样点的实时定位,航道测量,道路中线测量,以及运动目标的精密导航等。 5.5注意事项: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。 二、GPS控制点的选择 1 GPS控制点选择的原则 选点工作应遵守以下原则: (1)点位应选易于安置接收设备、视野开阔的位置。视场周围15(以上不应有障碍物,以避免GPS信号被吸收或遮挡。 (2)点位应远离大功率无线电发射源(如电视台、微波站等),其距离不小于200m;远离高压输电线,其距离不得小于50m,以避免电磁场对GPS信号的干扰。 (3)点位附近不应有大面积水域或强烈干扰卫星信号接收的物体,以减弱多路径效应的影响。 (4)点位应选交通方便,有利于其他观测手段扩展与联测的地方。 (5)点位应选在地面基础稳定,易于点保存的地点。 (6)选点人员应按技术设计进行踏勘,在实地按要求选定点位。

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(7)网形应有利于同步观测及边、点联结。 (8)当所选点位需要进行水准联测时,选点人员应实地踏勘水准路线,提出有关建议。 (9)当利用旧点时,应对旧点的稳定性、完好性,以及觇标是否安全可用做检查,符合要求方可利用。 2 GPS控制点环视图绘制 GPS控制点环视图是反映控制点周围一定截止高度角范围内天顶通视情况的专用图件。它是外业选点工作的重要成果。环视图绘制方法有两类:一是圆周型,另一类是断面型。 (1)圆周型环视图绘制 以控制点为原心,南北0(~180(方向线为X轴方向;东西90(~270(方向线为Y轴方向,建立平面坐标系。X、Y坐标值取高度角,并按绝对值递减方式注记。参照地形图式,由0(至360(间隔相等水平角标绘截止高度角内地物。 (2)断面型环视图绘制 以控制点为原心, X轴为截止高度角方向;Y轴为环视方位线方向,建立平面坐标系。X坐标值取高度角,并按绝对值递增方式注记。Y坐标值取0(~360(方位线方向。参照地形图式,由0(至360(间隔相等水平角标绘截止高度角内地物。 3 标志埋设与点之记绘制 GPS网点一般应埋设具有中心标志的标石,以精确标志点位。点的标石和标志必须稳定、坚固以利长久保存和利用。在基岩露头地区,也可直接在基岩上嵌入金属标志。每个点位标石埋设结束后,填写点之记。 重点:1、掌握各种GPS相对测量作业模式的特点及适用范围 2、理解GPS控制点的选择原则 3、理解点之记的绘制 难点:1、掌握各种GPS相对测量作业模式的特点及适用范围 2、理解GPS控制点的选择原则 思考题(作业):1.GPS测量定位的技术设计包括哪些内容? 备注(教学组织形式、教学方法与手段等及其它需注明的问题): 本章内容实践性较强,在授课过程中注重理论联系实际,抓住实验课的机会,激活学生的学习热情、督促学生运用已学知识指导实践,提高自己的实践能力。再通过课后作业和实验报告巩固本节内容。 课后记: 理论联系实际能激发学生的学习热情,更能促使学生自学

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第七章 GPS测量第三节 GPS数据的采集 的外业实施 第四节 成果验收和上交资料 目的、要求:1、GPS数据的采集 2、外业成果的验收 3、GPS控制网的上交资料 学时:2学时 教学内容概述: 一、 GPS数据的采集 1.依据的主要技术指标 2.静态测量数据采集 2.1天线安置 2.2接收机安装 天线安置完成后,在离开天线适当位置的地面上安放GPS接收机,接通接收机与电源、天线、控制器的连接电缆,并经过严格检查,正确安装方可启动接收机进行观测。 2.3开机观测 观测作业的主要目的是捕获GPS卫星信号,并对其进行跟踪、处理和量测,以获得所需要的定位信息和观测数据。 (1) 接收机正确安装完成后,启动接收机并经过预热和静置。 (2)接收机锁定卫星并开始记录数据后,观测员可按照仪器随机提供的操作手册进行输入和查询操作,在未掌握有关操作系统之前,不要随意按键和输入,一般在正常接收过程中禁止更改任何设置参数。 2.4观测记录 在外业观测工作中,所有信息资料均须妥善记录。记录形式主要有以下两种: (1)观测记录:观测记录由GPS接收机自动进行,均记录在存储介质(如硬盘、硬卡或记忆卡等)上。 (2)测量手簿 2.5数据采集实例 3 准动态测量数据采集 用两台GPS接收机(1台基准站+1台流动站),通过静态初始化(基准站架设已知点上),用后处理解算流动站碎部点坐标。此作业方法尤其适合无需数据链差分测点,点位精度要求达到亚米级,流动站碎部点测量时间短,流动站完成初始化以后,一般只需1分钟左右测一个点。下面以STRATUS\\Smart3100IS接收机为例介绍准动态测量数据采集。 3.1 基准站设置 准动态测量作业基准站数据采集方法与静态测量数据采集相似, 3.2 初始化 3.3 流动观测:初始化完成以后,在保持对所测卫星连续跟踪而不失锁的情况下,将流动接收机依次置于待定点同步观测 4 实时动态(RTK) 测量数据采集 用两台以上GPS接收机(1台基准站+>1台流动站),通过实时测量数据采集与解算坐标改正处理,获得流动站碎部点坐标。 4.1实时动态(RTK)基准站设置 4.1.1基准站数据采集系统配置 4.1.2差分测量模式设置 4.2实时动态(RTK) 移动站设置 4.2.1移动站数据采集系统配置

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4.2.2差分测量模式设置 (1) 开机锁定卫星后,手簿选择数据采集Data Collector项; (2) 选择GPS模式,按Enter键确认 (3) 设置差分定位模式, 选择Reference项,Enter确定。 (4) 设置接收差分定位信息Receive RTCM模式(图8-28) (5)设置接收差分定位信息:DGPS ID 参数用于输入站名。一旦设定,接收机只承认和所设定的ID相符的站发出的差分修正值。DGPS ID 参数常用于可通过数据链同时接收几个基准站差分信息的情况。 (6)动态数据采集 5 外业观测成果质量检核 外业观测结束后,应及时卸载有关资料并进行数据处理,以便对外业数据的质量进行检核。检核的内容有: (1)数据剔除率:一时段内观测值的剔除率不应超过10%。 (2)复测基线的长度差 (3)同步环闭合差 (4)独立环闭合差及附合路线坐标闭合差。 (5)精处理后基线分量及边长的重复性。 (6)各时段间的较差。 6 重测和补测 二、成果验收和上交资料 外业观测及内业数据处理完成后应进行成果验收并上交有关资料。如果数据处理工作也是由外业观测单位自己来完成的,那么成果验收和上交资料可在数据处理工作结束后进行 (进行低等级小范围的GPS测量时通常采用这种模式)。如果外业观测工作结束后,数据处理工作将交由专门机构来进行(例如A级网、B级网等高精度GPS网),则在上交外业观测资料时也应对外业观测资料进行检查验收。此时,成果验收和上交资料中将不包含带“*”号的部分。 1.成果验收 成果验收按CHl002的有关规定进行。交送验收的成果包括: 观测记录的存储介质及其备份。记录的内容和数量应齐全,完整无缺。各项注记和整饰应符合要求。 验收的重点为: (1)实施方案是否符合规范和技术设计的要求。 (2)补测、重测和数据剔除是否合理。 (3)数据处理软件是否符合要求。处理项目是否齐全,起算数据是否正确。 (4)各项技术指标是否符合要求。 验收完成后应写出成果验收报告。在验收报告中,应根据CHl003的有关规定对成果质量进行评定。 2 技术总结 在GPS测量工作完成后,应按要求编写技术总结报告,作为成果验收和上交资料重要技术文件。其具体内容包括外业和内业两大部分。 2.1外业技术总结内容 (1)测区及其位置,自然地理条件与气候特点、交通、通讯及供电等情况。 (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,施测起迄时间,技术依据,作业人员的数量及技术状况。 (4)作业仪器类型、精度、检验及使用状况。

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(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。 2.2内业技术总结内容 (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)上交成果中尚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。 3.上交资料 (1)测量任务书或测量合同书、技术设计书。 (2)点之记、测站环视图、测量标志委托保管书、选点资料和埋石资料。 (3)接收设备、气象仪器及其他仪器的检验资料。 (4)外业观测记录、测量手簿及其他记录。 (5)数据处理中生成的文件、资料和成果表。 (6)GPS网展点图。 (7)技术总结和成果验收报告。 重点:1、了解GPS数据的采集方法 2、掌握外业成果的验收内容 3、了解GPS控制网的上交资料 难点:1、掌握外业成果的验收内容 思考题(作业): 1、GPS测量定位技术设计及技术总结包括那些内容? 备注(教学组织形式、教学方法与手段等及其它需注明的问题): 本章内容实践性较强,在授课过程中注重理论联系实际,抓住实验课的机会,激活学生的学习热情、督促学生运用已学知识指导实践,提高自己的实践能力。再通过课后作业和实验报告巩固本节内容。 课后记: 理论联系实际能激发学生的学习热情,更能促使学生自学

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