GPS控制网的布设方法

• 答：
100 2.0 Smin INT 50 4 lt Smin (m 1) 50 (4 1) 150 ln n 1 100 1 99
• 例
– 中国国家高精度GPS 网 – 各省市地方的控制网
中国国家高精度GPS网
工程控制网①
• 覆盖范围
– 工程施工区域
• 用途
– 工程放样、施工 – 变形监测 – GPS高程
• 基准
– 独立基准
工程控制网② • 特点
– 精度、可靠性要求随工程要求差别较大 – 变形监测网需多次复测
• 例
– 各类工程控制网、滑坡监测网
GPS网的布网方案②
– 会战式 –形式 • 一次组织多台GPS接收机，集中在一段不太长的时 间内，共同作业。观测分阶段进行，在同一阶段中， 所有的接收机，在若干天的时间里分别各自在同一 批点上进行多天、长时段的同步观测，在完成一批 点的测量后，所有接收机又都迁移到另外一批点上 采用相同方式，进行另一阶段的观测，直至所有点 观测完毕。 –优点 • 可以较好地消除SA等因素的影响，因而具有特高的 尺度精度。 –适用范围 • A、B级网。
基准站
基准站 多基准站式的布网形式
基准站
–适用范围
• C，D级网。
GPS网的布网方案④
• 同步图形扩展式
–形式
• 多台接收机在不同测站上进行同步观测， 在完成一个时段的同步观测后，又迁移到 其它的测站上进行同步观测，每次同步观 测都可以形成一个同步图形，在测量过程 中，不同的同步图形间一般有若干个公共 点相连，整个GPS网由这些同步图形构成。
GPS网的分类
• 分类方法
– 根据用途划分
• GPS网的分类
– 框架基准网 – 大地控制网 – 工程控制网 – 测图控制网 – 另类 － 连续运行的参考站网（CORS）
大地控制网① • 覆盖范围
– 国家、地区
• 基准
– 参心系
• 用途
– 大地控制 – 区域大地水准面精化
大地控制网②
• 特点
– 精度、可靠性要求较 高 – 复测周期长
GPS网的布网方案③ • 多基准站式
–形式
• 若干台接收机在一段时间里长期固 定在某几个点上进行长时间的观测， 这些测站称为基准站，在基准站进 行观测的同时，另外一些接收机则 在这些基准站周围相互之间进行同 步观测。
同步图形
–优点
• 各基准站间基线向量精度高，可以 作为整个GPS网的骨架。 • 其余同步观测图形与各个基准站之 间也存在有同步观测基线，图形结 构强。
定义及计算公式
• 定义
– 测定网中所有点的坐标所需要的独立基线 的最少数量。
• 计算公式
– 对于一个只以已知点作为起算数据的网， 其必要独立基线数可采用下式计算
必要独立 基线数 网的总 点数
n 1, p 0 ln n p, p 0
已知点的 数量
算例
• 问
– 某网由100个点构成，计划用4台接收机进 行观测，如果要求平均重复设站次数不得 低于2.0，问至少需要观测多少个时段，可 测得多少独立基线，必要独立基线是多少？
–优点
• 扩展速度快，图形强度较高，且作业方法 简单。
–适用范围
• C，D级网。
同步图形的扩展
GPS网的布网方案⑤
• 单基准站（星形网）式
– 形式
• 以一台接收机作为基准站，在某个测站上连续开机观测， 其余的接收机在此基准站观测期间，在其周围流动，每到 一点就进行观测，流动的接收机之间一般不要求同步，这 样，流动的接收机每观测一个时段，就与基准站间测得一 条同步观测基线，所有这样测得的同步基线就形成了一个 以基准站为中心得星形。
GPS控制网的布设方法
张兴福
xfzhang77@
广东工业大学测绘工程系
• 什么是GPS控制网 – GPS控制网是由GPS基线向量所形成的一种网络。 • 布设GPS网的目的 –易于引入外部基准 • 基线向量无法提供位置基准，必须从外部引入 • 构成网络，易于基准的传递 –提高测量成果的质量 • 提供检核条件（闭合环、重复基线）
GPS网与常规网①
• GPS网的优势
– 不需要通视 – 运行与天气无关 – 测站的选择与网络无关，因而测站可以设 置在任何需要的地方 – 不间断的运行 – 测量高效、迅速 – 容易达到测量精度要求 – 可同时获得三维坐标
GPS网与常规网②
• GPS网的劣势
– 高效率对测量计划和调度有更高的要求 – 不能容忍空中的障碍物，因此不能用于地 下、植物下或建筑物下 – GPS通常只能满足特定的测量需求 – 无法为后续的非GPS测量提供方位控制 – GPS的精度通常高于周围现有的控制 – GPS设备的投资成本高 – 需要新技能
最少观测期数
• 定义
– 根据规范要求，布设一GPS网，需要观测 的最少时段数。
• 特性
– 最少观测期数与网的等级、点的数量和用 于观测的接收机的数量有关。
• 计算公式：
最少平均重 复设站次数 最少观 测期数
s min INT(
Rn ) m
网的 点数 参与观测的 接收机数
6. GPS网的必要独立基线
– 形式
• 相邻的同步图形间有一条边（即两个公共点） 相连。
– 优点
• 作业效率较高，图形强度较强。
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边连式
调度方案③
• 网连式
– 形式
• 相邻的同步图形间有3个（含3个）以上的公共 点相连。
– 优点
• 图形强度最强。
– 缺点
• 作业效率低。
1
2
网连式
GPS网作业进度图
• GPS网作业进度图
• 例
– 深圳连续运行卫星定位服务系统
3. 建立GPS控制网的工作流程
建立GPS网的三个阶段①
• 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
建立GPS网的三个阶段② • 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
建立GPS网的三个阶段③ • 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
影响GPS网布设效率和费用的因素 • 网的等级要求 • 观测值（ 含GPS基线向量、常规观测量 等）的数量 • 布网方案 • 作业调度
GPS网的布网方案①
• 跟踪站式 –形式 • 若干台接收机长期固定安放在测站上，进行常年、不间 断的观测，即一年观测365天，一天观测24小时，这种 观测方式很象是跟踪站，因此，这种布网形式被称为跟 踪站式（实际上就是跟踪站）。数据处理通常采用精密 星历。 –优点 • 精度极高，具有框架基准特性。 –缺点 • 需建立专门的永久性建筑即跟踪站，观测成本很高。 –适用范围 • 一般用于建立GPS跟踪站或永久性的监测网。
– 从已完成观测的同步图形中选取独 立基线，在GPS网展点图上将被测 点用直线连接起来，用以显示作业 进度。
• 进度图的绘制
– 应选取独立基线； – 用不同的颜色表示不同时段的同步 观测基线。
• 作用
– 进行网形设计； – 掌握作业进度。
同步图形的扩展
重复设站次数
• 定义：在同一测站上所进行观测的时段数。 • 规范中规定了不同等级的网，每个测站的最 少平均重复设站次数。
– 优点
• 效率高。
– 缺点
• 图形强度弱，可靠性低。源自– 适用范围• D，E级网。
单基准站式的布网
调度方案① • 点连式
– 形式
• 相邻的同步图形间只通过 一个公共点相连。
– 优点
• 作业效率高，图形扩展迅 速。
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– 缺点
• 图形强度低，如果连接点 发生问题，将影响到后面 的同步图形。
点连式
调度方案② • 边连式
测图控制网
• 覆盖范围
– 测图区域
• 用途
– 图根控制、航测像控点
• 基准
– 参心基准或独立基准
• 特点
– 精度、可靠性要求低
• 例
– 各类图根控制网、像控点网
连续运行的参考站网（CORS）
• 覆盖范围
– 国家、地区
• 用途
– 多用途
• 基准
– 多基准
• 特点
– 连续运行
深圳连续运行卫星定位服务系统