GPS测量原理及应用
GPS差分测量技术的原理与应用
GPS差分测量技术的原理与应用近年来,全球定位系统(GPS)在各个领域中得到了广泛的应用。
GPS差分测量技术是其中重要的一种技术手段,它通过对GPS信号的接收和处理,实现精确的位置测量。
本文将介绍GPS差分测量技术的基本原理和应用。
一、GPS差分测量技术的基本原理GPS差分测量技术的原理主要基于卫星与接收器之间的距离测量。
GPS系统中的卫星通过向地面发射射频信号,并携带着自己的精确的位置和时间信息。
接收器接收到卫星发射的信号后,通过计算从卫星到接收器的信号传播时间,便可得到卫星与接收器之间的几何距离。
然而,由于信号在传播过程中受到大气、电离层等因素的影响,导致测量的误差较大。
差分测量技术的基本思想是利用同一时刻接收到的信号来消除测量误差。
在差分测量中,一台接收器处于已知位置的基准站点,将其接收到的信号与真实的位置坐标信息进行比较,得到该位置处的接收器误差。
然后,将该误差信息通过无线电或者网络传输给其他未知位置的接收器,其他接收器便可以通过该误差信息对自身测量结果进行修正。
二、差分测量技术的应用领域1. 测量和地理信息系统(GIS)差分测量技术在测量领域中得到了广泛的应用。
例如,测绘和土地测量需要高精度的位置信息,差分测量技术可以提供米级或者亚米级的位置精度,满足精确测量的需求。
地理信息系统(GIS)则需要大量的地理位置数据,差分测量技术可以提供高质量的地理位置数据作为支撑,提高GIS的精度和效率。
2. 船舶定位和导航在航海领域,精确的船舶定位和导航是确保船只安全航行的重要前提。
差分测量技术可以提供亚米级的位置精度,帮助船舶准确确定自身位置、航向和速度,确保船只安全航行。
3. 农业与农村发展差分测量技术在农业领域的应用也十分广泛。
农业生产需要精确的土地和农田边界信息、作物生长和灌溉信息等。
利用差分测量技术,农民可以获取到高质量的地理位置数据,帮助他们进行种植管理、精确施肥或灌溉,提高农业生产的效益。
GPS测量原理及应用
GPS测量原理及应用GPS是全球定位系统的简称,是一种利用卫星进行位置测量的技术。
GPS测量原理基于三角测量原理,通过接收来自卫星的信号以及计算接收信号的时间差,可以确定接收器所在的位置。
下面将详细介绍GPS测量原理及应用。
首先,GPS系统由一组卫星组成,这些卫星以特定的轨道随着地球旋转,不断发射信号。
这些信号会被接收器接收到,并通过计算信号的时间差来确定接收器与卫星之间的距离。
接下来,接收器会同时接收到多颗卫星的信号,通过测量信号的到达时间差,可以获取到接收器与每颗卫星之间的距离。
然后,根据接收器与每颗卫星之间的距离,可以通过三角测量的原理来确定接收器的位置。
最后,通过接收器与至少三颗卫星之间的距离计算,可以确定接收器所在的三维位置(经度、纬度和海拔),同时可以测量接收器的速度和方向。
GPS系统的应用十分广泛,主要包括导航定位、地图制作、车辆监控等方面。
首先,GPS的最主要应用是导航定位。
我们常用的汽车导航系统就是利用GPS进行定位,通过接收卫星信号,可以确定汽车的位置,并根据地图数据提供导航指引。
此外,GPS也广泛应用于航海、航空和军事导航等领域。
其次,GPS在地图制作中也具有重要作用。
通过对地球表面的点进行GPS测量,可以确定这些点的坐标,并绘制出高精度的地图。
这对于用于安排基础设施建设、城市规划以及资源调查等具有重要意义。
另外,GPS还广泛应用于车辆监控及运输管理。
一些车辆管理系统通过安装在车辆上的GPS设备,可以实时追踪车辆的位置、行驶速度和行驶路线等信息,从而实现对车辆的监控和管理。
此外,GPS还被应用于时间同步、气候观测、地震监测、测量绘图以及室外运动等领域。
例如,GPS可以用来同步各个设备的时间,确保精确的时间标准;GPS还可以用来测量地震的震源和震级,以及监测大气中的水汽含量和温度等。
总之,GPS测量原理基于卫星信号的三角测量,能够实现精确的位置测量和导航定位。
它在导航、地图制作、车辆监控以及其他应用领域都具有重要作用,为人们的生活和各种行业提供了很大的便利。
gps的测量原理及应用
GPS的测量原理及应用1. GPS的测量原理GPS(全球定位系统)是一种利用卫星信号进行位置测量的技术。
其测量原理基于三角测量法和时间测量法。
1.1 三角测量法GPS接收器接收到来自至少四颗卫星的信号,通过测量这些卫星信号的传播时间和位置,利用三角测量法计算出接收器的位置。
具体步骤如下:1.接收器接收到卫星发出的信号,并记录下每颗卫星信号的传播时间。
2.GPS接收器通过与卫星之间的信号传播时间差推算出卫星与接收器之间的距离。
3.GPS接收器通过多个卫星之间的距离,使用三角测量法计算出接收器的位置。
1.2 时间测量法除了三角测量法,GPS还利用时间测量法来测量位置。
具体步骤如下:1.GPS卫星通过精确的原子钟来保持时间的一致性。
2.GPS接收器接收到卫星发射的信号,并记录下信号的时间。
3.GPS接收器通过比较信号接收时间与卫星发射时间的差值,计算出信号传播的时间。
4.通过多颗卫星信号的传播时间,GPS接收器可以计算出自身的位置。
2. GPS的应用GPS技术在现代社会中有广泛的应用,涵盖了许多领域。
2.1 车辆导航GPS技术在车辆导航系统中被广泛应用。
通过将GPS接收器与导航软件结合,车辆可以实时获取自身的位置,并根据用户输入的目的地,提供最佳的导航路线和指示。
这种技术使得驾驶者无需担心迷路,更加方便地到达目的地。
2.2 航空和航海导航航空和航海领域也广泛使用GPS技术来进行导航。
通过在飞行器或船舶上安装GPS接收器,飞行员或船长可以准确地确定其位置、航向和速度。
这对于飞行器或船舶在大范围领域内进行定位和导航至关重要,提高了安全性和效率。
2.3 地图制作和地理信息系统GPS技术被用于制作地图和地理信息系统(GIS)。
通过在地图上标记GPS测量的点,可以准确地绘制地理要素的位置和形状。
这对于制作精确的地图、进行地理空间分析和规划非常重要。
2.4 灾难救援和紧急定位在灾难救援和紧急情况中,GPS技术可以提供准确的位置信息,帮助救援人员快速找到被困者。
GPS测量方法介绍
GPS测量方法介绍GPS是全球定位系统的简称,它是一种基于卫星和地面设备的定位技术。
GPS 的广泛应用在现代社会中无处不在,从导航系统到地图应用,都使用了GPS测量方法来提供准确的位置信息。
本文将介绍GPS测量方法的原理、应用和发展。
一、GPS测量方法的原理GPS测量方法的基本原理是通过测量地球上接收到的卫星信号的时间差来计算位置。
GPS系统由一系列卫星组成,它们围绕地球轨道运行并发射精确的时钟信号。
地面上的接收器接收到来自多颗卫星的信号,并测量信号传播时间差。
根据信号传播的速度(光速),可以计算出接收器与卫星之间的距离。
为了更准确地测量位置,GPS接收器需要同时接收到多颗卫星的信号。
通过三个或以上的卫星信号交叉测量,可以计算出接收器的具体位置坐标。
这种测量方法被称为三角测量或多边测量。
二、GPS测量方法的应用1.导航系统GPS测量方法在导航系统中得到广泛应用。
无论是汽车导航系统还是航空导航系统,都依赖于GPS技术来提供精确的位置信息。
通过接收到的卫星信号,导航系统可以计算出车辆或航空器的准确位置,并提供导航指示。
2.地图应用GPS测量方法在地图应用中扮演着重要角色。
地图应用可以基于GPS测量结果来显示用户的位置,并提供相关的地理信息。
这对于旅游者来说非常有用,他们可以通过地图应用找到附近的餐馆、景点等。
3.地质勘探GPS测量方法在地质勘探中也起着重要的作用。
科学家可以使用GPS接收器来测量地壳运动、板块漂移等地质现象。
通过多年的测量,可以观察到地球的变化,并为地质研究提供重要的数据。
4.气象预测GPS测量方法对气象预测也有着重要的贡献。
当水汽通过大气层时,它会对GPS信号产生影响。
通过测量这种影响,可以获得关于大气湿度和降水等气象数据。
这对于气象预测和天气研究非常有帮助。
三、GPS测量方法的发展随着技术的发展,GPS测量方法也在不断演变和改进。
一些新的技术和方法被引入,以提高测量的精度和可靠性。
GPS测量技术
GPS测量技术GPS测量技术是一种现代化的测量技术,它是利用全球卫星定位系统(GPS)的卫星信号,通过计算卫星信号到达地面接收机的时间差以及之前已知的卫星位置,进而推算出地面接收机位置的一种测量技术。
GPS测量技术的优点是测量速度快、精度高、覆盖范围广等特点,广泛应用于测绘与地理信息、地形测量、陆地监测等领域。
一、GPS测量技术的基本原理GPS系统利用卫星发射出的信号,地面接收机接收到信号后,通过计算信号到达地面接收机的时间差以及之前已知的卫星位置,推算出地面接收机的位置。
GPS测量技术的基本原理就是通过计算GPS卫星信号的时间差,从而推算出地面接收机的空间位置,而GPS卫星信号的时间差是通过测量卫星信号的传播延迟实现的。
二、GPS测量技术的基本组成部分GPS测量系统主要由卫星、地面接收机、数据处理软件等组成,其中地面接收机也包括天线、接收机等组成部分。
卫星部分:GPS卫星是GPS系统的核心部分,GPS系统由一系列卫星组成。
目前主要有美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧洲伽利略、中国北斗、日本QZSS等卫星系统。
卫星发射出的信号中包含了时间、位置和卫星状态等信息。
GPS信号的传播速度是光速,速度恒定,具有高精度的特点。
地面接收机部分:地面接收机是接收卫星信号的设备,主要由天线、接收机等组成。
天线主要用于接收卫星信号,接收机则主要用于信号的解码和数据的处理。
接收机的主要功能是解码卫星信号中包含的时间信息和卫星状态信息,以及计算信号的传播时间差和地面接收机的空间位置等。
数据处理软件部分:数据处理软件是对接收到的GPS信号进行处理,主要将接收机从卫星处接收到的时间、位置、偏差等数据进行整合和分析,形成测量数据记录,以及精度分析。
三、GPS测量技术的基本测量方法GPS测量技术的基本测量方法主要包括单点测量、相对测量、静态测量、动态测量等。
1.单点测量单点测量是指利用GPS测量系统实现对某一点的测量,一般用于实现大地测量基准点的测量。
gps的原理及其应用
GPS的原理及其应用1. GPS的原理GPS(全球定位系统)是一种通过卫星定位来确定地球上任意位置的系统。
其原理基于距离测量和三角定位。
1.1 距离测量GPS系统中有24颗卫星,它们围绕地球运行并向地面发送精确的时间信号。
用户接收到来自多颗卫星的信号后,通过测量信号的传播时间来计算用户与卫星之间的距离。
1.2 三角定位GPS系统至少需要接收到三颗卫星的信号以确定用户的位置。
通过在三个卫星上的已知位置和与这些卫星之间的距离,可以通过三角计算方法来定位用户的位置。
更多的卫星信号可以提高定位的准确性。
2. GPS的应用2.1 航海和航空GPS在航海和航空领域具有广泛的应用。
航海员和飞行员可以通过GPS确定他们的位置、航向和速度,以便更好地导航和控制航行路径。
2.2 汽车导航现代汽车导航系统几乎都使用了GPS技术。
通过GPS定位,汽车导航系统可以提供实时的导航指引,包括行驶方向、转向提示和道路交通情况等信息,帮助驾驶员更安全、高效地到达目的地。
2.3 手持设备定位手机、平板电脑和手持式GPS设备都可以利用GPS技术来定位。
这使得用户可以随时随地获得自己的地理位置信息,并在地图上查找周边设施、规划路线等。
2.4 建筑和测量在建筑领域和土地测量中,GPS可以提供准确的位置信息。
这对于工程测量、土地勘测和建筑设计等方面非常重要。
2.5 军事应用军事部门是GPS技术最早应用的领域之一。
GPS系统为军队提供了高精度的导航、目标定位和时间同步等功能,对于军事行动的成功至关重要。
2.6 太空探索在太空探索中,GPS系统被用于监测和导航航天器。
它可以提供准确的时间参考和航向信息,帮助航天器在太空中定位和导航。
2.7 天气预报GPS系统中的卫星可以通过测量大气中水蒸汽的含量来提供天气预报所需的数据。
这些数据对于预测天气模式、监测气候变化非常有帮助。
3. 总结GPS通过距离测量和三角定位原理,可以提供准确的地理位置信息。
它在航海、航空、汽车导航、建筑测量等诸多领域有重要应用。
GPS测量原理及应用第十章GPS高程
GPS测量原理及应用第十章GPS高程GPS(全球定位系统)高程测量是指使用GPS技术来测量地球表面上的高程信息。
GPS高程测量利用卫星信号的接收时间差来计算接收者和卫星之间的距离,进而计算出接收者的高程。
GPS高程测量原理:GPS系统由24颗卫星组成,它们处于不同的轨道上,每颗卫星都带有众多的测量仪器。
GPS接收器接收到卫星发射的信号后,通过计算信号的传播时间差来计算距离。
然而,由于GPS信号传播时受到大气条件和地球表面的影响,导致测量结果不够准确。
为了提高准确性,GPS测量中引入了大气改正和差分定位技术。
GPS高程测量应用:1.地形测量:GPS高程测量可以用于测绘地形,包括山区、平原、湖泊等地形的高程信息。
这些数据对农业、水文、地质等领域的研究和规划非常重要。
2.工程测量:GPS高程测量广泛应用于工程测量中,如建筑工程、道路工程和水利工程等。
通过GPS测量得到的高程信息可以用来设计和施工,确保工程的精度和安全性。
3.气象预测:GPS高程测量可以用于大气廓线测量,提供大气湿度、温度等气象数据。
这些数据对天气预报、气候研究和灾害预防等领域具有重要意义。
4.地震监测:GPS高程测量可以用于监测地壳的变形,包括地震活动、地质构造变化等。
这些数据可以帮助科学家研究地球的运动和地震活动机制。
5.海洋研究:GPS高程测量可以用于测量海平面的变化,包括海洋水位的上升、潮汐等。
这些数据对海洋科学研究和海洋生态保护具有重要意义。
总之,GPS高程测量通过使用GPS技术提供了一种精确测量地球表面高程的方法。
它在地理、工程、气象、地震监测和海洋研究等领域都有广泛的应用。
随着GPS技术的不断发展和改进,GPS高程测量的准确性和应用范围将进一步扩大。
GPS的测量原理及其应用
GPS的测量原理及其应用1. GPS的测量原理介绍1.1 GPS的概述全球定位系统(GPS)是由美国国防部研发的一种卫星导航系统,可以提供全球范围内的定位、导航和时间服务。
GPS由一组卫星、地面控制站和接收设备组成,通过接收卫星发出的信号并进行计算,可以准确确定地球上的位置。
1.2 GPS的测量原理GPS的测量原理基于三角测量的原理。
GPS接收器接收到至少三颗卫星的信号后,通过测量这些信号的传播时间差,进而计算出接收器与卫星之间的距离。
通过多个卫星的测距结果,可以确定接收器的位置。
具体的测量原理如下:1.接收卫星信号:GPS接收器接收到至少三颗卫星的信号,每颗卫星的信号包含发送时间和卫星位置的信息。
2.计算传播时间:GPS接收器通过测量从卫星发出的信号到接收器接收到的信号的传播时间,可以得到信号传播的时间差。
3.三角测量计算距离:GPS接收器知道信号的传播速度,并且具备卫星的位置信息,因此可以通过信号传播时间差计算出接收器与卫星之间的距离。
通过至少三颗卫星的测距结果,可以利用三角测量的原理计算出接收器的具体位置。
1.3 GPS的测量误差GPS的测量误差主要包括以下几个方面:•大气延迟:GPS信号在穿过大气层时会受到大气延迟的影响,造成测距误差。
•多路径效应:GPS信号在传播过程中可能会受到地面反射产生的多路径效应影响,导致测距结果不准确。
•接收器误差:GPS接收器本身存在一定的误差,包括时钟误差、信号处理误差等。
•卫星几何因素:如果接收器所接收的卫星都在同一方向,测距结果将会不准确。
因此,接收到的卫星位置越分散,测距结果越准确。
2. GPS的应用2.1 定位和导航GPS最主要的应用就是进行定位和导航。
通过接收卫星的信号,GPS接收器可以计算出自身的位置,并提供导航指引。
这在航空、航海、军事、交通等领域有着广泛的应用。
2.2 时间同步GPS的卫星上带有高精度的原子钟,可以提供精确的时间信息。
这使得GPS在进行时间同步方面有着重要的应用,例如在金融交易、科学研究等领域需要准确的时间同步。
GPS测量原理及其应用
GPS测量原理及其应用GPS(全球定位系统)是一种通过卫星定位的导航系统,它通过收集地球上的卫星信号来测量位置,并在地球上的任何地点确定准确的位置信息。
GPS测量原理基于三个基本原理:三角测量、卫星运行轨道和卫星钟。
第一个原理是三角测量。
GPS接收器收到至少三个卫星的信号,通过测量这些信号的传播时间和卫星的位置信息,可以确定接收器的位置。
这是因为,接收器到达每个卫星的距离是已知的,而通过测量信号的传播时间,可以计算出接收器与每个卫星之间的距离。
通过三角测量原理,可以确定接收器的位置是三个卫星的交叉点。
第二个原理是卫星运行轨道。
GPS卫星的运行轨道是已知的,因此接收器可以测量每个卫星在任何时间的位置。
通过这些已知的卫星位置,接收器可以计算接收器到每个卫星的距离,并进一步确定接收器的位置。
第三个原理是卫星钟。
GPS卫星上搭载了高精度的原子钟,接收器会测量接收到的卫星信号的传播时间,并与卫星信号发送时的时间进行比较。
通过这些时间的差异,接收器可以计算出信号传播的距离。
GPS技术具有广泛的应用。
首先,GPS在导航领域有着重要的应用。
人们可以使用GPS接收器在车辆导航和航海中定位和导航。
此外,在物流和运输行业中,GPS可以帮助跟踪和监控货物的位置和运输进程。
在野外探险和登山等户外活动中,GPS可以帮助人们确定自己的位置,并找到最佳航线。
此外,GPS还应用于军事导航和空中交通控制等方面。
除了导航外,GPS还用于地球测量和地质勘探。
通过跟踪接收器的位置,可以精确测量大地构造和板块运动。
这对于研究地震和火山等自然现象,以及制定地震预警系统非常重要。
此外,GPS还用于测量湖泊和河流的水位变化,监测冰川和地壳运动,以及监控建筑物和桥梁的变形。
另外,GPS技术也被广泛应用于气象学。
通过在不同地点收集大气层的GPS观测数据,可以精确测量和预测大气的湿度、温度和压力等参数。
这对于天气预报和气候变化研究非常重要。
总之,GPS测量原理是基于三角测量、卫星运行轨道和卫星钟的原理。
gps测量原理及应用的总结知识
GPS测量原理及应用的总结知识1. GPS简介GPS全称为全球定位系统 (Global Positioning System),是由美国国防部研发的一种全球导航卫星系统。
它通过一组卫星和地面控制站,为地球上任何地点提供高精度的定位、导航和时间服务。
2. GPS测量原理GPS测量原理是基于三角测量和时间测量的原理。
GPS接收器通过接收多颗卫星发送的信号,测量信号的传输时间、频率差等信息,然后利用这些信息计算出接收器所在位置的经度、纬度和海拔高度等信息。
3. GPS测量的基本原理GPS测量的基本原理是通过测量卫星信号的传输时间和信号频率的差异来计算接收器与卫星的距离,然后使用多个卫星的距离信息进行三角定位,从而得到接收器的位置。
具体的GPS测量原理包括以下几个步骤:1.卫星发射信号:卫星发射精确的信号,并携带有关时间和位置的信息。
2.接收器接收信号:GPS接收器接收到卫星发射的信号。
3.信号传输时间测量:接收器通过测量信号的传输时间来计算接收器与卫星之间的距离。
4.多个卫星测距:通过同时接收多个卫星的信号并计算距离,可以得到接收器的三维位置。
5.误差校正:GPS测量中会存在各种误差,如大气延迟、钟差等,需要进行误差校正以提高测量的准确性。
4. GPS测量的应用GPS测量在各个领域都有广泛的应用,以下列举了几个主要的应用领域:4.1 航空航天GPS测量在航空航天领域是非常重要的。
航空器可以通过GPS定位和导航系统来确定自身的位置和航向,实现飞行路径的规划和控制,并提供精确的导航和着陆服务。
4.2 地理测绘和地图制作GPS测量可以用于测绘和地图制作。
通过GPS接收器的定位功能,可以快速准确地测量地面点的经纬度和海拔高度,然后将这些数据用于地图的绘制和制作。
4.3 交通导航GPS测量被广泛应用于交通导航系统中。
车辆装配GPS接收器后,可以通过导航设备来获取最佳行驶路径、实时交通信息等,提供方便的导航服务。
GPS测量原理及应用
主讲 陈志高
第1部分 原理
1 2 3 4 5 6 7 8 9
2019/2/5
GPS测量的特点 GPS的历史和背景 GPS系统的组成 GPS卫星 GPS地面控制站 GPS用户设备 GPS系统现状 GPS定位原理 GPS测量
2
GPS定义
GPS的英文全称是:Navigation Satellite Timing And Ranging Global Position System 测量用户的 PVT:
154 120 50比特/S
卫星信息电文(D码)
每颗卫星都发射一系列无线电信号(基准频率ƒ)
两种载波(L1和L2) 两种码信号(C/A码和P码) 一组导航电文(信息码,D码)
2019/2/5 21
GPS卫星信号的组成
卫星信号
载波信号(L1,L2) 测距码(P码,C/A码) 数据码(导航电文或D码)
2019/2/5
36
伪距差分
这是应用最广的一种差分。在基准站上,观 测所有卫星,根据基准站已知坐标和各卫星 的坐标,求出每颗卫星每一时刻到基准站的 真实距离。再与测得的伪距比较,得出伪距 改正数,将其传输至用户接收机,提高定位 精度。 这种差分,能得到米级定位精度,如沿海广 泛使用的“信标差分”
2019/2/5
6
2 GPS的历史和背景
GPS是美国军方研制的第二代卫星导航系统
(1)全球覆盖 (2)24小时可以定位,测速和授时 (3)用户设备成本低廉 (4)确保美国军事安全,服务于全球战略 (5)导航精度可达10-20m (6)取代现存各种导航系统 这种设备可以用来武装战车,舰船和飞机,提高其作战 能力,并可广泛用于地面部队,其作用已经在海湾战争中得 到充分展示。
如何使用GPS测量地理坐标
如何使用GPS测量地理坐标导言GPS(全球定位系统)是现代定位技术中最为普遍和广泛使用的一种。
它利用卫星和接收器的组合,可以精确测量地理坐标,成为现代导航和地理信息系统的重要组成部分。
本文将探讨如何使用GPS来测量地理坐标,以及GPS测量坐标的原理、精度和应用。
一、GPS测量原理GPS定位基于卫星信号的接收和处理。
它由24颗卫星组成,分布在轨道上,并向地球向各个方向发送无线信号。
GPS接收器接收这些信号,并计算出接收器与各个卫星之间的距离。
通过多边定位的原理,可以确定接收器的位置。
二、GPS测量坐标的步骤GPS测量地理坐标通常包括以下步骤:1. 卫星信号接收和定位将GPS接收器放置在待测量区域的所在位置,并打开接收器。
接收器将开始搜索卫星信号,并计算接收器与卫星之间的距离。
一般来说,接收器需要接收到至少4颗卫星的信号才能进行有效的定位。
2. 数据记录与处理一旦接收器成功接收到足够的卫星信号,它将开始记录数据。
这些数据包括接收器所在的位置,所接收的卫星信号等。
接收器将这些数据发送到计算机或其他设备进行处理。
3. 数据处理和坐标计算在计算机上,通过采用三角定位或多边定位的算法,可以根据接收器与卫星之间的距离,计算出接收器的地理坐标。
这些坐标通常以经度和纬度的形式表示。
4. 坐标校正和精度评估根据实际情况,可以通过参考其他已知坐标的点,对测量得到的坐标进行校正。
此外,还可以评估GPS测量的精度,通常以误差范围来表示。
三、GPS测量的精度GPS测量的精度受多种因素影响。
如卫星的位置、接收器的性能、信号遮挡等。
一般而言,GPS测量的精度可以达到几米到几十米的范围。
对于特定的应用需求,可以采取一些方法来提高GPS测量的精度,例如使用差分GPS、RTK(实时动态定位)等。
四、GPS测量的应用GPS测量地理坐标在许多领域都有广泛的应用。
以下是几个典型的应用范例:1. 地图制作和更新GPS测量是绘制地图和更新地图数据的主要手段之一。
GPS卫星导航原理及应用
GPS卫星导航原理及应用导语:现代社会的快速发展和全球化的趋势,对于精确的导航需求越来越高。
GPS卫星导航系统作为最为常用和可靠的导航技术之一,已经被广泛应用于汽车导航、航空航天、海洋测绘、军事战略等领域。
在本文中,我们将探讨GPS卫星导航的原理以及其应用。
一、GPS卫星导航原理GPS系统(全球卫星定位系统)是一种通过跟踪和接收来自空间中的卫星发射的信号来确定接收器位置的导航系统。
GPS系统是由美国国防部研发并于20世纪70年代末期正式投入使用的。
它由一组24颗运行在中高轨道上的卫星、地面控制站和用户接收器组成。
GPS卫星导航系统原理基于三角测量原理,即通过测量接收器与至少三颗卫星之间的距离来确定位置。
为了实现这个目标,GPS接收器需要接收来自至少三颗卫星的信号,并计算出它们之间的距离。
这些卫星传输了一个包含它们自己精确位置信息的信号,通过接收器接收到的到达时间延迟来计算距离。
GPS卫星导航系统的精确度主要取决于以下因素:1. 卫星的准确位置:GPS卫星必须准确计算并广播自己的位置信息,通常利用地面的监控站来跟踪和计算卫星的位置。
2. 卫星的时钟精度:GPS导航系统通过计算信号的传播时间来测量距离,因此卫星的时钟需要非常精确。
3. 多路径效应:当GPS信号从卫星到达地面时,可能会发生多次反射并形成多条信号路径。
这种多路径效应会对定位的精确性产生负面影响。
二、GPS卫星导航的应用1. 汽车导航:GPS卫星导航已成为现代汽车的标配,通过GPS系统可以实现车辆的定位、路径规划和实时导航等功能,提高驾驶的安全性和便利性。
2. 航空航天:GPS卫星导航在航空与航天领域的应用非常广泛。
它可以帮助飞机和航天器在空中定位和导航,增加飞行的准确性和安全性。
3. 海洋测绘:GPS卫星导航在海洋测绘中有着重要的应用。
它可以帮助船只定位,并绘制出精确的海图,为船只航行提供准确的导航信息。
4. 军事战略:GPS卫星导航在军事战略中起到重要的作用。
GPS测量原理及应用GPS卫星定位基本原理
一、伪距测量
• 1.如何进行伪距测量? • 测距码 • 复制码 • 时间延迟 • 自相关系数 • 伪距
(1)为什么要用码相关法测定伪距?
• 测距码看起来是杂乱无章的,其实是按照某一规 律编排的,每个码都对应着某一特定的时间。
• 为什么不用测距码的某一个标志来进行伪距测量 呢?
• 每个码在产生的过程中都带有误差,信号经过长 距离传送后也会产生变形,因而根据某一标志来 进行量测会带来较大误差。
§3 载波相位测量
载波相位测量>概述
一、概述
• 为了满足高精度定位的需要 – 测距码伪距测量是全球定位系统的基本测距方 法。 – 测距精度:C/A码:2.93 m P 码:0.293 m – 载波:λL1=19cm, λL2=24cm – 测距精度:1-2mm
载波相位测量>概述
一、概述
发自卫星 的电磁波 信号:
• (4)测距码为周期性序列,因而自相关系数也具 有相同的周期。理论上仍会有多值问题。
2、用测距码测定伪距的原因
1、易于将微弱的卫星信号提取出来 2、可提高测距精度 3、便于用码分多址技术对卫星信号进行识别和处理 4、便于对系统进行控制和管理
3.伪距测量的观测方程
• 观测值 • 几何距离 • 观测值与几何距离间的关系
度特别好的原子钟才有可能实现。 • 接收机钟改正数的解决方法
• 2计算方法 线性化 列出误差方程 最小二乘原理求解
三特殊情况下的定位
• 加权约束解:不减少观测值的数量,而在求解时 给“已知参数”以适当的权。允许该参数在“已知值” 附近作微小变动,则能加强解的强度,获得较精 确的结果。
• 高程约束解 • 时间约束解
GPS定位的方法与观测量>概述
GPS测量技术的原理和方法
GPS测量技术的原理和方法导语:在现代社会中,全球定位系统(GPS)已经成为了人们生活中不可或缺的一部分。
它可以应用于各种领域,包括地理测量、导航、气象预报等。
那么,GPS是如何实现测量的呢?本文将深入探讨GPS测量技术的原理和方法。
一、GPS测量的基本原理GPS是由一组在地球轨道上的卫星和接收器组成的系统,主要用于测量接收器与卫星之间的距离。
基本原理是通过计算接收器与卫星之间的时差,从而得出距离。
这种距离测量是基于卫星发射的精确信号和接收器接收到的信号之间的时间差来计算的。
1.1 卫星信号发射与接收为了使GPS测量成功,至少需要4颗卫星发射信号。
这些信号是通过卫星上的高精度原子钟发射并传播到地球上的接收器。
接收器接收到信号后,会进行解码和计算。
1.2 时差计算与距离测量接收器和卫星之间的信号传播速度是已知的,为了计算接收器与卫星之间的距离,需要测量信号的传播时间。
接收器会与卫星的时钟进行同步,并记录下信号的到达时间。
通过计算信号传播的时间差,可以得到接收器与卫星之间的距离。
1.3 多颗卫星距离组合计算通过同步接收多颗卫星发射的信号,并利用距离测量的原理,可以得到接收器与多颗卫星之间的距离。
这些距离可以用于计算接收器的精确位置。
二、GPS测量的方法除了基本原理外,GPS测量还有一些技术和方法,可以提高测量的精度和准确性。
2.1 差分GPS测量差分GPS测量是一种用于提高测量精度的方法。
其原理是将一个已知精确位置的参考站和待测站同时观测相同的卫星信号,并计算两个接收器之间的距离差。
通过这种方式,可以减小由于大气延迟等误差引起的误差,从而提高测量的准确性。
2.2 实时运动定位GPS也可以用于实时运动定位。
通过在移动目标上安装GPS接收器,可以实时获取目标的位置信息,并通过计算速度和方向来确定目标的运动状态。
这种方法在航空、航海等领域具有广泛的应用。
2.3 动态姿态测量动态姿态测量是指通过GPS测量目标的姿态、倾斜角度等信息。
GPS技术在测绘中的作用与应用
GPS技术在测绘中的作用与应用随着科技的不断进步和发展,全球定位系统(GPS)已经成为现代测绘领域中不可或缺的工具。
GPS技术的出现极大地改变了测绘的方式,提高了测量精度和效率,广泛应用于土地测绘、地图制作、灾害监测等领域。
一、GPS技术的基本原理GPS(Global Positioning System)系统是由一组卫星、地面控制站和接收机组成的。
卫星发射的信号通过接收机接收,并通过计算接收到信号的时间和卫星发射信号的位置之间的差异来确定接收机的位置。
这些卫星分布在地球轨道上,不断发射信号,接收机通过接收多个卫星的信号,并计算这些卫星相对于接收机的位置来实现定位。
二、GPS技术在土地测绘中的应用1. 测量精度提高:传统的土地测量需要使用传统测量仪器和人工测量技术来确定地点的坐标。
这种方法相对来说比较繁琐和耗时,并且容易出现误差。
然而,GPS技术的出现解决了这个问题,使得土地测量的精度大大提高。
2. 数据记录快速:GPS技术使得测量数据可以实时记录在设备中,并且这些数据可以迅速传输到计算机上进行处理。
相比传统的手动输入数据的方法,GPS技术能够大大提高测绘的效率,减少了工作量和人力成本。
3. 测绘成本降低:传统的土地测绘需要大量的人力和物力投入,而且需要花费大量的时间来完成。
而GPS技术的应用不仅提高了测绘的效率和准确性,还能够显著地降低测绘的成本,提高工作效率。
三、GPS技术在地图制作中的应用1. 精确定位:GPS技术使得地图制作可以更加精确。
通过对地球上各个地点进行GPS测量,可以得到非常准确的地理位置信息,从而绘制出更加精准的地图。
2. 地理信息系统(GIS)建设:GPS技术与地理信息系统(GIS)的结合使得地图制作工作更为便捷。
通过将GPS技术与GIS软件相结合,可以在地图上实时显示各个地点的坐标和相关信息,并以此为基础进行地图的制作和更新。
3. 导航功能:GPS技术不仅可以确定接收机的位置,还可以通过导航功能为用户提供精确的导航信息。
gps测量原理及应用gps的含义
GPS测量原理及应用GPS的含义1. GPS的含义GPS,即全球定位系统(Global Positioning System),是一种通过卫星技术确定地理位置的系统。
它由一组卫星、地面控制部分和用户终端设备组成,可以实现全球范围内的精确定位和导航。
2. GPS测量原理GPS测量原理基于三角测量和时差测量的原理,主要包括以下几个步骤:步骤1:卫星发射信号GPS卫星通过无线电波向地面发射信号,信号中包含了卫星的位置信息和时间信息。
步骤2:接收器接收信号GPS接收器收到卫星发射的信号,并测量信号的到达时间。
步骤3:计算卫星与接收器的距离通过测量信号的到达时间,可以计算卫星与接收器之间的距离。
由于无线电波的传播速度已知,可以根据距离和传播速度计算出信号的传播时间。
步骤4:三角定位计算通过接收多颗卫星的信号并计算距离,可以得到多个卫星与接收器之间的距离,从而构成一个三角测量问题。
利用三角测量的原理,可以计算出接收器的准确位置。
3. GPS的应用GPS的应用非常广泛,涵盖了许多领域,包括但不限于:基础定位和导航GPS最常见的应用就是用于基础定位和导航。
无论是智能手机、车载导航系统还是航空航天领域,GPS都可以提供精确的位置信息和导航路线。
天气预报气象学家和气象机构使用GPS数据来监测大气层中的水汽含量,从而更准确地预测天气情况。
通过GPS测量得到的延迟和变化的信号,可以用来推测天气状况,如下雨、下雪等。
农业应用农业领域也广泛使用GPS技术。
农民可以利用GPS来优化农作物的种植方案,根据土壤质量和其他环境因素,合理施肥和灌溉,提高农作物的产量和质量。
航海和航空在航海和航空领域,GPS是常用的导航工具。
船舶和飞机可以通过GPS定位系统准确测量自己的位置,帮助船员和飞行员安全导航,并规划最短路线。
环境监测GPS技术还常用于环境监测。
科学家们可以利用GPS来跟踪和测量地壳的运动,观测地震和地质变化等现象。
此外,还可用于监测动物迁徙、植被分布等生态研究。
gps测量
GPS测量简介全球定位系统(GPS)是一种通过卫星系统对地球上的位置进行测量的技术。
它使用一系列的卫星和地面接收器相互配合,能够精确地测量地理位置的经度、纬度、海拔高度等信息。
本文将介绍GPS测量的原理、应用以及在测量中的注意事项。
GPS测量的原理GPS测量的基本原理是三角测量法。
当地面接收器接收到至少4颗卫星发送的信号时,它能够通过计算信号的传播时间和卫星的位置来确定自身的位置。
GPS接收器在接收到卫星发射的信号后,会测量信号的传播时间。
由于信号的传播速度是已知的(光速),因此接收器可以通过测量传播时间来计算信号传播的距离。
接收器同时接收多颗卫星的信号,通过计算每颗卫星的距离和位置,就可以得到多个距离值。
这些距离值被视为从接收器到每颗卫星的半径,并以这些半径作为球面的表面。
这些球面相交于一个点,即接收器的位置。
GPS测量的应用地理定位GPS测量的最常见应用是地理定位。
由于GPS能够提供非常精确的经度和纬度信息,因此它被广泛用于导航系统、地图制图、航空航海以及户外运动等领域。
人们可以借助GPS确定自身位置,并通过导航仪器找到需要到达的目的地。
地质测量在地质测量中,GPS可以用于测量地表运动、构造活动以及地壳的变形等。
通过不断监测地壳的运动和变形,科学家们可以探索地球的内部结构和地球动力学过程。
大地测量GPS也可以用于大地测量和地图制作。
通过在地球上不同地点的GPS测量,可以建立精确的地理坐标系统,进而绘制高精度地图。
这些地图对于测绘、城市规划、土地管理等方面具有重要意义。
时间同步GPS卫星上携带有高精度的原子钟,接收器可以通过定位与多颗卫星的信号同步,从而进行时间同步。
这种时间同步被广泛用于电信、科学研究和金融交易等需要高精度时间的领域。
GPS测量的注意事项在使用GPS进行测量时,有一些注意事项需要被考虑:1.密集的建筑物、树木和山谷等地形会影响卫星信号的接收。
因此,在这些地区,GPS的精确度可能会降低。
GPS常规RTK测量原理或案例分析
GPS常规RTK测量原理或案例分析GPS(全球定位系统)RTK(实时动态定位系统)是一种常用的测量技术,其原理基于卫星导航和测量方法的结合,实现精确的位置测量。
本文将介绍GPSRTK测量的基本原理及一些案例分析。
1.GPSRTK测量原理:GPSRTK测量系统由一个基站和若干移动测站组成。
基站接收来自GPS卫星的信号,并测量信号到达时间。
移动测站也接收来自GPS卫星的信号,并测量信号到达时间。
基站和移动测站之间通过无线通信进行数据传输。
通过基站和移动测站之间的距离差异以及测站到卫星的距离,可以测量出移动测站相对于基站的位置精度。
GPSRTK测量涉及三个基本原理:载波相位观测、距离差分和实时动态定位。
载波相位观测是通过测量接收到的GPS卫星信号的相位变化来确定接收机到卫星的距离。
载波相位观测具有高精度,但需要进行多次测量并解算以获得准确的结果。
距离差分是通过同时观测基站和移动测站的信号,基于基站的已知精确位置计算移动测站与基站之间的相对距离差异。
这样可以消除很多误差,提高测量精度。
实时动态定位是利用GPS卫星的信号,结合载波相位观测和距离差分技术,实时计算出移动测站的精确位置。
实时动态定位可以实现高精度、实时性和动态性。
2.GPSRTK测量案例分析:案例1:土地测量假设需要测量一块土地的边界和面积。
首先,在基站上设置一个已知坐标点,使用RTK测量技术获得这个点的精确坐标。
在移动测站上观测同一卫星的信号,并使用基站坐标进行校正。
通过不断观测和校正,可以逐步测量出土地的各个边界点的坐标。
最后,利用测得的坐标计算土地的面积。
案例2:建筑物监测假设要对一座高楼的结构变形进行监测。
在高楼上设置移动测站,以该测站为基准点。
同时设置几个基站,通过多普勒效应测量基站距离并计算移动测站的高度。
将监测数据传输到计算机上进行分析,可以实时监测高楼的变形情况。
案例3:船舶定位假设需要准确确定一艘船的位置。
在船上设置一个移动测站,同时设置几个基站。
GPS测量原理及应用
1GPS系统包括三大部分:空间部分—GPS卫星星座;地面控制部分—地面监控系统;用户设备部分—GPS信号接收机。
2GPS工作卫星及其星座由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成GPS卫星星座,记作(21+3)GPS星座。
24颗卫星均匀分布在6个轨道平面内,轨道倾角为55º,各个轨道平面之间相距60º。
3GPS工作卫星的编号和试验卫星基本相同。
其编号方法有:按发射先后次序编号;按PRN的不同编号;NASA编号;国际编号;按轨道位置顺序编号等。
4用L波段的两个无线载波L1、L2(19cm和24cm波)用于捕获信号及粗略定位的伪随机码叫C/A码(粗码S码),精密测距码叫P码(精码)、5对于GPS定位成功的关键在于高稳定度的频率标准。
这种高稳定度的频率标准由高度精确的时钟提供。
每颗GPS工作卫星一般安设两台铷原子钟和两台铯原子钟。
他们均源于一个基准信号(其频率为10.23GHz)6GPS系统的特点:①定位精度高②观测时间短③测站间无需通视④可提供三维坐标⑤操作简便⑥全天候作业⑦功能多,应用广第二章1 地球坐标系随同地球自转,可看做固定在地球上的坐标系,便于描述地面观测站的空间位置;天球坐标系与地球自转无关,便于描述人造地球卫星的位置。
2 完全定义一个空间直角坐标系必须明确:①坐标原点的位置。
②三个坐标轴的指向。
③长度单位。
3 一系列短周期变化中幅值最大的约为9",周期为18.6年,这些短周期变化统称为章动。
春分点除因地球自转轴方向改变引起的变化外还因黄道的缓慢变化(行星引力对地球绕日运动轨道的摄动)而变化,称为行星岁差。
4 地球瞬时自转轴在地球上随时间而变,称为地级移动,简称极移。
5 GPS单点定位的坐标以及相对定位中解算的基线向量属于WGS-84大地坐标系。
WGS-84大地坐标系属于地心坐标系,而国家大地坐标系如1954年北京坐标系、1980年国家大地坐标系都属于参心坐标系。
6 时间系统与坐标系统一样,应有其尺度(时间单位)与原点(历元)。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
《GPS测量原理及应用》学习指导一、控制网执行的技术标准1、全球定位系统(GPS)测量规范(GB/T 18314—2001),中华人民共和国国家标准;2、《国家三、四等水准测量规范》(GB12898-1991),中华人民共和国国家标准;3、技术设计书。
二、使用仪器测量采用的GPS接收机型号及其标称精度。
三、布网方案1、布网要求GPS网相邻点间基线中误差按下式计算:式中(mm)为固定误差;(ppm)为比例误差系数;(km)为相邻点间的距离。
GPS-E级网的主要技术要求应符合表1规定。
相邻点最小距离应为平均距离的1/2~1/3;最大距离应为平均距离的2~3倍。
(mm) (1×10-6)注:当边长小于200m时,边长中误差应小于20mm。
2、布网原则与网形设计(1)GPS网应根据测区实际需要和交通状况进行设计。
GPS网的点与点间不要求每点(4)为求定GPS点在54北京坐标系中的坐标,应与当地54北京坐标系中的原有控制点联测,联测总点数不得少于3个。
(5)为了求得GPS网点正常高,应进行水准测量的高程联测,高程联测采用等级水准测量方法进行,联测的GPS-E级控制点且应均匀分布于网中。
四、选点与标石埋设1、选点在了解任务、目的、要求和测区自然地理条件的基础上,进行现场踏勘,最后进行选点。
选点应符合下列要求:(1)点位的选择应符合技术设计要求,并有利于其它测量手段进行扩展与联测;(2)点位的基础应坚实稳定,易于长期保存,并应有利于安全作业;(3)点位应便于安置接收设备和操作,视野应开阔,视场内周围障碍物的高度角一般应小于15°;(4)点位应远离大功率无线电发射源(如电视台、微波站等),其距离不得小于200m,并应远离高压输电线其距离不得小于50m,以避免周围磁场对卫星信号的干扰;(5)点位附近不应有对电磁波反射(或吸收)强烈的物体,以减少多路径效应的影响;(6)交通应便于作业,以提高作业效率;(7)应充分利用符合上述要求原有的控制点及其标石,但利用旧点时应检查旧点的稳定性、完好性,符合要求方可利用;(8)选好点后应按合理的方法给GPS点编号。
此外,有时还需考虑测区内的通讯设施、电力供应等情况,以便于各点之间的联络和设备用电或充电。
综上所述,结合测区的实际情况, GPS控制点宜布设在较高的永久性建筑物、山顶及其它符合要求的地方,或已成型的较宽的城市主干道、路口或其它较开阔而又稳固的建(构)筑物上。
2、标石埋设(1)E级GPS点的标石及标志规格参见附录D,标石的中心标志用铜材料制作,标志中心应刻有清晰、精细的十字丝;(2)地面E级GPS点标石可用混凝土预先制作,然后运往各点埋设,埋设时坑底填以沙石,捣固夯实或浇灌混凝土底层,楼顶E级GPS点标石应现场浇灌,浇灌前应将楼面磨出新层、打毛,钉上3~4颗钢钉,再套模浇灌;(3)埋石结束后应填写GPS点之记;(4)待标石埋设稳定,没有下沉,或现场浇灌的标石凝固后2~3天方可观测。
五、作业要求1、基本技术要求为保证GPS测量精度,采用载波相位静态相对定位作业模式,E级GPS测量作业的基注:1、观测时段长度应视点位周围障碍物情况、基线长短而作调整,2、可不观测气象要素,但应记录雨、晴、阴、云等天气状况。
2、GPS卫星预报和观测调度计划(1)保证GPS作业观测工作顺利进行,保障观测成果达到预定的精度,提高作业工效,在进行GPS外业观测之前,应事先编制GPS卫星可见性预报表。
预报表应包括可见卫星号、卫星高度角和方位角、最佳观测卫星组、最佳观测时间、点位图形几何强度因子等内容。
(2)编制预报表所用概略位置应采用测区中心位置的经、纬度。
(3)作业组在观测前应根据参加作业的GPS接收机台数、网形及卫星预报表编制作业调度表,其内容应包括观测时间、测站号、测站名称以及接收机号等项内容。
3、观测准备(1)每天出发工作前应检查电池容量是否充足,仪器及其附件是否携带齐全。
(2)作业前应检查接收机内存是否充足。
(3)天线安置应符合下列要求:①作业员到测站后应先安置好接收机使其处于静置状态,然后再安置天线;②天线可用脚架直接安置在测量标志中心的铅垂线方向上,对中误差应小于3mm。
天线应整平,天线基座上的圆水准所泡应居中;③天线定向标志应指向正北,定向误差不宜超过±5°。
4、观测作业要求(1)观测组应严格按调度表规定的时间进行作业,以保证同步观测同一卫星组。
当情况有变化需修改调度计划时,应经作业队负责人同意,观测组不得擅自更改计划。
(2)接收机电源电缆和天线应连接无误,接收机预置状态应正确,然后方可启动接收机进行观测。
(3)各观测时段的前后各量取天线高一次,两次量高之差不大于3mm。
取平均值作为最后天线高,记录在手簿。
若互差超限,应查明原因,提出处理意见记入手簿备注栏中。
天线高是指观测时天线平均相位中心至测站中心标志面的高度,分为上、下两段:上段是指相位中心至天线底面的高度,这是常数hc,由厂家给出;下段是从天线底面至测站中心标志面的高度,由观测员在现场采用倾斜测量方法直接量取。
具体方法是:从三脚架三个空档(互成120°)测量天线底盘下表面至测站中心标志面的距离,互差应小于3mm,取平均值为L,天线底盘半径为R,再利用厂家提供的hc,按天线高求出。
(4)接收机开始记录数据后,作业人员可使用专用功能键选择菜单,查看测站信息、接收卫星数、卫星号、各通道信噪比、实时定位结果及存贮介质记录情况等。
(5)仪器工作正常后,作业员及时(每隔15min)逐项填写测量手簿中各项内容。
(6)一个时段观测过程中不得进行以下操作:关闭接收机以重新启动;进行自测试(发现故障除外);改变卫星截止高度角;改变数据采样间隔;改变天线位置;按动关闭文件和删除文件等功能。
(7)观测员在作业期间不得擅自离开测站,并防止仪器受震动和被移动,防止人和其它物体靠近天线,遮挡卫星信号。
(8)接收机在观测过程中不应在接收机近旁使用对讲机和手机等通讯设备;雷雨过境时应关机停测,并卸下天线以防雷击。
(9)观测中应保证接收机工作正常,数据记录正确,每日观测结束后,应及时将数据下载到计算机硬、软盘上,确保观测数据不丢失。
5、外业观测记录(1)录项目应包括下列内容:①测站名、测站号;②观测月、日/年积日、天气状况、时段号;③观测时间应包括开始与结束记录时间,宜采用协调世界时UTC,填写至时、分;④接收机设备应包括接收机类型及号码,天线号码;⑤近似位置应包括测站的近似经、纬度和近似高程,经、纬度应取至1′,高程应取至0.1m;⑥天线高应包括测前、测后量得的高度及其平均值,均取至0.001m;⑦观测状况应包括电池电压、接收卫星号及其信噪比(SNR)、故障情况等。
(2)记录应符合下列要求①原始观测值和记事项目应按规格现场记录,字迹要清楚、整齐、美观,不得涂改、转抄;②外业观测记录各时段结束后,应及时将每天外业观测记录结果录入计算机硬、软盘;③接收机内存数据文件在下载到存贮介质上时,不得进行任何剔除与删改,不得调用任何对数据实施重新加工组合的操作指令。
六、数据处理方案1、基线解算及其质量检验(1)基线解算以双差固定解作为最终结果,双差固定解的可靠性由以下两项指标来判别,即固定解的单位权中误差(Rms)和整周模糊度检验倍率(Ratio),其检验值见表4。
(3)重复基线边检验重复基线的长度较差不宜超过下式的规定:式中:为E级GPS控制网规定的精度(按实际平均边长计算)(4)独立环闭合差检验无论采用单基线模式或多基线模式解算基线,都应在整个GPS网中选取的独立基线构成独立环,各独立环的坐标分量闭合差和全长闭合差应符合下式的规定:式中: :为闭合环边数;:为E级GPS控制网规定的精度(按实际平均边长计算)=2、补测与重测(1)无论何种原因造成一个控制点不能与两条合格的独立基线相连接,则在该点上应补测或重测不得少于一条独立基线。
(2)可以舍弃在重复基线较差、同步环闭合差、独立环闭合差中超限的基线,但应保证舍弃基线后的独立环所含基线数不超过表2的规定,否则应重测该基线或者有关的同步图形。
(3)由于点位不符合GPS测量要求而造成一个测站多次重测仍不能满足各项技术规定时,可按技术设计要求另增选新点进行重测。
3、GPS网平差(1)起算数据与坐标系统首先要了解测区中央子午线经度,起算数据的带号,采用的坐标系等。
如岳麓山校区的起算数据为3度带的1954北京坐标,则中央子午线经度为114°,故采用1954北京坐标系,取中央子午线经度L0=114°的3°带高斯投影。
即有:参考椭球为克拉索夫斯基椭球,长半径a=6378245m,扁率α=1/298.3;中央子午线经度L0=114°00′00″。
高程系统采用1985国家高程基准。
(2)三维无约束平差当GPS基线各项质量检验符合要求时,应以所有独立基线组成闭合图形,以三维基线向量及其协方差阵作为观测信息,以一个点的WGS-84系三维坐标作为起算依据,进行GPS网的三维无约束平差。
以提供各GPS控制点在WGS-84坐标系下的三维坐标,各基线向量三个坐标差观测值的改正数,基线边长以及点位和边长的精度信息,并生成GPS高程拟合的数据文件。
在三维无约束平差中,基线向量的改正数(Vδx、Vδy、Vδz)绝对值应满足下式要求:Vδx≤3Vδy≤3Vδz≤3式中:为E级GPS控制网规定的基线的精度。
当超限时,可认为该基线或其附近存在粗差基线,应采用软件提供的方法或人工方法剔除粗差基线,直至符合上式要求。
(3)二维约束平差在无约束平差确定的有效观测量基础上,以起算数据中提供的已知点作为强制约束的固定值,进行二维约束平差。
平差结果就输出各GPS控制点在前述的坐标系统中的二维平面坐标,基线向量改正数,基线边长、方位以及坐标、基线边长、方位的精度信息,转换参数及其精度信息。
约束平差中,应将已知坐标点组合成不同的约束条件,以发现作为约束的已知坐标与GPS网不兼容(即约束平差结果严重扭曲GPS无约束平差结果的精度)。
4、水准联测为满足GPS控制网高程拟合的需要, GPS-E级控制点应联测一定比例的四等水准。
联测水准的GPS点均匀分布在测区,水准路线连接成水准网。
5、GPS点高程拟合计算要精确计算各GPS点的正常高,目前主要有GPS水准高程、GPS重力高程和GPS 三角高程等方法。
其中GPS水准高程是目前GPS作业中是常用的方法。
用于GPS高程拟合计算的方法主要是曲面拟合法(包括平面拟合法、多项式曲面拟合法、多面函数拟合法、曲面样条拟合法、非参数回归曲面拟合法和移动曲面法)。
七、提交成果GPS控制网的外业工作和数据处理工作结束后,应及时编写技术总结报告,并上交资料。