GPS控制网设计ppt课件
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– 全球定位系统城市测量技术规程，CJJ 73-97， 建设部，行业标准，1997
–… 21
GPS测量规范及规程②
22
GPS测量规范及规程③
• 规范的内容 – 国家测量规范的内容
23
GPS测量规范及规程③
• 规范的内容 – 城市测量技术规程
24
其他规范及规程
• 若暂无与工程相对应的GPS规范时， 可参照与该工程对应的常规测量规范 中的质量要求，然后以此为依据，套 用GPS规范
– 结论：同步环闭合差很小，还不能说明基线解 算结果一定能够满足精度要求
11
独立基线向量
• 定义：线性无关的一组基线向量。 • 满足下面条件之一的为独立基线向量。
– 未构成闭合环的一组基线向量（例如：一条基线向量， 未构成闭合环的一组同步观测基线）。
– 虽构成了闭合环，但并非所有基线都来自同一观测时 段。
r B3
r
n
r Bi
i 1
环的闭合差
X X Y Y Z Z
分量闭合差
– 全长闭合差：分量闭合 差的平方和开方。
s
X
2
Y
2
2 Z
全长闭合差
9
同步观测环（同步环）和同步环检验
• 同步观测环（同步环）
– 三台或三台以上的GPS接收机进行同步观测所 获得的基线向量（完全由同一观测时段的基线 向量）所构成的闭合环。
实例 IGS 永久跟踪站网
25
第三节 GPS网的精度和密度设计
26
内容概要
• GPS测量的等级及其用途 • 各级GPS测量的精度指标 • 各级GPS点的密度指标
27
GPS测量的等级及其用途①
• 我国GPS测量规范所规定的网的等级
级别 AA
A
B
C D E
用途 全球参考框架、全球性地球动力学研究、地壳形变 测量和精密定轨 国家参考框架、区域性地球动力学研究和地壳形变 测量 国家大地控制、地方参考框架、局部形变监测和各 种精密工程测量 大中城市及工程的基本控制网 中小城市、城镇及测图、地籍、土地信息、房产、 物探、勘测、建筑施工等的控制网
同步环与非同步环
10
同步观测环（同步环）和同步环检验
• 同步环检验
– 定义：检验同步环的闭合差大小。 – 特性
• 理论上：采用严密算法所得到的同步环，无论观测 值中是否含有误差，其环闭合差必为零。（构成同 步环的基线向量之间是线性相关的）
• 实践中：如果算法不严密（目前大多数的商用软件 均属于此种情况），其环闭合差通常不为零，但通 常很小。
– 与计算时所采用的卫星轨道数据同属一个系统。
• GPS基线向量网
– 采用GPS技术布设的测量控制网，由GPS点和基线向 量所构成。
5
同步观测基线
• 定义
– 利用同一时段的多个同步观测站所采集的观测 数据所计算出的若干基线向量。
• 一个时段中，同步观测基线的数量
– 若在某时段共有n台接收机进行了同步观测， 则共可得到n(n-1)/2条同步观测基线。
– 精度要求
• 等级、点位误差、相邻点间距离误差
– 进度要求
• 提交成果的时间
– 成果要求
• 坐标参照系、是否需要高程成果、提交资料的内容
19
GPS测量规范及规程
• 发布单位
– 国家相关机构或行业主管部门
• 技术监督局 • 国家测绘局 • 建设部
– 作用
• 规定测量成果的质量 • 规范实施的步骤、要求
• 提示
– 完全由同步观测基线所构成的闭合环之间是线性相关 的，是一组非独立基线向量。
– GPS网应由相互独立的基线向量构成。
12Hale Waihona Puke Baidu
独立基线向量
• 同步观测基线向量的最大线性无关组及选 取方式
13
独立观测环（异步环）和独立观测环检验
• 独立观测环（异步环）
– 定义：由相互函数独立（线性无关）的基线向 量所构成的闭合环。（就是前面的非同步环）
第五章 GPS测量的技术设计与 外业工作
1
目录 第一节 GPS测量中的几个基本概念 第二节 GPS技术设计的依据 第三节 GPS网的精度和密度设计 第四节 GPS网的基准设计 第五节 GPS网的图形设计 第六节 GPS测量的外业工作
2
内容概要
• 观测时段和时段长度 • 同步观测、基线向量和GPS基线向量网 • 同步观测基线 • 闭合环和环的闭合差 • 同步观测环（同步环）和同步环检验 • 独立基线向量 • 独立观测环（异步环）和独立观测环检验
3
观测时段和时段长度
• 观测时段
– 从测站上开始接收卫星信号起至停止接收卫星 信号间的连续工作的时间段。
– 是GPS测量的基本单位。
• 时段长度
– 观测时段所持续的时间。
4
同步观测、基线向量和GPS基线向量网
• 同步观测
– 两台或两台以上的GPS接收机对同一组卫星信号进行 的观测。
• 基线向量
– 利用进行同步观测的接收机所采集的观测数据计算出 的接收机间的三维坐标差。
n=2
n=3
n=4
n=5
6
7
闭合环和环的闭合差
• 闭合环
– 由多条基线向量首尾相连所构成的图形。
n=5 由5条基线向量所构成的闭合环
8
闭合环和环的闭合差
r B2
• 环的闭合差
r B1
– 闭合差：组成闭合环的
基线向量按同一方向
r Bn
（顺时针或逆时针）的
矢量和。
– 分量闭合差：组成闭合 环的基线向量按同一方 向（顺时针或逆时针） 矢量的各个分量的和。
15
第二节 技术设计的依据
16
内容概要
• 测量任务书或测量合同书 • GPS测量规范及规程 • 其他规范及规程
17
测量任务书或测量合同书①
• 发布单位
– 上级主管部门 – 甲方
• 作用
– 明确项目的目标和要求
18
测量任务书或测量合同书②
• 内容
– 点位要求
• 分布、密度、数量、标志及观测设施
20
GPS测量规范及规程①
• 现有规范、规程
– 全球定位系统（GPS）测量规范， GB/T18314-2001，国家质量技术监督局，国 家标准，2001
– 全球定位系统（GPS）测量规范，CH2001-92， 国家测绘局，1992
– 全球定位系统（GPS ）测量型接收机检定规程 CH8016-1995
独立环与非独立环
14
独立观测环（异步环）和独立观测环检验
• 独立观测环检验
– 定义：检验独立观测环的闭合差大小 – 特性：与同步环闭合差不同，即使采用严密算
法，并且计算过程中未发生错误，独立观测环 的闭合差通常也不为零，也不一定是个微小量 – 结论：独立观测环闭合差的大小，可作为评定 基线解算结果质量的有力指标
–… 21
GPS测量规范及规程②
22
GPS测量规范及规程③
• 规范的内容 – 国家测量规范的内容
23
GPS测量规范及规程③
• 规范的内容 – 城市测量技术规程
24
其他规范及规程
• 若暂无与工程相对应的GPS规范时， 可参照与该工程对应的常规测量规范 中的质量要求，然后以此为依据，套 用GPS规范
– 结论：同步环闭合差很小，还不能说明基线解 算结果一定能够满足精度要求
11
独立基线向量
• 定义：线性无关的一组基线向量。 • 满足下面条件之一的为独立基线向量。
– 未构成闭合环的一组基线向量（例如：一条基线向量， 未构成闭合环的一组同步观测基线）。
– 虽构成了闭合环，但并非所有基线都来自同一观测时 段。
r B3
r
n
r Bi
i 1
环的闭合差
X X Y Y Z Z
分量闭合差
– 全长闭合差：分量闭合 差的平方和开方。
s
X
2
Y
2
2 Z
全长闭合差
9
同步观测环（同步环）和同步环检验
• 同步观测环（同步环）
– 三台或三台以上的GPS接收机进行同步观测所 获得的基线向量（完全由同一观测时段的基线 向量）所构成的闭合环。
实例 IGS 永久跟踪站网
25
第三节 GPS网的精度和密度设计
26
内容概要
• GPS测量的等级及其用途 • 各级GPS测量的精度指标 • 各级GPS点的密度指标
27
GPS测量的等级及其用途①
• 我国GPS测量规范所规定的网的等级
级别 AA
A
B
C D E
用途 全球参考框架、全球性地球动力学研究、地壳形变 测量和精密定轨 国家参考框架、区域性地球动力学研究和地壳形变 测量 国家大地控制、地方参考框架、局部形变监测和各 种精密工程测量 大中城市及工程的基本控制网 中小城市、城镇及测图、地籍、土地信息、房产、 物探、勘测、建筑施工等的控制网
同步环与非同步环
10
同步观测环（同步环）和同步环检验
• 同步环检验
– 定义：检验同步环的闭合差大小。 – 特性
• 理论上：采用严密算法所得到的同步环，无论观测 值中是否含有误差，其环闭合差必为零。（构成同 步环的基线向量之间是线性相关的）
• 实践中：如果算法不严密（目前大多数的商用软件 均属于此种情况），其环闭合差通常不为零，但通 常很小。
– 与计算时所采用的卫星轨道数据同属一个系统。
• GPS基线向量网
– 采用GPS技术布设的测量控制网，由GPS点和基线向 量所构成。
5
同步观测基线
• 定义
– 利用同一时段的多个同步观测站所采集的观测 数据所计算出的若干基线向量。
• 一个时段中，同步观测基线的数量
– 若在某时段共有n台接收机进行了同步观测， 则共可得到n(n-1)/2条同步观测基线。
– 精度要求
• 等级、点位误差、相邻点间距离误差
– 进度要求
• 提交成果的时间
– 成果要求
• 坐标参照系、是否需要高程成果、提交资料的内容
19
GPS测量规范及规程
• 发布单位
– 国家相关机构或行业主管部门
• 技术监督局 • 国家测绘局 • 建设部
– 作用
• 规定测量成果的质量 • 规范实施的步骤、要求
• 提示
– 完全由同步观测基线所构成的闭合环之间是线性相关 的，是一组非独立基线向量。
– GPS网应由相互独立的基线向量构成。
12Hale Waihona Puke Baidu
独立基线向量
• 同步观测基线向量的最大线性无关组及选 取方式
13
独立观测环（异步环）和独立观测环检验
• 独立观测环（异步环）
– 定义：由相互函数独立（线性无关）的基线向 量所构成的闭合环。（就是前面的非同步环）
第五章 GPS测量的技术设计与 外业工作
1
目录 第一节 GPS测量中的几个基本概念 第二节 GPS技术设计的依据 第三节 GPS网的精度和密度设计 第四节 GPS网的基准设计 第五节 GPS网的图形设计 第六节 GPS测量的外业工作
2
内容概要
• 观测时段和时段长度 • 同步观测、基线向量和GPS基线向量网 • 同步观测基线 • 闭合环和环的闭合差 • 同步观测环（同步环）和同步环检验 • 独立基线向量 • 独立观测环（异步环）和独立观测环检验
3
观测时段和时段长度
• 观测时段
– 从测站上开始接收卫星信号起至停止接收卫星 信号间的连续工作的时间段。
– 是GPS测量的基本单位。
• 时段长度
– 观测时段所持续的时间。
4
同步观测、基线向量和GPS基线向量网
• 同步观测
– 两台或两台以上的GPS接收机对同一组卫星信号进行 的观测。
• 基线向量
– 利用进行同步观测的接收机所采集的观测数据计算出 的接收机间的三维坐标差。
n=2
n=3
n=4
n=5
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闭合环和环的闭合差
• 闭合环
– 由多条基线向量首尾相连所构成的图形。
n=5 由5条基线向量所构成的闭合环
8
闭合环和环的闭合差
r B2
• 环的闭合差
r B1
– 闭合差：组成闭合环的
基线向量按同一方向
r Bn
（顺时针或逆时针）的
矢量和。
– 分量闭合差：组成闭合 环的基线向量按同一方 向（顺时针或逆时针） 矢量的各个分量的和。
15
第二节 技术设计的依据
16
内容概要
• 测量任务书或测量合同书 • GPS测量规范及规程 • 其他规范及规程
17
测量任务书或测量合同书①
• 发布单位
– 上级主管部门 – 甲方
• 作用
– 明确项目的目标和要求
18
测量任务书或测量合同书②
• 内容
– 点位要求
• 分布、密度、数量、标志及观测设施
20
GPS测量规范及规程①
• 现有规范、规程
– 全球定位系统（GPS）测量规范， GB/T18314-2001，国家质量技术监督局，国 家标准，2001
– 全球定位系统（GPS）测量规范，CH2001-92， 国家测绘局，1992
– 全球定位系统（GPS ）测量型接收机检定规程 CH8016-1995
独立环与非独立环
14
独立观测环（异步环）和独立观测环检验
• 独立观测环检验
– 定义：检验独立观测环的闭合差大小 – 特性：与同步环闭合差不同，即使采用严密算
法，并且计算过程中未发生错误，独立观测环 的闭合差通常也不为零，也不一定是个微小量 – 结论：独立观测环闭合差的大小，可作为评定 基线解算结果质量的有力指标