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GPS 测量与数据处理

GPS 测量与数据处理. 黄劲松 武汉大学 测绘学院. 第一章 绪论. 本章内容. 引子 GPS 原理回顾 GPS 测量概要 课程内容 课程目标. 引子. 2 区. 1 区. 国软. 3 区. GPS 工程项目. 区域 武汉大学 1~3 校区及国际软件学院 功能 测图控制网（ 20 点） 等级 D 级（ GB2009 ） 成果 北京 54 系 中央子午线： 114 . 待解决的问题. 项目开展 流程 所需条件、技术 所需经费 时间周期. 1. GPS 原理回顾. 几个问题. 什么是 GPS ， GPS 的基本功能有哪些？

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Presentation Transcript

  1. GPS测量与数据处理 黄劲松 武汉大学 测绘学院

  2. 第一章 绪论

  3. 本章内容 • 引子 • GPS原理回顾 • GPS测量概要 • 课程内容 • 课程目标

  4. 引子

  5. 2区 1区 国软 3区 GPS工程项目 • 区域 • 武汉大学1~3校区及国际软件学院 • 功能 • 测图控制网（20点） • 等级 • D级（GB2009） • 成果 • 北京54系 • 中央子午线：114

  6. 待解决的问题 • 项目开展 • 流程 • 所需条件、技术 • 所需经费 • 时间周期

  7. 1. GPS原理回顾

  8. 几个问题 • 什么是GPS，GPS的基本功能有哪些？ • GPS如何工作？ • GPS的观测值有哪些？ • GPS测量定位的精度受哪些因素的影响？ • 什么是相对定位，其结果是什么？ • GPS在测量中有哪些应用？ • GPS在测量中有哪些作业模式？ • 什么是GPS网，其作用是什么？ • GPS网的建立过程是怎样的？ • 如何衡量GPS测量成果的质量？ • 如何保证及改善GPS测量成果的质量？ • …

  9. GPS系统及其构成 空间部分 GPS • 拥有者 • 美国 • 系统构成 • 空间部分、地面控制部分、用户部分 • 作用 • 定位、测速、授（守）时 • 信号 • 载波、测距码、导航电文 地面监控部分 用户部分

  10. GPS定位的基本原理 • 距离交会

  11. GPS观测值 • 码伪距 • C1，P1，P2 • 载波相位 • L1，L2 • 多普勒 • D1，D2

  12. 影响GPS测量的因素 • 与卫星有关的因素 • 卫星钟差、卫星星历误差、相对论效应、SA • 与传播途径有关的因素 • 大气折射（电离层折射、对流层折射）、多路径效应、其他电磁波干扰 • 与接收设备有关的因素 • 天线相位中心偏移及变化、接收机钟差、接收机噪声 • 其他因素

  13. GPS定位原理中的若干基本概念 • 伪距测量 • 载波相位测量 • 整周计数 • 整周模糊度 • 周跳 载波相位测量

  14. 单差 双差 三差 GPS定位原理中的若干基本概念 • 差分观测值 • 零差（非差）、单差、双差、三差 • 载波相位观测值的线性组合 • 宽巷、窄巷、无电离层折射影响和无几何关系组合

  15. GPS的定位模式 • 根据运动状态 • 动态定位、静态定位 • 根据时效 • 实时定位、事后定位 • 根据定位模式 • 绝对定位、相对定位、差分定位

  16. 2. GPS测量概要

  17. GPS在测量中的应用 • 控制 • 形变监测 • 点位测量 • 放样

  18. GPS测量仪器设备 Trimble R3 Leica 1230 Topcon Hiper Plus

  19. 常用GPS测量模式 • 单点定位 • 通常需采用精密单点定位（PPP）的方法 • 还未广泛应用 • 相对定位（后处理） • 最为常用 • RTK • 常用于点位测量与放样 注：本课程主要讲授与相对定位（后处理）有关的内容。

  20. 相对定位 • 定义 • 利用两台以上接收机进行同步观测，获取接收机间相对位置（基线向量）的测量方法。 • 特点 • 精度高（通过差分消除或削弱了相关误差的影响） • 作业复杂（需进行多台接收机的同步观测） • 需要从外部引入位置基准（GPS基线向量缺少绝对位置基准）

  21. 位置基准的传递方式 • 单基线方式 • 效率高，可靠性低 • 导线方式 • 效率高，可靠性低 • 网络方式 • 效率低，可靠性高 单基线方式 网络方式 导线方式

  22. GPS基线向量网 • 定义 • 由GPS点和GPS基线向量所构成 • 简称GPS网 • 特点 • 易进行质量控制 • GPS网的布设工作在所有GPS测量方式中最复杂

  23. 测量成果质量的内涵 GPS测量产品质量的内涵

  24. 质量控制及其内容 • 质量控制的定义 • 一种用来确保生产出的产品保持合乎规定水平的系统 • GPS测量产品质量控制的内容 • 质量评价（评定质量的指标） • 质量改善（提高质量的方法）

  25. 影响GPS网质量的因素 • 基线的质量 • 网的结构 • 基线数量及配置 • 起算数据的类型、数量及分布 • 网平差处理的方法 GPS网

  26. GPS测量的依据 • 标准及规范 • 任务书、合同书 • 设计书

  27. GPS测量的作业流程 • 设计与计划（测前） • 仪器设备的检定与检验（测前） • 施测（测中） • 数据处理及成果整理（测后）

  28. GPS测量的作业流程 • 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

  29. GPS测量的作业流程 • 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

  30. GPS测量的作业流程 • 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

  31. GPS测量的成果资料 • 方案设计书 • 施工设计书 • 点之记 • 技术总结 • 成果资料汇总 • 原始观测记录（包括数据、计算结果文件，观测记录手簿）

  32. GPS测量成果的质量 • 精度 • 可靠性 • 可用性 • 点位设施 • 密度 • 分布

  33. 3. 课程内容及目标

  34. 课程内容 • 第一章 绪论 • 第二章 GPS网及其建立（教材第7章） • 第三章 GPS测量的技术设计（教材第8章） • 第四章 GPS测量的外业（教材第9章） • 第五章 GPS测量中的数据格式（教材第10章） • 第六章 GPS基线解算（教材第11章） • 第七章 GPS网平差（教材第12章）

  35. 课程目标 • 掌握 • 开展GPS测量工程的流程 • GPS工程技术设计的内容和报告的撰写 • GPS网的设计及布设方法 • GPS外业观测的方法及注意事项 • GPS测量的质量控制方法 • GPS测量数据处理基本原理 • GPS测量数据处理方法

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