【正文】 ................... 26 第四節(jié) 外業(yè)實施 ............................................ 26 陽泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 — 畢業(yè)設(shè)計說明書 IV 第五章 GPS 測量數(shù)據(jù)處理 ........................................... 27 第一節(jié) 數(shù)據(jù)傳輸 ........................................... 27 第二節(jié) GPS 控制網(wǎng)平差計算 .................................. 28 第三節(jié) 原線路控制網(wǎng)成果表 .................................. 29 第六章 總結(jié) ........................................................ 31 參考文獻(xiàn) ........................................................... 35 致謝 ............................................... 錯誤 !未定義書簽。其坐標(biāo)系統(tǒng)為 1954年北京坐標(biāo)系。根據(jù)衛(wèi)星星歷可查到該時刻 3顆衛(wèi)星的三維坐標(biāo)（ Xj， Yj， Zj），j＝ 1， 2， 3，從而由下式解算出 Q點的三維坐標(biāo)（ X， Y， Z）： 圖 31 GPS 定位原理 相對于常規(guī)測量來說， GPS 測量主要有以下特點： 一、測量精度高 陽泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 — 畢業(yè)設(shè)計說明書 4 GPS 觀測的精度明顯高于一般常規(guī)測量，在小于 50 km 的基線上，其相對定位精度可達(dá) 110 － 6，在大于 1 000 km 的基線上可達(dá) 110 － 8。 在四個基本參數(shù)中，長半徑 a通常由幾何大地測量提供，但是 GM（ G是地球引力常數(shù)）利用衛(wèi)星大地測量學(xué)可精確測定至千萬分之一。在地心空間大地平直角坐標(biāo)系中用 XD、 YD、 ZD 表示點的位置，地心大地坐標(biāo)系中用 LD、 BD 、 HD 表示點的位置。 衛(wèi)星星歷 衛(wèi)星的星歷就是描述衛(wèi)星運行軌道和狀態(tài)的各種參數(shù)值，它是計算衛(wèi)星瞬時位置陽泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 — 畢業(yè)設(shè)計說明書 8 的依據(jù)。為了確定衛(wèi)星的瞬時位置，必須了解衛(wèi) 星的運動狀態(tài)和運行軌道。但是無論如何選擇，必須有利 于下列問題的解決： 1）軌道橢圓的形狀和大??； 2）軌道平面與地球體的相關(guān)位置； 3）軌道橢圓在軌道平面上的方位； 4）衛(wèi)星在軌道上的瞬時位置。 根據(jù)獲取定位結(jié)果的時間可分為實時定位和非實時定位： 1）實時定位： 是根據(jù)接收機觀測到的數(shù)據(jù)，實時地解算出接收天線所在的位置 2）非實時定位：又稱后處理定位，它是通過對接收機接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理以進(jìn)行定位的方法。 3）載波相位測量 載波信號的波長很短， L1 載波信號長為 19cm ， L2 載波信號波長為 。 根據(jù)經(jīng)驗，接收機的復(fù)制碼與測距碼的對齊精度約為碼元寬度（或碼的波長）的 1%。 GPS網(wǎng)的布設(shè) 1） 所選點位要便于低等級常規(guī)測量的使用，每一個 GPS 點應(yīng)與兩個或兩個以上的控制點通視，困難情況下 也至少保持與相鄰一個控制點通視，否則，需埋設(shè)方位樁，且用 GPS 聯(lián)測。點位應(yīng)有利于采用其他測量方法擴展和聯(lián)測。標(biāo)石表面應(yīng)有 GPS 點名及施測單位名稱。 2）觀測作業(yè)前，應(yīng)根據(jù)接收機臺數(shù)、 GPS 圖形、衛(wèi)星可見性預(yù)報表編制觀測計劃。 表 3 GPS 觀測手簿 點名 等級 觀測者 記錄點 接收機名稱 接收機編號 定位模式 開機時間 h min 關(guān)機時間 h min 站時段號 日時段號 天線高（ mm） 測前 測后 平均 日期 存儲介質(zhì)編號及數(shù)據(jù)文件名 時間 跟蹤衛(wèi)星號（ PRN） 干溫 (C) 濕溫（ C） 氣壓（ mb） 測站大地高 GDOP 經(jīng)度（176。 質(zhì)量保證措施 1）嚴(yán)格按照《全球定位系統(tǒng)城市測量技術(shù)規(guī)程》 CJJ7397的有關(guān)測量技術(shù)要求和技術(shù)設(shè)計書進(jìn)行測繪工作。 同時，對控制測量工作所使用的 GPS接收機已經(jīng)定期了進(jìn)行檢測。 外業(yè)觀測 外業(yè)觀測采用四臺南方測繪儀器公司的 NGS9600 型靜態(tài) GPS衛(wèi)星接收機， GPS 接陽泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 — 畢業(yè)設(shè)計說明書 27 收機標(biāo)稱精度的固定誤差ａ≤ 5mm,比例誤差系數(shù) b≤ 2*106。三維無約束平差報表須提供各點在 WGS84 系下的三維坐標(biāo)、各基線向量及其改正數(shù)和其精度信息。 目前廣泛采用的平差方法，主要有經(jīng)典自由網(wǎng)平 差和虧秩自由網(wǎng)平差。 GPS 在道路工程中的應(yīng)用，目前主要是用于建立各種道路工程控制網(wǎng)及測定航測外控點等。 第五 提供三維坐標(biāo)。在發(fā)達(dá)國家， GPS 技術(shù)已經(jīng)開始應(yīng)用于交通運輸和交通工程。觀測時間短采用 GPS 布設(shè)控制網(wǎng)時每個測站上的觀測時間一般在 30～ 40min 左右， 第四 操作簡便。 GPS 控制測量總結(jié) 公路工程的測量主 要應(yīng)用了 GPS的兩大功能：靜態(tài)功能和動態(tài)功能。 ) 1985 國家高程基準(zhǔn) 點名 X 坐標(biāo)（ m） Y 坐標(biāo)（ m） H 高程（ m） 備注 TG01 TG02 TG03 TG04 TG05 三角高程 TG06 三角高程 TG07 TG08 TG09 TG10 三角高程 TG11 TG12 TG13 陽泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 — 畢業(yè)設(shè)計說明書 30 TG14 TG15 三角高程 TG16 TG17 三角高程 TG18 TG19 TG20 三角高程 TG21 IV02 V42 V31 TG01 TG02 TG03 TG04 TG05 三角高程 TG06 三角高程 TG07 成果整理及檢查驗收 GPS 內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理完成后應(yīng)按技術(shù)設(shè)計書的要求進(jìn)行項目成果整理。約束點的已知點坐標(biāo)，已知距離，已知方位可作為強制約束的固定值，平差結(jié)果應(yīng)輸出左云公路段獨立坐標(biāo)系中的三維坐標(biāo)。 第四節(jié) 外業(yè)實施 埋石 由于時間要求，埋石擬與選點同時進(jìn)行。 2）對 GPS 原 始數(shù)據(jù)不須做任何更改。 重合點的檢驗 若測區(qū)內(nèi)有兩個以上高級起算點，分別通用不同傳算途徑， 推出同一點的坐標(biāo)差應(yīng)滿足 陽泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 — 畢業(yè)設(shè)計說明書 24 式中：（ dx,dy,dz）表示其中任何一個分量， m 為傳算邊的總數(shù)。當(dāng)接收或存儲出現(xiàn)異常時，應(yīng)隨時進(jìn)行調(diào)整，必要時應(yīng)及時通知其他接收機以調(diào)整觀測計劃。 9）所有 GPS 點在埋石處應(yīng)設(shè)置明顯的指向標(biāo)志，并現(xiàn)場繪制交通路線略圖，填寫點之記。 8）選定的點名應(yīng)標(biāo)注于 1： 10000 或 1： 50000 的地形圖上，并繪制 GPS 控制網(wǎng)選點圖，填寫 GPS點之記，點之記格式見附錄 GPS 點之記 太古高速公路西山隧道施工控制網(wǎng) 點名 TG03 標(biāo)石類型 觀測墩 所在地 位于東社街辦棗尖梁村西 ,鐵路西北 米處山梁上。通過與已知點聯(lián)測， NEG9600GPS數(shù)據(jù)處理軟件可以很方便地實現(xiàn) WGS8北京 54 坐標(biāo)系，西安 80坐標(biāo)系中的空間直角坐標(biāo)、大地坐標(biāo)及高斯平面直角坐標(biāo)之間的轉(zhuǎn)換。 第三章 GPS 測量作業(yè)的技術(shù)要求 第一節(jié) 作業(yè)選點依據(jù) GPS 網(wǎng)精度類級 各級 GPS網(wǎng)的定位精度，可按相鄰間基線向量的中誤差來衡量： 式中： m。測定各自相關(guān)系數(shù)的工作由接收機鎖相環(huán)路的相關(guān)器和積分器來完成。 根據(jù)多普勒效應(yīng)原理，利用 GPS 衛(wèi)星較高的發(fā)射頻率，由積分多普勒記數(shù)得出偽距差。 絕對定位、相對定位與動、靜態(tài)的關(guān)系。 3）開普勒第三定律 — 衛(wèi)星圍繞地球運動的周期的平方與軌道橢圓長半徑的立方 成正比，其比值等于地球引力常數(shù) GM 的倒數(shù)。將這些信息以數(shù)據(jù)，即以二進(jìn)制碼的形式向用戶發(fā)送，所以導(dǎo)航電文又稱為數(shù)據(jù)碼，即 D碼。利用春分點的周時視運動周期來量度地球自轉(zhuǎn)周期而建立的以恒星日為時間單位的時間系統(tǒng)為恒星時系統(tǒng)；以太陽的周日視運動周期來量度地球自轉(zhuǎn)周期而建立的以太陽日為單位的時間系統(tǒng)為太陽時系統(tǒng)；太陽時又分為真太陽時和平太陽時兩種。為了既體現(xiàn) 1980 年國家大地坐標(biāo)系的嚴(yán)密性，又照顧到 1954 年原北京坐標(biāo)系的實用性，有的部門和單位想出一種兩全其美的辦法，于是就產(chǎn)生了 1954 年新北京坐標(biāo)系。 1980 年國家大地坐標(biāo)系（ GDZ80） 為了進(jìn)行全國天文大地網(wǎng)整體平差，采用新的橢球參數(shù)和進(jìn)行新的定位與定向，來彌補因 1954 年北京坐標(biāo)系存在的橢球參數(shù)不夠精確、參考橢球與我國大地水準(zhǔn)面擬合不好等缺點，所以建立我國新的大地坐標(biāo) 是必要的、適時的。 《山西省嵐縣北村鐵礦區(qū)普查測量技術(shù)設(shè)計》。并在此基礎(chǔ)上做了適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和修改。 本文介紹了，ＧＰＳ系統(tǒng)的工作原理，ＧＰＳ系統(tǒng)的技術(shù)要求，ＧＰＳ的外業(yè)組織及方案制定，ＧＰＳ的數(shù)據(jù)處理。 項目區(qū)東端位于汾河沖積平原，中部屬呂梁山余脈石千峰山中低山區(qū)，西端為汾河河谷。 北京 54 橢球，中央子午線 112176。 五、全天候作業(yè) GPS 衛(wèi)星數(shù)目多，且分布均勻，可保證在任何時間、任何地點連續(xù)進(jìn)行觀測，一般不受天氣狀況的影響。起始天文子午線與赤道的交點 E，就是天文經(jīng)度零點。 WGS— 84 大地坐標(biāo)系 自 60 年代以來，美國國防部制圖局（ DMA）為建立全球統(tǒng)一坐標(biāo)系統(tǒng)，利用了大量的衛(wèi)星觀測資料以及全球地面天文、大地和重力測量資料，先后建成了 WGS— 60、WGS— 66 和 WGS— 72 全球坐標(biāo)系統(tǒng)。 我國的 GPS 衛(wèi)星跟蹤站在“八五”期間已經(jīng)建成，“九五”期間已向國內(nèi)用戶提供服務(wù)。如果將地球重力場的引力視為 1，則其他作用力均小于 105。目前，導(dǎo)航型的 GPS 接受機可以說是一種廣義的動態(tài)定位，它除了要求測定動點的實時位置外，一般還要求測定運動載體的狀態(tài)參數(shù)，如速度、時間和方位等。由于用戶只需被動地接收信號，故稱為被動式測距。前已述及， GPS 定位采用的是被動式單程測距。為此要在載波相位測量之前先進(jìn)行解調(diào)，設(shè)法將調(diào)制在載波上的測距碼和衛(wèi)星電文去掉，恢復(fù)載波的相位。為精確求定轉(zhuǎn)換參數(shù)， (GPS網(wǎng)要盡可能多地聯(lián)測高等級的大地控制點，聯(lián)測點和重合點的個數(shù)不得少于 3個，特殊情況下也不得少于 2個 GPS 網(wǎng)的精度、密度設(shè)計 。 4）點位附近不應(yīng)有強烈干擾衛(wèi)星信號 接收的物體。標(biāo)石頂端外形尺寸應(yīng)符合附錄 2的規(guī)定。 3）天線安置在腳架 上直接對中整平時，對中精度為 1mm.。 同步邊觀測質(zhì)量分析檢驗 同步邊又稱基線或直接邊，它的檢驗項目： 觀測值質(zhì)量檢查 陽泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 — 畢業(yè)設(shè)計說明書 23 1） 剔除比平差中由于整周間斷或誤差超限剔除的觀測值比例就小于 10％25％。 為了保證上述流程的順利實施，無論是內(nèi)業(yè)組還是外業(yè)組都必須做 到：當(dāng)天的工作當(dāng)天完成，早碰頭晚聯(lián)系，由負(fù)責(zé)人總結(jié)一天的工作，作出第二天的工作安排。 21′ 30″，投影面 920 米（正常高）， 高程為 1985 國家高程基準(zhǔn)。觀測要求應(yīng)按照下表進(jìn)行測量 GPS 測量作業(yè)基本技術(shù)要求表 項目 觀測方法 技術(shù)要求 衛(wèi)星高度角 靜態(tài) 15度 有效衛(wèi)星數(shù) 靜態(tài) 4顆 平均重復(fù)測站數(shù) 靜態(tài) 時段長度 靜態(tài) 45分鐘 歷元間隔 靜態(tài) 10秒 圖形強度因子 靜態(tài) 6 補測和重測 為了滿足成果的精度和統(tǒng)一性，當(dāng)一個控制點不能與兩條合格獨立基線相連接時，則必須在該點上補測或重測不少于一條獨立基線 第五章 GPS 測量數(shù)據(jù)處理 第一節(jié) 數(shù)據(jù)傳輸 在進(jìn)行基線解算時，首先需要讀取原始的 GPS 觀測值數(shù)據(jù)。在約束平差計算中，基線分量的改正數(shù)與經(jīng)過粗差剔除后無約束平差結(jié)果的同一基線其相應(yīng)改正數(shù)的絕對差值應(yīng)滿足下式： 否則，認(rèn)為作為約束的已知坐標(biāo)、已知距離、已知方位中可能存在一些誤差較大的值，因此，需要采用自動或人工的方法剔除這些誤差較大的約束值，直至上式滿足為止。 陽泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 — 畢業(yè)設(shè)計說明書 31 第六章