【正文】 s )IN T (m in m nRs ??xx ?)INT(dsGPS定位原理 7 8 9 10 6 5 4 3 2 1 /140 78 昆明冶金高等?？茖W校 （ 2）可靠性指標 GPS網的內可靠性：指所布設的 GPS網發(fā)現(xiàn)粗差的能力，即可發(fā)現(xiàn)的最小粗差的大小。 GPS網的外可靠性：指 GPS網抵御粗差的能力，即未剔除的粗差對 GPS網所造成的不良影響的大小。 整網的平均可靠性指標：在實際的 GPS網的設計中采用一個計算較為簡單的反映 GPS網可靠性的數量指標，該指標就是整網的多余獨立基線數與總的獨立基線數的比值（ ）。 其中： 為多余的獨立基線數； ， 為必要的獨立基線數， 為總的獨立基線數， ， 為觀測期數， trll??rl ntr lll ?? nl1?? nlntl )1( ??? mslt sm?為同步觀測接收機的臺數。 GPS定位原理 7 8 9 10 6 5 4 3 2 1 /140 79 昆明冶金高等?？茖W校 根據已確定的 GPS網的網形，可以得到 GPS網的設計矩陣 ，從而可以得到 GPS網的協(xié)因數陣 ，在GPS網的設計階段可以采用 作為衡量 GPS網精度的指標。 )( PBBQ T?)(QtrB精度指標 GPS定位原理 7 8 9 10 6 5 4 3 2 1 /140 80 昆明冶金高等?？茖W校 5 GPS網的設計準則 ?為保證對衛(wèi)星的連續(xù)跟蹤觀測和衛(wèi)星信號的質量，要求測站上空應盡可能的開闊，在 10176。 ～ 15 176。 高度角以上不能有成片的障礙物。 ?為減少各種電磁波對 GPS衛(wèi)星信號的干擾，在測站周圍約200m的范圍內不能有強電磁波干擾源，如大功率無線電發(fā)射設施、高壓輸電線等。 ?為避免或減少多路徑效應的發(fā)生，測站應遠離對電磁波信號反射強烈的地形、地物，如高層建筑、成片水域等。 ?為便于觀測作業(yè)和今后的應用，測站應選在交通便利，上點方便的地方。 ?測站應選擇在易于保存的地方。 （ 1）選點原則 GPS定位原理 7 8 9 10 6 5 4 3 2 1 /140 81 昆明冶金高等?？茖W校 ?增加觀測期數（增加獨立基線數）。 ?保證一定的重復設站次數。 ?保證每個測站至少與三條以上的獨立基線相連，這樣可以使得測站具有較高的可靠性。 ?在布網時要使網中所有最小異步環(huán)的邊數不大于 6條。 提高 GPS網可靠性的方法 GPS定位原理 7 8 9 10 6 5 4 3 2 1 /140 82 昆明冶金高等?？茖W校 ?為保證 GPS網中各相鄰點具有較高的相對精度，對網中距離較近的點一定要進行同步觀測，以獲得它們間的直接觀測基線。 ?為提高整個 GPS網的精度，可以在全面網之上布設框架網，以框架網作為整個 GPS網的骨架。 ?在布網時要使網中所有最小異步環(huán)的邊數不大于 6條。 ?在布設 GPS網時，引入高精度激光測距邊，作為觀測值與 GPS觀測值（基線向量）一同進行聯(lián)合平差，或將它們作為起算邊長。 ?若要采用高程擬合的方法，測定網中各點的正常高 /正高，則需在布網時，選定一定數量的水準點，水準點的數量應盡可能的多，且應在網中均勻分布，還要保證有部分點分布在網中的四周，將整個網包含在其中。 ?為提高 GPS網的尺度精度，可采用如下方法：增設長時間、多時段的基線向量。 提高 GPS網精度的方法 GPS定位原理 7 8 9 10 6 5 4 3 2 1 /140 83 昆明冶金高等專科學校 ?若要求所布設的 GPS網的成果與舊成果吻合最好，則起算點數量越多越好； ?若不要求所布設的 GPS網的成果完全與舊成果吻合，則一般可選 3~5個起算點，這樣既可以保證新老坐標成果的一致性，也可以保持 GPS網的原有精度； ?為保證整網的點位精度均勻，起算點一般應均勻地分布在 GPS網的周圍。 （ 4)布設 GPS網時起算點的選取與分布 （ 5)布設 GPS網時起算邊長的選取與分布 （ 6) 布設 GPS網時起算方位的選取與分布 可以采用高精度激光測距邊作為起算邊長，激光測距邊的數量可在 35條左右，可設置在 GPS網中的任意位置。但激光測距邊兩端點的高差不應過分懸殊。 在布設 GPS網時，可以引入起算方位，但起算方位不宜太多，起算方位可布設在 GPS網中的任意位置。 返回本章首頁 GPS定位原理 7 8 9 10 6 5 4 3 2 1 /140 84 昆明冶金高等專科學校 167。 GPS外業(yè)觀測 1 GPS外業(yè)觀測的作業(yè)方式 （ 1）點連式 ? 觀測作業(yè)方式 在觀測作業(yè)時，相鄰的同步圖形間只通過一個公共點相連。 ? 特點 作業(yè)效率高，圖形擴展迅速；它的缺點是圖形強度低，如果連接點發(fā)生問題，將影響到后面的同步圖形。 1 2 GPS定位原理 7 8 9 10 6 5 4 3 2 1 /140 85 昆明冶金高等專科學校 （ 2）邊連式 ? 觀測作業(yè)方式 在觀測作業(yè)時，相鄰的同步圖形間有一條邊（即兩個公共點）相連。 ?特點 具有較好的圖形強度和較高的作業(yè)效率。 1 2 GPS定位原理 7 8 9 10 6 5 4 3 2 1 /140 86 昆明冶金高等?？茖W校 （ 3）網連式 ?觀測作業(yè)方式 在作業(yè)時，相鄰的同步圖形間有 3個（含 3個）以上的公共點相連。 ?特點 所測設的 GPS網具有很強的圖形強度，但網連式觀測作業(yè)方式的作業(yè)效率很低。 GPS定位原理 7 8 9 10 6 5 4 3 2 1 /140 87 昆明冶金高等?？茖W校 （ 4）混連式 ?觀測作業(yè)方式 在實際的 GPS作業(yè)中，一般并不是單獨采用上面所介紹的某一種觀測作業(yè)模式，而是根據具體情況，有選擇地靈活采用這幾種方式作業(yè)。 ?特點 實際作業(yè)中最常用的作業(yè)方式，它實際上是點連式、邊連式和網連式的一個結合體。 GPS定位原理 7 8 9 10 6 5 4 3 2 1 /140 88 昆明冶金高等?？茖W校 2 外業(yè) GPS調度與觀測記錄 （ 1）調度計劃 為保證 GPS外業(yè)觀測作業(yè)的順利進行，保障精度，提高效率，在進行 GPS外業(yè)觀測之前，就編制好調度計劃。 ① GPS衛(wèi)星可見性預報圖表 在 GPS可見性預報圖表中可以了解衛(wèi)星的分布狀況。 預報圖表：可見的衛(wèi)星星號，衛(wèi)星高度角，方位角及空間位置精度因子 PDOP和幾何精度因子 GDOP等。 GPS定位原理 7 8 9 10 6 5 4 3 2 1 /140 89 昆明冶金高等專科學校 ② 星歷預報圖 預報星歷分析圖 GPS定位原理 7 8 9 10 6 5 4 3 2 1 /140 90 昆明冶金高等?？茖W校 （ 2）外業(yè)調度 對需測 GPS點分布的情況，交通路線等因素加以綜合考慮，顧及星歷預報，制定合理的外業(yè)調度計劃。 （ 3）觀測作業(yè) ?各測站的觀測員應按計劃規(guī)定的時間作業(yè)，確保同步觀測。 ? 確保接收機存儲器（目前常用 CF卡）有足夠存儲空間。 ? 開始觀測后，正確輸入高度角，天線高及天線高量取方式。 ?觀測過程中應注意查看測站信息、接收到的衛(wèi)星數量、衛(wèi)星號、各通道信噪比、相位測量殘差、實時定位的結果及其變化和存儲介質記錄等情況。一般來講，主要注意 DOP值的變化，如 DOP值偏高（ GDOP一般不應高于 6），應及時與其他測站觀測員取得聯(lián)系，適當延長觀測時間。 GPS定位原理 7 8 9 10 6 5 4 3 2 1 /140 91 昆明冶金高等?？茖W校 ?同一觀測時段中，接收機不得關閉或重啟；將每測段信息如實記錄在 GPS測量手簿上。 ? 進行長距離高等級 GPS測量時，要將氣象元素，空氣濕度等如實記錄，每隔一小時或兩小時記錄一次。 附： GPS外業(yè)觀測記錄手簿 GPS測量記錄手簿 （ 1） AA、 A與 B級測量手簿記錄格式 GPS定位原理 7 8 9 10 6 5 4 3 2 1 /140 92 昆明冶金高等?？茖W校 GPS定位原理 7 8 9 10 6 5 4 3 2 1 /140 93 昆明冶金高等?？茖W校 時間（ UTC） 跟蹤衛(wèi)星號（ PRN）及信噪比 緯度 176。 39。 經度 176。 39。 大地高 m PDOP 注：氣象元素各欄內應記錄氣象儀器讀數和相對應的修正值 測站跟蹤作業(yè)記錄 GPS定位原理 7 8 9 10 6 5 4 3 2 1 /140 94 昆明冶金高等?？茖W校 C、 D、 E級測量手簿記錄格式 GPS定位原理 7 8 9 10 6 5 4 3 2 1 /140 95 昆明冶金高等?？茖W校 快速靜態(tài)定位參考站測量手簿記錄格式 GPS定位原理 7 8 9 10 6 5 4 3 2 1 /140 96 昆明冶金高等?？茖W校 快速靜態(tài)定位流動站測量手簿記錄格式 返回本章首頁 GPS定位原理 7 8 9 10 6 5 4 3 2 1 /140 97 昆明冶金高等?？茖W校 167。 GPS數據處理 1 基線解算 （ 1）觀測值的處理 GPS基線向量表示測站與測站間的坐標增量。 GPS基線向量具有長度、水平方位和垂直方位等三項屬性。 若在某一歷元中，對 k顆衛(wèi)星數進行了同步觀測，則可以得到 k1個雙差觀測值；若在整個同步觀測時段內同步觀測衛(wèi)星的總數為 l則整周未知數的數量為 l1。 基線解算時一般只有兩類參數，一類是測站的坐標參數 ，數量為 3；另一類是整周未知數參數 （ m為同步觀測的衛(wèi)星數），數量為 。 1,3CX1,1?mNX1?mGPS定位原理 7 8 9 10 6 5 4 3 2 1 /140 98 昆明冶金高等?？茖W校 （ 2）基線解算 ① 初始平差 根據雙差觀測值的觀測方程，組成誤差方程后，然后組成法方程后，求解待定的未知參數其精度信息，其結果為： 待定參數： 待定參數的協(xié)因數陣： 單位權中誤差： ???????NCXXX ????????????NNCNNCCCXXXXXXXXQ????????0??GPS定位原理 7 8 9 10 6 5 4 3 2 1 /140 99 昆明冶金高等?？茖W校 通過初始平差，所解算出的整周未知數參數 本應為整數。由于觀測值誤差、隨機模型和函數模型不完善等原因，使得其結果為實數，此時與實數的整周未知數參數對應的基線解被稱作基線向量的實數解或浮動解。 為了獲得較好的基線解算結果，必須準確地確定出整周未知數的整數值。 ② 整周未知數的確定 ③ 確定基線向量的固定解 當確定了整周未知數的整數值后，與之相對應的基線向量就是基線向量的整數解。 NXGPS定位原理 7 8 9 10 6 5 4 3 2 1 /140 100 昆明冶金高等?？茖W校 2 基線解算的分類 （ 1）單基線解算 ① 定義 用臺 GPS接收機進行了一個時段的同步觀測，每兩臺接收機之間就可以形成一條基線向量，共有 條同步觀測基線，其中可以選出相互獨立的 條同步觀測基線。選擇獨立基線時，要保證所選的 條獨立基線不構成閉合環(huán)就可以了。 單基線解算：在基線解算時不顧及同步觀測基線間的誤差相關性，對每條基線單獨進行解算。 ② 特點