【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(wǎng)的內(nèi)可靠性：指所布設(shè)的 GPS網(wǎng)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(wǎng)的外可靠性：指 GPS網(wǎng)抵御粗差的能力，即未剔除的粗差對 GPS網(wǎng)所造成的不良影響的大小。 整網(wǎng)的平均可靠性指標：在實際的 GPS網(wǎng)的設(shè)計中采用一個計算較為簡單的反映 GPS網(wǎng)可靠性的數(shù)量指標，該指標就是整網(wǎng)的多余獨立基線數(shù)與總的獨立基線數(shù)的比值（ ）。 其中： 為多余的獨立基線數(shù)； ， 為必要的獨立基線數(shù)， 為總的獨立基線數(shù)， ， 為觀測期數(shù)， trll??rl ntr lll ?? nl1?? nlntl )1( ??? mslt sm?為同步觀測接收機的臺數(shù)。 GPS定位原理 7 8 9 10 6 5 4 3 2 1 /140 79 昆明冶金高等專科學校 根據(jù)已確定的 GPS網(wǎng)的網(wǎng)形，可以得到 GPS網(wǎng)的設(shè)計矩陣 ，從而可以得到 GPS網(wǎng)的協(xié)因數(shù)陣 ，在GPS網(wǎng)的設(shè)計階段可以采用 作為衡量 GPS網(wǎng)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(wǎng)的設(shè)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(zhì)量，要求測站上空應(yīng)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(nèi)不能有強電磁波干擾源，如大功率無線電發(fā)射設(shè)施、高壓輸電線等。 ?為避免或減少多路徑效應(yīng)的發(fā)生，測站應(yīng)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(yīng)用，測站應(yīng)選在交通便利，上點方便的地方。 ?測站應(yīng)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(shù)（增加獨立基線數(shù)）。 ?保證一定的重復設(shè)站次數(shù)。 ?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(wǎng)時要使網(wǎng)中所有最小異步環(huán)的邊數(shù)不大于 6條。 提高 GPS網(wǎng)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(wǎng)中各相鄰點具有較高的相對精度，對網(wǎng)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(wǎng)的精度，可以在全面網(wǎng)之上布設(shè)框架網(wǎng)，以框架網(wǎng)作為整個 GPS網(wǎng)的骨架。 ?在布網(wǎng)時要使網(wǎng)中所有最小異步環(huán)的邊數(shù)不大于 6條。 ?在布設(shè) GPS網(wǎng)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?qū)⑺鼈冏鳛槠鹚氵呴L。 ?若要采用高程擬合的方法，測定網(wǎng)中各點的正常高 /正高，則需在布網(wǎng)時，選定一定數(shù)量的水準點，水準點的數(shù)量應(yīng)盡可能的多，且應(yīng)在網(wǎng)中均勻分布，還要保證有部分點分布在網(wǎng)中的四周，將整個網(wǎng)包含在其中。 ?為提高 GPS網(wǎng)的尺度精度，可采用如下方法：增設(shè)長時間、多時段的基線向量。 提高 GPS網(wǎng)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?？茖W校 ?若要求所布設(shè)的 GPS網(wǎng)的成果與舊成果吻合最好，則起算點數(shù)量越多越好； ?若不要求所布設(shè)的 GPS網(wǎng)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(wǎng)的原有精度； ?為保證整網(wǎng)的點位精度均勻，起算點一般應(yīng)均勻地分布在 GPS網(wǎng)的周圍。 （ 4)布設(shè) GPS網(wǎng)時起算點的選取與分布 （ 5)布設(shè) GPS網(wǎng)時起算邊長的選取與分布 （ 6) 布設(shè) GPS網(wǎng)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(shù)量可在 35條左右，可設(shè)置在 GPS網(wǎng)中的任意位置。但激光測距邊兩端點的高差不應(yīng)過分懸殊。 在布設(shè) GPS網(wǎng)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(shè)在 GPS網(wǎng)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?？茖W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?？茖W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(wǎng)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(shè)的 GPS網(wǎng)具有很強的圖形強度，但網(wǎng)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(jù)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(wǎng)連式的一個結(jié)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(diào)度與觀測記錄 （ 1）調(diào)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(diào)度計劃。 ① GPS衛(wèi)星可見性預(yù)報圖表 在 GPS可見性預(yù)報圖表中可以了解衛(wèi)星的分布狀況。 預(yù)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?？茖W校 ② 星歷預(yù)報圖 預(yù)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(diào)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(yù)報，制定合理的外業(yè)調(diào)度計劃。 （ 3）觀測作業(yè) ?各測站的觀測員應(yīng)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(yīng)注意查看測站信息、接收到的衛(wèi)星數(shù)量、衛(wèi)星號、各通道信噪比、相位測量殘差、實時定位的結(jié)果及其變化和存儲介質(zhì)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(yīng)高于 6），應(yīng)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 昆明冶金高等專科學校 ?同一觀測時段中，接收機不得關(guān)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(jīng)度 176。 39。 大地高 m PDOP 注：氣象元素各欄內(nèi)應(yīng)記錄氣象儀器讀數(shù)和相對應(yīng)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 昆明冶金高等專科學校 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(shù)據(jù)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(shù)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(nèi)同步觀測衛(wèi)星的總數(shù)為 l則整周未知數(shù)的數(shù)量為 l1。 基線解算時一般只有兩類參數(shù)，一類是測站的坐標參數(shù) ，數(shù)量為 3；另一類是整周未知數(shù)參數(shù) （ m為同步觀測的衛(wèi)星數(shù)），數(shù)量為 。 1,3CX1,1?mNX1?mGPS定位原理 7 8 9 10 6 5 4 3 2 1 /140 98 昆明冶金高等專科學校 （ 2）基線解算 ① 初始平差 根據(jù)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(shù)其精度信息，其結(jié)果為： 待定參數(shù)： 待定參數(shù)的協(xié)因數(shù)陣： 單位權(quán)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(shù)參數(shù) 本應(yīng)為整數(shù)。由于觀測值誤差、隨機模型和函數(shù)模型不完善等原因，使得其結(jié)果為實數(shù)，此時與實數(shù)的整周未知數(shù)參數(shù)對應(yīng)的基線解被稱作基線向量的實數(shù)解或浮動解。 為了獲得較好的基線解算結(jié)果，必須準確地確定出整周未知數(shù)的整數(shù)值。 ② 整周未知數(shù)的確定 ③ 確定基線向量的固定解 當確定了整周未知數(shù)的整數(shù)值后，與之相對應(yīng)的基線向量就是基線向量的整數(shù)解。 NXGPS定位原理 7 8 9 10 6 5 4 3 2 1 /140 100 昆明冶金高等專科學校 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(gòu)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(guān)性，對每條基線單獨進行解算。 ② 特點