全球卫星定位系统第六次.pptx

16.1 选用适宜的选用适宜的GPS信号接收机信号接收机2GPS信号接收机的种类信号接收机的种类:1 按接收机的用途分类按接收机的用途分类 导航型接收机导航型接收机 此类型接收机主要用于运动载体的导航，它可以实此类型接收机主要用于运动载体的导航，它可以实时给出载体的位置和速度。这类接收机时给出载体的位置和速度。这类接收机 一般采用一般采用C/A码码伪距测量，单点实时定位精度较低，一般为伪距测量，单点实时定位精度较低，一般为25m，有，有SA影响时为影响时为100m。这类接收机价格便宜，应用广泛。这类接收机价格便宜，应用广泛。根据应用领域的不同，此类接收机还可以进一步分为：根据应用领域的不同，此类接收机还可以进一步分为：车载型车载型车载型车载型-用于车辆导航定位；用于车辆导航定位；航海型航海型-用于船舶导航用于船舶导航定位；定位；航空型航空型-用于飞机导航定位。由于飞机运行速用于飞机导航定位。由于飞机运行速度快，因此，在航空上用的接收机要求能适应高速运动。度快，因此，在航空上用的接收机要求能适应高速运动。星载型星载型-用于卫星的导航定位。由于卫星的速度高达用于卫星的导航定位。由于卫星的速度高达7km/s以上，因此对接收机的要求更高。以上，因此对接收机的要求更高。3测地型接收机测地型接收机测地型接收机主要用于精密大地测量和精测地型接收机主要用于精密大地测量和精密工程测量。定位精度高。仪器结构复杂，价密工程测量。定位精度高。仪器结构复杂，价格较贵。格较贵。授时型接收机授时型接收机这类接收机主要利用这类接收机主要利用GPS卫星提供的高精卫星提供的高精度时间标准进行授时，常用于天文台及无线电度时间标准进行授时，常用于天文台及无线电通讯中时间同步。通讯中时间同步。42 按接收机的载波频率分类按接收机的载波频率分类单频接收机单频接收机 单频接收机只能接收单频接收机只能接收L1载波信号，测载波信号，测定载波相位观测值进行定位。由于不能有效消除定载波相位观测值进行定位。由于不能有效消除 电离电离层延迟影响，单频接收机只适用于短基线（层延迟影响，单频接收机只适用于短基线（15km）的精密定位。的精密定位。双频接收机双频接收机 双频接收机可以同时接收双频接收机可以同时接收L1，L2载波载波信号。利用双频对电离层延迟的不一样，可以消除电信号。利用双频对电离层延迟的不一样，可以消除电离层离层 对电磁波信号的延迟的影响，因此双频接收机可对电磁波信号的延迟的影响，因此双频接收机可用于长达几千公里的精密定位。用于长达几千公里的精密定位。3 按接收机通道数分类按接收机通道数分类 根据接收机所具有的通道种类可分为根据接收机所具有的通道种类可分为：多通道接收机多通道接收机 序贯通道接收机序贯通道接收机 多路多用通道多路多用通道接收机。接收机。54 按接收机工作原理分类按接收机工作原理分类码相关型接收机码相关型接收机 码相关型接收机是利用码相关技术码相关型接收机是利用码相关技术得到伪距观测值。得到伪距观测值。平方型接收机平方型接收机 平方型接收机是利用载波信号的平平方型接收机是利用载波信号的平方技术去掉调制信号方技术去掉调制信号,来恢复完整的载波信号来恢复完整的载波信号 通过相位通过相位计测定接收机内产生的载波信号与接收到的载波信号计测定接收机内产生的载波信号与接收到的载波信号之间的相位差，测定伪距观测值。之间的相位差，测定伪距观测值。混合型接收机混合型接收机 这种仪器是综合上述两种接收机的优这种仪器是综合上述两种接收机的优点，既可以得到码相位伪距，也可以得到载波相位观点，既可以得到码相位伪距，也可以得到载波相位观测值。测值。干涉型接收机干涉型接收机 这种接收机是将这种接收机是将GPS卫星作为射电源，卫星作为射电源，采用干涉测量方法，测定两个测站间距离。采用干涉测量方法，测定两个测站间距离。6测地型接收机测地型接收机 GPS技术在测绘中的应用主要是测量全球性技术在测绘中的应用主要是测量全球性的地球动态参数的地球动态参数,即所谓即所谓GPS全球大地测量全球大地测量,测测设全国性和区域性的大地测量控网设全国性和区域性的大地测量控网,建立陆地建立陆地海洋大地测量基准和海底大地测量控制网海洋大地测量基准和海底大地测量控制网,监监测现代地球板块运动状态和地壳形变测现代地球板块运动状态和地壳形变,测定航测定航空航天摄影瞬间的相机位置空航天摄影瞬间的相机位置,用于工程建筑的用于工程建筑的设计、施工、验收、和监测。用于这些目的设计、施工、验收、和监测。用于这些目的GPS信号接收机，叫做信号接收机，叫做测地型接收机测地型接收机。它除了。它除了具有厘米级甚至毫米级精度的静态定位能力以具有厘米级甚至毫米级精度的静态定位能力以外，还要适用于高动态环境下航空航天摄影站外，还要适用于高动态环境下航空航天摄影站位置的动态定位，以及建立海底控制网时水面位置的动态定位，以及建立海底控制网时水面船只的状态参数量。船只的状态参数量。7在采集数据之前，应根据使用目的和在采集数据之前，应根据使用目的和作点，选用适宜的作点，选用适宜的GPS信号接收机。信号接收机。例如：在海洋国土上进行例如：在海洋国土上进行GPS测量时，相对于测量时，相对于陆地定位测量而言，通常认为存在下列两大特陆地定位测量而言，通常认为存在下列两大特点：点：（1）在许多场合下，不得不设置较远的站间）在许多场合下，不得不设置较远的站间距离；对于远海岛礁的联测，站间距离往往远距离；对于远海岛礁的联测，站间距离往往远达上千公里；达上千公里；（2）既要作陆）既要作陆-岛和岛岛和岛-岛联测的静岛联测的静态定位，又需要进行测量船或其他海上设施的态定位，又需要进行测量船或其他海上设施的动态定位。动态定位。870-7575-7175-87站间距离站间距离D（m)45451.908 75353.46863576.980单双频的单双频的D(m)+0.140+0.300+0.757单双频的单双频的&X-0.130-0.369-1.269单双频的单双频的&Y+0.157+0.227+0.758单双频的单双频的&Z-0.056-0.014-0.044相对定位时单频和双频成果的较差相对定位时单频和双频成果的较差内容内容边名边名9测地型接收机的基本特点：测地型接收机的基本特点：（1）能够自动地捕获和跟踪在视）能够自动地捕获和跟踪在视GPS卫星，并卫星，并且具有适时选择最佳定位星座和删除病态卫星且具有适时选择最佳定位星座和删除病态卫星的功能。的功能。（2）能够连续不断地测量两个载波信号（）能够连续不断地测量两个载波信号（L1，L2）到达）到达GPS信号接收天线的滞后相位，用以信号接收天线的滞后相位，用以实现厘米级甚至毫米级精度的实现厘米级甚至毫米级精度的GPS卫星定位。卫星定位。（3）能够从每一颗）能够从每一颗GPS卫星的导航电文中获取卫星的导航电文中获取GPS历书和星历数据，并能不断地记录它们的历书和星历数据，并能不断地记录它们的变化，因而拥有较大容量的机内数据存储器。变化，因而拥有较大容量的机内数据存储器。10（4）能够适时地计算和显示）能够适时地计算和显示GPS测量结果，并测量结果，并能每秒更新一次定位结果，因而应具有较强功能每秒更新一次定位结果，因而应具有较强功能的机内数据处理软件。能的机内数据处理软件。（5）能够测量运动载体的行驶速度及时间，且）能够测量运动载体的行驶速度及时间，且应具有秒脉冲输出接口和外接标准频率的输入应具有秒脉冲输出接口和外接标准频率的输入插座。插座。（6）能够自动地检校机内电路的工作状态，并）能够自动地检校机内电路的工作状态，并适时地显示出自校结果；当电源电压低于额定适时地显示出自校结果；当电源电压低于额定值时，能及时报警。值时，能及时报警。（7）附设有带抑径板或抑径圈的）附设有带抑径板或抑径圈的GPS信号接收信号接收天线，且机内应设有专用软件，用以实时改正天线，且机内应设有专用软件，用以实时改正天线相位中心的不稳定性。天线相位中心的不稳定性。11测地型接收机除具有上述特点外，还具测地型接收机除具有上述特点外，还具有如下特点：有如下特点：全自动，简操作全自动，简操作巧设计，优特性巧设计，优特性低功耗，小体积低功耗，小体积126.2 GPS静态定位的基本要求静态定位的基本要求13在地球上任何地方和任何时候在地球上任何地方和任何时候,非特非特许用户用一台许用户用一台GPS接收机接收机,能够以能够以120m左右的精度测定它的所在位置左右的精度测定它的所在位置;如果利用两台接收机采集数据并经过如果利用两台接收机采集数据并经过求差处理求差处理,其相对定位精度可以达到其相对定位精度可以达到毫米量级毫米量级.三维位置精度能够达到三维位置精度能够达到3cm.为了获得所需等级的点位精度为了获得所需等级的点位精度,可采用两台以上的可采用两台以上的GPS信号收机进行信号收机进行相对定位相对定位14相对定位等级及其作业要求相对定位等级及其作业要求级 别应 用 目 的距离误差相对精度A全国一等控制网，区域地壳形变网，国家大地测量参考系网05cm0.1ppmB全国二等控制网，局部地壳形变网，精密工程测量控制网0.8cm1ppm C全国三、四等控制网，工程测量控制网，城市测量控制网1.0cm10ppmGPS网的级别和精度要求网的级别和精度要求15GPSGPS数据的采集要求数据的采集要求数据的采集要求数据的采集要求内容内容 级别级别 A B C连续同步观测的最少时间（分钟）连续同步观测的最少时间（分钟）24012060所测卫星的最少象限分布数所测卫星的最少象限分布数4343最大障碍高度角（度）最大障碍高度角（度）152020网内独立设站数（网内独立设站数（%）三次及三次以上者占三次及三次以上者占 二次及二次以上者占二次及二次以上者占408020501030重复测量的最少基线数（重复测量的最少基线数（%）1555异步环路的最多边数异步环路的最多边数81010异步环路的最大环路长度（异步环路的最大环路长度（km）500300200天线高度的测量次数（测前与测后）天线高度的测量次数（测前与测后）221气象要素测量次数（测前与测后）气象要素测量次数（测前与测后）22116GPS卫星网的设计卫星网的设计 GPS卫星定位网不仅用于检核、加强和卫星定位网不仅用于检核、加强和改造国家或地区大地测量控制网，而且改造国家或地区大地测量控制网，而且用于布测高精度的大地测量控制网和陆用于布测高精度的大地测量控制网和陆地地-海洋大地测量控制网，甚至用来海洋大地测量控制网，甚至用来建立全球性的建立全球性的GPS动态监测网。动态监测网。17网形设计的作用：网形设计的作用：网形设计是制定施测方案的基础，它侧网形设计是制定施测方案的基础，它侧重考虑如何保证和检核重考虑如何保证和检核GPS数据质量；数据质量；施测方案则立足于测区实际情况和所拥施测方案则立足于测区实际情况和所拥有的接收机台数，考虑怎样按照网形设有的接收机台数，考虑怎样按照网形设计完成计完成GPS测量任务。测量任务。18 GPS卫星定位网是由一个一个的同步环卫星定位网是由一个一个的同步环路构成的。所谓路构成的。所谓“同步环路同步环路”，就是几，就是几台台GPS信号接收机在同一时段内于几个信号接收机在同一时段内于几个测站上同步观测共视卫星所构成的几何测站上同步观测共视卫星所构成的几何图形。如图：图形。如图：用三台接收机用三台接收机用四台接收机用四台接收机19 由图可见，同步环路的站间距离（基线）总由图可见，同步环路的站间距离（基线）总数为数为 s=n(n-1)/2 其其中中n为接收机台数，在为接收机台数，在s条线中，只有（条线中，只有（n-1)条基线是独立的，其余基线可以由独立基推算条基线是独立的，其余基线可以由独立基推算而得，称之为非独立基线。比较直接解得的基而得，称之为非独立基线。比较直接解得的基线结果和独立基线推算所得的结果，便于工作线结果和独立基线推算所得的结果，便于工作产生了所谓的坐标闭合差条件。当某基线过行产生了所谓的坐标闭合差条件。当某基线过行了两个以上的时段观测时，就产生了基线复测了两个以上的时段观测时，就产生了基线复测坐标闭差条件，由不同时段落所测基线构成的坐标闭差条件，由不同时段落所测基线构成的闭合环路，叫做异环路，它未作平差处理的环闭合环路，叫做异环路，它未作平差处理的环路坐标闭合差，可以用于评价路坐标闭合差，可以用于评价GPS网的数据质网的数据质量优劣。量优劣。20GPS卫星定位网的设计原则：卫星定位网的设计原则：着眼整个测区，固定全网结构，用网环着眼整个测区，固定全网结构，用网环路（路（NETL）和子环路（）和子环路（SUBL）构成封）构成封闭式的闭式的GPS网，以及时评定网，以及时评定GPS数据质数据质量。量。所谓网环路，就是一个能够覆盖整个所谓网环路，就是一个能够覆盖整个测区的闭合环；测区的闭合环；子环路则是一种分割网环路的区域性子环路则是一种分割网环路的区域性闭合环。闭合环。21环路设计的作用：环路设计的作用：环路设计既便于及时计算同步环路和异环路设计既便于及时计算同步环路和异异步环路的坐标闭合精度，有利于剔除异步环路的坐标闭合精度，有利于剔除GPS数据的粗差，又便于及时发现数据数据的粗差，又便于及时发现数据采集过程中的问题，改进施测方案，确采集过程中的问题，改进施测方案，确网形设计的顺利实施。网形设计的顺利实施。22例如例如:美国美国D.Hajcl博士于博士于80年代末期率队测量的年代末期率队测量的一个一个Example GPS卫星定位网卫星定位网.下图是该网的下图是该网的闭合环路结构闭合环路结构:23选择合适的站址选择合适的站址GPS卫星定位误码率差主要分为以下三大卫星定位误码率差主要分为以下三大类：类：（1）GPS信号的自身误差（包括信号的自身误差（包括SA技术技术所带来的人为干涉误差）；所带来的人为干涉误差）；（2）GPS信号的传播误码差。信号的传播误码差。（3）GPS信号接收机的误差，它包括收信号接收机的误差，它包括收钟误差和仪器误差，统称为接收误差。钟误差和仪器误差，统称为接收误差。24 对于对于GPS相对定位而言，在采集相对定位而言，在采集GPS定定位数据时，关键在于如何削弱位数据时，关键在于如何削弱GPS信号信号的传播误差，它主要是电离层和对流层的传播误差，它主要是电离层和对流层的时延误差，以及多路径误差。的时延误差，以及多路径误差。所谓所谓“多路径误差多路径误差”，就是反射波对直，就是反射波对直射波的破环性干涉而引起的站星距离误射波的破环性干涉而引起的站星距离误差。差。25 用户天线所接收到的用户天线所接收到的GPS信号有两种型信号有两种型式：式：（1）直接从）直接从GPS卫星到达用户天线的卫星到达用户天线的直接波；直接波；（2）经过地面或地物反射的间接波。）经过地面或地物反射的间接波。多路径误差的大小，取决于反射波多路径误差的大小，取决于反射波的强弱和用户天线抗御反射波的能力。的强弱和用户天线抗御反射波的能力。26 为了抑制反射信号，减少多路径误差，为了抑制反射信号，减少多路径误差，接收机的制作者们采取了一定的措施，接收机的制作者们采取了一定的措施，例如：给例如：给GPS信号接收天线附设抑径板信号接收天线附设抑径板或者抑径圈。或者抑径圈。271.具有强反射的地面。例如，邻近水面地区，具有强反射的地面。例如，邻近水面地区，平坦光滑的地面，金属矿区等地方。平坦光滑的地面，金属矿区等地方。2.具有强反射的环境。例如，测站位于山谷中、具有强反射的环境。例如，测站位于山谷中、山坡上、建筑物等。山坡上、建筑物等。3.具有电磁波强辐射源的附近具有电磁波强辐射源的附近.例如例如:GPS测站设测站设立雷达、电台、微波中继站等附近。立雷达、电台、微波中继站等附近。GPS信号接收机及其天线选定以后，多路误信号接收机及其天线选定以后，多路误差的大小主要取决于差的大小主要取决于GPS则站的站址选择。则站的站址选择。一般下述场合不宜设立一般下述场合不宜设立GPS测站：测站：28 对于固定的对于固定的GPS网，它所有的点早已固网，它所有的点早已固定好，定好，GPS测量时不能变更站址位置，测量时不能变更站址位置，这就必须采取人为措施来削弱反射波：这就必须采取人为措施来削弱反射波：（1）适当变换天线高度，避开强反射点，或）适当变换天线高度，避开强反射点，或者每一个时段采用一种天线高度，取用几种不者每一个时段采用一种天线高度，取用几种不同的天线高度的同的天线高度的GPS数据之数据之“中数中数”，以削弱，以削弱多路径误差。多路径误差。（2）根据线相距的数值，采用大偏心观测的）根据线相距的数值，采用大偏心观测的方法，避开反射波。方法，避开反射波。（3）采用人为抑制措施。）采用人为抑制措施。296.3 静态定位的数据采集静态定位的数据采集30一、检验一、检验一、检验一、检验GPSGPS信号接收机的基本性能信号接收机的基本性能信号接收机的基本性能信号接收机的基本性能 GPS信号接收机是用于接收、跟踪、变换和信号接收机是用于接收、跟踪、变换和测量测量GPS信号的。信号的。接收机的性能检验主要是鉴定接收误差的大接收机的性能检验主要是鉴定接收误差的大小及其稳定性。目前采用的方法主要是：小及其稳定性。目前采用的方法主要是：（1）零基线法）零基线法 它多用于生产厂家对接收它多用于生产厂家对接收机的性能测试，它的具体做法是：机的性能测试，它的具体做法是：两个接收单元共用一个天线单元，亦即一付接收两个接收单元共用一个天线单元，亦即一付接收天线将所接收到的天线将所接收到的GPS信号分别送到两台接收机，从信号分别送到两台接收机，从而测得而测得“零基线零基线”的长度。的长度。31 （2）超短基线检测法。该法的基本思）超短基线检测法。该法的基本思想如下：想如下：A 在一个植被优良和地势开阔的检验场地上，测在一个植被优良和地势开阔的检验场地上，测设一条较理想的几米长的超短基线，并准确地测定它设一条较理想的几米长的超短基线，并准确地测定它的实际长度，以此作为标准值。的实际长度，以此作为标准值。B 按照全组合方式，用受检接收机对超短基线作按照全组合方式，用受检接收机对超短基线作双差定位测量。下图表示用超短基线检测四台接收机双差定位测量。下图表示用超短基线检测四台接收机之例，图中的之例，图中的R376、R411、R445和和R446分别表示四分别表示四台接收机的编号（具体内容参看书台接收机的编号（具体内容参看书173页页-174页）页）3233 C 处理和分析各接收机对的双差定位成果处理和分析各接收机对的双差定位成果 在实际作业过程中，应该按照检测时所用的在实际作业过程中，应该按照检测时所用的接收机和外接天线配对使用，而不应该重新组合接收机和外接天线配对使用，而不应该重新组合GPS信号接收天线和接收机单元的配对。当间距信号接收天线和接收机单元的配对。当间距离在离在30KM以上时，在采集以上时，在采集GPS定位数据的同时，定位数据的同时，用通风干湿温度计和空盒气压计测量测站处的气用通风干湿温度计和空盒气压计测量测站处的气象要素。象要素。34二、精心制定每一个子区和子环路的实测方案二、精心制定每一个子区和子环路的实测方案 随着随着GPS卫星定位网的应用目的之异，卫星定位网的应用目的之异，GPS网所覆盖的面积大小也不相同。例如：在我国网所覆盖的面积大小也不相同。例如：在我国国土上布测的国家国土上布测的国家GPS网覆盖着整个陆地和海网覆盖着整个陆地和海洋国土，需要几年的时间才能布测完毕，因而洋国土，需要几年的时间才能布测完毕，因而不不将它分成几个子区作业。为了保持全网的不不将它分成几个子区作业。为了保持全网的整体性能和增加多余观测量，在相邻子区之间，整体性能和增加多余观测量，在相邻子区之间，均设置一定数量的公共联测点，进而按照参加均设置一定数量的公共联测点，进而按照参加作业的接收机台数和有关作业规范，精心制定作业的接收机台数和有关作业规范，精心制定每一个子区的实测方案和每一台接收机的迁站每一个子区的实测方案和每一台接收机的迁站路线。路线。35 在作每一个子环路的实测方案之始，应该先着眼于整个在作每一个子环路的实测方案之始，应该先着眼于整个测区，考虑数据采集的最佳推进路线，其原则是：测区，考虑数据采集的最佳推进路线，其原则是：由易到难，逐点推敲设计；由易到难，逐点推敲设计；精心计划，便于逐环测量。精心计划，便于逐环测量。GPS卫星定位网的技术设计往往是在室内完成的，卫星定位网的技术设计往往是在室内完成的，它注重它注重GPS网的科学性和完整性。而实测方案则是依网的科学性和完整性。而实测方案则是依据所用接收机的台数和待测点位的分布特点，充分考据所用接收机的台数和待测点位的分布特点，充分考虑到实时采集的测区交通和地理环境信息，精心安排虑到实时采集的测区交通和地理环境信息，精心安排多台接收机的同步观测计划。它既要保证所设计的网多台接收机的同步观测计划。它既要保证所设计的网环路会诸于实践，又要考虑如何省时省力省汽油地完环路会诸于实践，又要考虑如何省时省力省汽油地完成整个测区的成整个测区的GPS测量任务，特别是个别难达点位的测量任务，特别是个别难达点位的测量，更要从全局出发，精心设计它们的实测方案。测量，更要从全局出发，精心设计它们的实测方案。下图是一个有两个子环的实测方案：下图是一个有两个子环的实测方案：3637三、选择适宜的定位星座三、选择适宜的定位星座 在作相对定位测量时，各个测站上的接收机在作相对定位测量时，各个测站上的接收机需要观测需要观测4颗以上的共视颗以上的共视GPS卫星，后者叫做卫星，后者叫做定位座，它的选择应注意以下几个方面：定位座，它的选择应注意以下几个方面：（1）顾及每颗顾及每颗GPS卫星的卫星的URA值值 每颗每颗GPS卫星所发送的导航电文，不仅适时地报告卫星所发送的导航电文，不仅适时地报告卫星的在轨位置，而且向用户展示自己的工作状态。卫星的在轨位置，而且向用户展示自己的工作状态。导航电文通过传输参数导航电文通过传输参数N所报告的测距精度估值所报告的测距精度估值（URA），是非特许用户选用该颗卫星与否的依据。），是非特许用户选用该颗卫星与否的依据。382.选取适当的卫星高度截止角选取适当的卫星高度截止角 GPS卫星的观测，是卫星的观测，是GPS卫星升离地平线一卫星升离地平线一定的角度才开始的，这个角度，叫做卫星高度定的角度才开始的，这个角度，叫做卫星高度截止角。虽然截止角。虽然GPS卫星的高度截止角愈小，能卫星的高度截止角愈小，能够有较多的机会获得比较小的三维位置几何精够有较多的机会获得比较小的三维位置几何精度因子（度因子（PDOP），从而延长最佳观测时间，），从而延长最佳观测时间，但是，卫星高度截止角愈小，对流层影响愈显但是，卫星高度截止角愈小，对流层影响愈显著，测量误差亦随之增大。在精密测量时，卫著，测量误差亦随之增大。在精密测量时，卫星高度礤止角一般选定为星高度礤止角一般选定为15度左右，在检验接度左右，在检验接收机的基本性能时，卫星高度截止角不宜选在收机的基本性能时，卫星高度截止角不宜选在20度以下。度以下。39C.Goad 博士建议用相对定位几何精度因子博士建议用相对定位几何精度因子（RDOP）选择定位星座，且定义）选择定位星座，且定义 RDPO=其中其中A为设计矩阵，它是相对于未知基线元为设计矩阵，它是相对于未知基线元素的双差偏微分矩阵，素的双差偏微分矩阵，是载波相位测量双是载波相位测量双差的测量误差差的测量误差,为双差协方差矩阵为双差协方差矩阵,其对其对角线元素为角线元素为 .40四、严格要求各项操作四、严格要求各项操作 （1）对于气象要素。当站间距离在）对于气象要素。当站间距离在30km以上时，还以上时，还应实时实地测量气象数据，而不采用气象要素的预置应实时实地测量气象数据，而不采用气象要素的预置值计算求得。在采集气象数据时，要重视下述各项操值计算求得。在采集气象数据时，要重视下述各项操作规定：通风干湿温度计不应该安放在太阳照射或通作规定：通风干湿温度计不应该安放在太阳照射或通风不良的地方；离开地面或地物的距离不宜过低或过风不良的地方；离开地面或地物的距离不宜过低或过近；应该在上弦上水后的稳定状态下读取干湿温度；近；应该在上弦上水后的稳定状态下读取干湿温度；在读取干湿温度时，观测者的视线应平直；人体体温在读取干湿温度时，观测者的视线应平直；人体体温不应造成辐射影响等等。不应造成辐射影响等等。（2）量测天线高度。对于天线高度的量测有时可能量测天线高度。对于天线高度的量测有时可能引起厘米级的误差。引起厘米级的误差。（3）调整调整GPS信号接收天线的机械中心对准标石中信号接收天线的机械中心对准标石中心。它也有可能造成厘米误差。心。它也有可能造成厘米误差。41五、及时评定五、及时评定GPS数据质量数据质量 在测工现场检查外业成果质量的方法如下：在测工现场检查外业成果质量的方法如下：1 逐项检查，对比核实逐项检查，对比核实 根据各个测站每一个时段的信息文件，依次检查下列根据各个测站每一个时段的信息文件，依次检查下列各项：各项：（1）站名有否输入错误）站名有否输入错误 （2）时段号是否输入正确）时段号是否输入正确 （3）开关机时刻是否同步）开关机时刻是否同步 （4）天线高度是否现场输入）天线高度是否现场输入 （5）待测卫星数是否齐全）待测卫星数是否齐全 （6）各测站的数据量是否相近）各测站的数据量是否相近 （7）所测点位是否准确）所测点位是否准确422.计算环路闭合精度，恰当评定计算环路闭合精度，恰当评定GPS数据数据质量质量环路闭合精度环路闭合精度=坐标分量闭合差的均方值坐标分量闭合差的均方值推算路线的总长度推算路线的总长度436.4 动态定位的数据采集动态定位的数据采集44 GPS动态测量主要分为单点定位和差分动态测量主要分为单点定位和差分定位，而采集定位，而采集GPS数据时，除了安设数据时，除了安设GPS信号接收天线和选择最佳定位星座信号接收天线和选择最佳定位星座与采集静态定位数据时相似外，还存在与采集静态定位数据时相似外，还存在一些相异处。一些相异处。45一、单点动态定位的数据采集一、单点动态定位的数据采集 当用一台码接收机测量运动载体的七维状当用一台码接收机测量运动载体的七维状态参数时，首先应考虑选项用何种态参数时，首先应考虑选项用何种GPS信号接信号接收天线及其在运动载体上的安设位置问题。为收天线及其在运动载体上的安设位置问题。为了确保了确保GPS动态定位的连续性，不间断状态参动态定位的连续性，不间断状态参数的精确测量，可在运动载体上安设两付数的精确测量，可在运动载体上安设两付GPS信号接收天线。若安设三付信号接收天线。若安设三付GPS信号接收天线，信号接收天线，则可在测得状大为改观维数的同时，测得运动则可在测得状大为改观维数的同时，测得运动载体的姿态参数。载体的姿态参数。46 在运动载体上安设在运动载体上安设GPS信号接收天线时，不信号接收天线时，不仅要选用视界开阔的地方，而且要特别注意多仅要选用视界开阔的地方，而且要特别注意多中径效应的影响。在作中径效应的影响。在作GPS动态测量时，不可动态测量时，不可能像在地面上作静态定位一样，采用天线附设能像在地面上作静态定位一样，采用天线附设抑径板的方法来减少多路径效应的影响。另外，抑径板的方法来减少多路径效应的影响。另外，在运动载体上安设在运动载体上安设GPS信号接收天线时，应该信号接收天线时，应该严格防止来自运动载体本身的串扰信号，它不严格防止来自运动载体本身的串扰信号，它不仅会给仅会给GPS信号引串扰噪声，而且可能信号引串扰噪声，而且可能“烧坏烧坏”天线前端，而无法进行天线前端，而无法进行GPS动态测量。动态测量。47二、差分动态定位的数据采集二、差分动态定位的数据采集 在作差分动态测量时，设在地面上的基在作差分动态测量时，设在地面上的基准站不仅应具有精确的三维已知坐标，准站不仅应具有精确的三维已知坐标，而且位于地势开阔和地面植被良好的地而且位于地势开阔和地面植被良好的地方。为了使基准和动态接收机能够有效方。为了使基准和动态接收机能够有效地接收共视卫星的地接收共视卫星的GPS信号，基准站宜信号，基准站宜设在动态用户运行区的中心，并以此绘设在动态用户运行区的中心，并以此绘制制PDOP变化曲线预报图，用于选择最佳变化曲线预报图，用于选择最佳的数据采集时段。的数据采集时段。4849 差分动态定位差分动态定位(DGPS)不仅用航摄和遥不仅用航摄和遥感的摄站位置测量感的摄站位置测量,而且还用于舰船和车而且还用于舰船和车辆的实时位置测量辆的实时位置测量,只不过摄站位置一般只不过摄站位置一般采用测后数据处理方法采用测后数据处理方法,即在室内算得各即在室内算得各个摄站的三维位置个摄站的三维位置,在车船位置测量中在车船位置测量中,大多数要求将差分改正值通过大多数要求将差分改正值通过DGPS数据数据收发设备实地传输到动态接收机收发设备实地传输到动态接收机,以便于以便于工作按照测量动态的时间间隔要求工作按照测量动态的时间间隔要求,适时适时地显示并打印出动态点位坐标地显示并打印出动态点位坐标.506.5 停行动测量停行动测量51 进行停行动态测量时进行停行动态测量时,要求至少拥有两要求至少拥有两台能作载波相位测量的接收机台能作载波相位测量的接收机,其中一台其中一台接收机固定在一个测站上接收机固定在一个测站上,另一台接收机另一台接收机则分别在待测点位上流动测量则分别在待测点位上流动测量,即使在流即使在流动接收机从一个测站迁往另一个测站的动接收机从一个测站迁往另一个测站的过和中过和中,它也需要不间断地测量它也需要不间断地测量4颗以上颗以上的的GPS卫星卫星,但是但是,每一个待测点位上只每一个待测点位上只需作需作2分钟左右的分钟左右的GPS测量测量,即能达到厘即能达到厘米级的定位精度米级的定位精度.52 在流动接收机进行动态测量之前在流动接收机进行动态测量之前,需要需要设法解算出载波相位观测值的整周待定设法解算出载波相位观测值的整周待定值值.也称为初始化测量也称为初始化测量.在停行动态测量在停行动态测量可用下述方法进行初始化测量可用下述方法进行初始化测量:1.静态定位法静态定位法 在测区内选择一条长短适宜的站间距离在测区内选择一条长短适宜的站间距离,对对它进行它进行30-60min的相对定位测量的相对定位测量.此后此后,一台一台接收机固定在该距离一个端点上接收机固定在该距离一个端点上,继续采集继续采集GPS定位数据定位数据,另一台接收机依次转移到后续另一台接收机依次转移到后续各个待测点位上各个待测点位上,每个测站仅作每个测站仅作12min 的的GPS点痊测量点痊测量.但迁站过程中但迁站过程中,流动接收机应始终处流动接收机应始终处于于GPS测量状态测量状态,且保持且保持4颗颗GPS卫星的观测卫星的观测,以保持解算的稳定性以保持解算的稳定性.53 2.基线测量法基线测量法 在测区内选择一条已知点位的基线在测区内选择一条已知点位的基线,且要求且要求它在它在WGS-84大地测量坐标系内的三维位置各大地测量坐标系内的三维位置各坐标分量具有坐标分量具有5cm 的精度的精度.按照常规的按照常规的GPS相相对定位法对定位法,对该基线仅作对该基线仅作2min左右的左右的GPS数据数据采集采集,即可将流动接收机在保持即可将流动接收机在保持GPS测量状态测量状态的情况下迁到一个待测点位上的情况下迁到一个待测点位上,和固定在基一和固定在基一端的接收机作端的接收机作1-2min的相对定位测量的相对定位测量,以解算以解算出待测点位的坐标出待测点位的坐标.543.天线交换法天线交换法 在测区内选择一个待测点位作为安设固定在测区内选择一个待测点位作为安设固定接收机的参考点接收机的参考点(R),距离该点的距离该点的510m处处,选选择一个交换点择一个交换点(S),在这两个点位上各安设一个在这两个点位上各安设一个天线单元天线单元.如图如图5556 然后按照常规的然后按照常规的GPS相对定位法相对定位法,同步上采集同步上采集1-2min的的GPS定位数据定位数据.在保持在保持GPS测量状态测量状态和天线高度不变动的情况下和天线高度不变动的情况下,对调参考点和交换对调参考点和交换点上的天线单元点上的天线单元,作第一次天线交换后的作第一次天线交换后的GPS点点位测量位测量,每台接收机同步地采集每台接收机同步地采集1-2min的的GPS定位数据定位数据.然后再对调节器参考点和交换点上的然后再对调节器参考点和交换点上的天线单元天线单元,致使固定接收机返回到参考点致使固定接收机返回到参考点,进行第进行第二次天线交换后的二次天线交换后的GPS点位测量点位测量,每台接收机亦每台接收机亦同步地采集同步地采集1-2min的的GPS定位数据定位数据.然后将交然后将交换点上的流动接收机迁到待测点位上换点上的流动接收机迁到待测点位上,依次进行依次进行GPS点位测量点位测量.